Apr 20 2013

Neue Erden

Wann immer Wissenschaftler einen Planeten entdecken, welcher der Erde ein bisschen ähnlicher ist als der letzte Spitzenkandidat, geht ein Raunen durch die Medien: „Die zweite Erde“! Bei allem Verständnis für das Bemühen, Wissenschaft der Öffentlichkeit zugänglicher zu machen – weniger wäre, in diesem Fall, mit Sicherheit mehr.

Vor etwas mehr als 20 Jahren wurde zum ersten Mal eine „zweite Erde“ entdeckt. Der polische Astronom Aleksander Wolszczan und seine Mitarbeiter entdecken im Orbit um den Pulsar PSR 1257+12 drei Planeten – zwei davon hatten eine Masse im Bereich von einigen Erdmassen. Dies waren die allerersten Planeten ausserhalb des Sonnensystems – die ersten „Exoplaneten“ überhaupt. Die Entdeckung fand wohl deshalb keine allzugrosse Beachtung abseits der Wissenschaftswelt, weil die Vorstellung, dass da eine erdgrosse Welt um eine Sternleiche kreist, recht ungeeignet ist, um beim Leser Bilder von unberührten Stränden an fremden Ozeanen (oder so) hervorzurufen. Die Gasriesen, die man dann ein paar Jahre später um sonnenähnliche Sterne wie 51 Pegasi entdeckte, waren zwar mindestens genauso lebensfeindlich, aber immerhin waren es „echte“ Planeten – und damit war die Jagd auf die „zweite Erde“ eröffnet. Die Jagd hält bis heute an und ist bisher noch nicht zu einem Ende gekommen – dafür folgt alle paar Monate eine „zweite Erde“ die andere (mit gerade genügend zeitlichem Abstand, dass eine gewisse Chance besteht, dass marginal interessierte Leser den letzten Kandidaten bereits wieder vergessen haben…). Es ist natürlich aber keinesfalls so, dass es sich da um eine präzise orchestrierte Aktion der Wissenschaftsredaktionen von Zeitungen handelt, um ihre Leser bei Laune zu halten. Vielmehr gibt das ganze „Theater“ um die zweite Erde einen Einblick in die Funktionsweise der Wissenschaft – aber nicht nur.

Der Erste Grund für die ständige Wiederholung derselben Titelstory ist: Wissenschaft braucht Geld – und Geld ist immer knapp (nur schon deshalb, weil es immer viel mehr gute Ideen als Geld gibt, um sie zu finanzieren). Geld bekommen erfolgreiche Wissenschaftler, und die erfolgreichen Wissenschaftler sind nicht selten diese, die ihre Erkenntnisse bzw. ihr Forschungsgebiet in ein paar griffigen Schlagworten umreissen können: „Ich suche nach einer zweiten Erde“ – darunter kann sich jeder etwas vorstellen. Die Erde, das ist unser Planet, und der Typ sucht das Gegenstück da draussen im All: unbewohnt, fremd, modernes Wild-West-Territorium eben. Dass der betreffende Wissenschaftler dann vielleicht im Alltag tatsächlich daran arbeitet, die Atmosphärensturkturen von massenarmen Gasriesen zu verstehen, um dann als Fernziel im Katalog aller vom Kepler-Weltraumteleskop beobachteten Objekte diese Gasriesen besser von tatsächlichen Felsplaneten unterschieden zu können, das spielt dann keine grosse Rolle, und wäre ohnehin zu kompliziert zu erklären. Unter dem griffigen, allgemeinverständlichen Label „ich helfe mit bei der Suche nach der zweiten Erde“ lässt sich sehr viel spannende Forschung unterbringen und vermitteln. Da ist es kein Wunder, dass wenn diese Forschung dann zu einem Erfolg führt, dann auch wie selbstverständlich dieses Label bemüht wird: „Wir haben eine zweite Erde gefunden!“ Natürlich sagt das niemand so, denn Wissenschaftler sind vorsichtig – und sind sich auch gewohnt, dass jede Aussage ihre Bedingungen, Ausnahme- und Spezialfälle hat. Deshalb heisst es denn in wissenschaftlichen Fachpublikationen auch meistens: „Wir haben den bisher erdähnlichsten Planeten gefunden.“ In den Wissenschaftsredaktionen der Tageszeitungen wird dann zum Beispiel daraus: „Hat die Erde zwei Schwestern?“ In derselben Zeitung hat man aber ein Jahr zuvor bereits über die Entdeckung einer „bewohnbaren Super-Erde“ lesen können, und nochmals ein paar Monate davor wurde gar „Erde II“ beschrieben, während im Jahr davor bereits einmal eine grün-blau-weisse Kugel einen ganz ähnlichen Artikel illustrierte…

Der zweite Grund für die ewige Wiederholung der gleichen Story ist der Umstand, dass die Suche nach einer zweiten Erde tatsächlich eine sehr wichtige Motivation für die Forschung in diesem Gebiet darstellt, und die Technologie zur Verfolgung dieses Ziels immer besser wird. Man sucht nicht deshalb nach solchen Planeten, weil aufgrund von Abwirtschaftung und Umweltverschmutzung irgendjemand ernsthaft die Auswanderung (einer „Elite“) auf einen solchen Planeten planen würde (wie etwa in den Kommentarsträngen der oben verlinkten Artikel oft nahegelegt wird – das ist mit der gegenwärtigen Technologie absolut illusorisch), sondern weil die Wissenschaft auf diesem Gebiet letztlich von einigen der „wirklich grossen, letzten Fragen“ angetrieben wird: Welchen Platz nehmen wir ein in unserem Universums? Ist unsere Erde einzigartig (oder zumindest ein exotisches, seltenes kosmisches Experiment…), oder doch nur eine von ganz vielen ähnlichen Welten? Gibt es da draussen andere wie uns? Um diese und ähnliche Fragen zu beantworten, arbeiten Wissenschaftler seit Jahrzehnten auf das Fernziel zu, echte, erdähnliche Planeten zu finden – um sie dann eben zu beobachten, zu zählen, zu vermessen, und so weiter, um damit einer Antwort auf diese grossen Fragen ein wenig näher zu kommen. Und so nähert man sich diesem Ziel in kleinen, aufeinander aufbauenden Schritten. Zuerst hat man sich darauf konzentriert, überhaupt erst Planeten um andere Sterne zu finden (seit ca. 1900, erfolgreich von ca. 1990 bis ca. 2000). Dann hat man zum ersten Mal etwas kleinere Planeten gefunden (ab ca. 2000), erst im Bereich der kleinen Gasriesen (oder „Eisriesen“) Uranus und Neptun, dann im „Super-Erden“-Bereich, also in einem Massenbereich, der zwischen der Erde (dem grössten bekannten Felsplaneten im Sonnensystem) und Uranus (dem masseärmsten kleinsten Gasriesen) liegt. Weiter ist es einfacher, Planeten nahe an ihrem Stern zu entdecken (wo die Oberflächentemperaturen viel zu heiss für flüssiges Wasser oder erdähnliches Leben sind) – mit immer weiterer Verbesserung der Technologie wurden so immer weiter entfernte, immer kühlere Planeten der Entdeckung zugänglich. Ein grosser Sprung setzte mit dem Start des Kepler-Teleskops im Jahr 2009 ein: dieses Teleskop „starrt“ unentwegt in eine Richtung im Sternbild Leier und beobachtet dort über 100’000 ungefähr sonnenähnliche Sterne. Sobald einer dieser Sterne von einem ihn umkreisenden Planeten etwas abgedunkelt wird, wird das vom Teleskop registriert. Aus der Stärke der Abdunklung, den Sternparametern (z.B. Leuchtkraft, Grösse, Temperatur, Entfernung) sowie der Wiederkehrzeit des Abdunklungssignals lässt sich dann die Grösse des Planeten und auch seine Entfernung zu seinem Stern rekonstruieren. Da mindestens drei Abdunklungen nötig sind, um einen so entdeckten Planeten als solchen zu bestätigen, muss man für einen wirklich erdähnlichen Planeten drei Jahre Beobachtungszeit veranschlagen (denn der Planet wird ja nur an einem einzigen Punkt seiner Bahn seinen Stern – von der Erde aus gesehen – abdunkeln. Bei einem erdähnlichen Planeten um einen sonnenähnlichen Stern wird das also nur ein einziges Mal pro Umlauf bzw. Jahr vorkommen). Zählt man die Zeit für die Datenauswertung, die Bestätigung durch andere Teleskope etc. hinzu, so landen wir in der Gegenwart bzw. der nahen Zukunft. Diese äusseren Bedingungen erklären, warum sich die Berichterstattung von unbewohnbar heissen, grossen Planeten zu immer kleineren, kühleren entwickelt, und warum sich der zeitliche Abstand zwischen solchen Berichten in letzter Zeit verkürzt hat. Jedes Mal ist es der „bisher erdähnlichste“ Planet – und das ist immer korrekt! Auch wenn er vielleicht von seinem Stern so viel Sonneneinstrahlung wie die Venus in unserem System abbekommt und zudem knapp doppelt so gross wie die Erde ist. Der nächste „bisher erdähnlichste Planet“ ist sicher etwas kühler und kleiner.

Wir können natürlich nicht ausschliessen, dass diese Planeten tatsächlich erdähnlich sind. Wir wissen viel zu wenig über Biosphären auf anderen Planeten. Aber wirklich wissen bzw. bestätigen können wir es, heute, mit unseren heutigen Instrumenten, leider nicht. Alles, was wir kennen, sind die Eigenschaften des Sterns, um den diese Planeten kreisen, und ihre Umlaufzeit und Grösse relativ zu diesem. In einigen seltenen Fällen kennen wir auch die Masse und damit die mittlere Dichte – aber damit hat es sich. Alles andere ist, und bleibt bis auf weiteres, Spekulation. Spannende, inspirierende Spekulation, sicher. In den meisten wissenschaftlichen Artikeln wird das auch klar gemacht, aber nicht in allen populären Artikeln bleibt diese Botschaft erhalten. Wir können wohl vermuten, dass auch eine „Super-Erde“, die bis zu zehn Mal so massiv wie die Erde und bis zu doppelt so gross sein kann, bewohnbar sein könnte: dass sie flache Meere, Ozeane, Kontinente, einen Wasserzyklus und eine relativ, dünne, atembare Atmosphäre haben könnte. Oder aber, dass das genau nicht möglich ist – dass ein bewohnbarer Planet auch in etwa die Grösse und Masse der Erde haben muss, um auch wirklich erdähnliches Leben hervorzubringen.

Werden wir eines Tages die „zweite Erde“ finden? Ja, ziemlich sicher schon. Ich vermute, dass sich in all den Daten, die das Kepler-Teleskop bereits gesammelt hat, und in den verbleibenden Monaten oder Jahren noch sammeln wird, die eine oder andere „echte“ zweite Erde zu finden ist (und wenn nicht, werden künftige Missionen wie das kürzlich bewilligte „TESS“-Weltraumteleskop eines Tages eine solche finden). Eine „echte“ zweite Erde, das heisst, eine wirklich erdgrosse Welt, die in einer ähnlichen Entfernung um ihren sonnenähnlichen Stern kreist, wie die Erde um die Sonne. Sie wird einige 1000 Lichtjahre weit entfernt sein, viel zu weit also, um auch nur erst darüber nachzudenken, dorthin zu reisen. Doch nur schon ihre Existenz wird künftige Generationen von Wissenschaftlern inspirieren: wir wissen dann, dass es da draussen tatsächlich eine Welt gibt, die unser eigenen ähneln könnte. Alles, was wir dann brauchen, sind neue, bessere Instrumente, um zu bestimmen, ob sie denn auch wirklich eine dünne, vielleicht sogar atembare Atmosphäre besitzt. Und dann wird es mit Sicherheit mit schöner Regelmässigkeit heissen: „Erdähnlicher Planet mit bisher erdähnlichster Atmosphäre entdeckt!“

Doch sollte ich mich denn darüber eigentlich nicht freuen? Ist doch toll, wenn in den Zeitungen mal etwas über Wissenschaft zu lesen ist, statt nur düstere Nachrichten von der Wirtschaftsfront oder die neusten Skandälchen von irgend einem Hollywoodsternchen. Ich habe nichts gegen regelmässige Berichterstattung über wissenschaftliche Themen, ganz im Gegenteil – ich befürchte nur, dass da mit der Zeit eine gewisse Abstumpfung eintritt. Ähnliches war schon bei der Entdeckung grosser Planetoiden im Kuipergürtel zu beobachten. Jedes halbe Jahr wurde der neuste „zehnte Planet“ ausgerufen – die Entdeckung von Eris, dem ersten Kuipergürtel-Objekt, das tatsächlich grösser war als Pluto, hat dann fast niemanden mehr interessiert. Wer das Gefühl hat, die zweite Erde sei längst gefunden – der wird doch auch sagen: wozu müssen wir da denn eigentlich noch mehr forschen? Wie, was, du hilfst bei der Suche nach der zweiten Erde – ich hab doch erst kürzlich gelesen, dass diese gefunden worden sei… Gleichzeitig ist es aber auch einleuchtend, dass Wissenschaftskommunikation eben nicht einfach ist: man muss eine feine Balance finden zwischen Genauigkeit und Zugänglichkeit. Zwischen Neuheitswert und Relevanz. Ein eher reisserischer Titel wie „Erde II“ kann die nötige Aufmerksamkeit generieren, der eigentliche Text dann genutzt werden, um die genauen Umstände klarzustellen. Damit risikiert man aber auch, dass das wirklich historische Ereignis der Entdeckung einer „echten“ zweiten Erde untergehen könnte…

16 Comments

  • By Robert Michel, 21. April 2013 @ 00:37

    Schön wieder von dir zu lesen. Ich hatte schon befürchtet du hättest die Blogerei aufgegeben.

  • By Horst Helweg, 21. April 2013 @ 06:59

    Da kann ich mich nur dem Vorposter Robert anschließen. Schön dich wieder zu lesen. Es macht Freude deine Berichte zu lesen und gerade für mich als Laie ist es einfach nur klasse deine gut verständlichen Zeilen zu studieren. Danke! 🙂

  • By Herbert, 21. April 2013 @ 10:51

    dito.

  • By André, 21. April 2013 @ 19:14

    Da möchte ich mich meinen Vorpostern gerne anschließen.

    Und noch einen kleinen Hinweis zum Artikel, der mir mal wieder gut gefallen hat: Uranus ist zwar der leichteste Gasriese im Sonnensystem, aber nicht der kleinste. Neptun ist noch etwas kleiner, aber eben schwerer.

  • By Matthias Meier, 21. April 2013 @ 19:20

    Danke euch allen für die Unterstützung und Ausdauer beim Warten auf den neusten Artikel! Freut und ehrt mich wirklich sehr, das alles, und motiviert auch: ich hab heut grad an drei verschiedenen neuen Artikeln geschrieben. 🙂

    @André: du hast natürlich recht -> korrigiert.

  • By Frido, 22. April 2013 @ 20:14

    Auf jeden Fall schön, endlich mal wieder einen Artikel hier zu lesen. Ich bin schon sehr gespannt, was Du noch so in petto hast. 🙂

  • By Valary, 22. April 2013 @ 20:50

    Schön mal wieder was von dir zu lesen.

    Ich glaube nicht dass es sich grundlegend abstumpfen wird. Da die Technik immer besser wird, kommen auch mehr Details zusammen, mit denen man wieder Aufmerksamkeit generieren kann.
    Was mich aber immer an den Artikel der 0815 Medien stört ist, dass sie von jemand geschrieben werden der wenig, bis keine Ahnung von der eigentlichen Materie hat. Anstatt die Information eins zu eins weiterzugeben, müssen sie diese ja noch unbedingt an ihre entsprechende Klientel anpassen.

    Ist es nicht möglich Informationen der Atmosphäre eines Planeten zu bekommen, wenn er vor dem Stern vorbeizieht, oder ist das Spektrum zu stark gestreut?

  • By Matthias Meier, 22. April 2013 @ 20:56

    Atmosphäre sehen: Grundsätzlich ja, aber das Problem ist, dass man für solche spektroskopischen Informationen eben sehr viel Licht von dem Stern (während des Transits) sammeln muss, bis man die Absorptionslinien sieht. Wenn man ein genügend grosses Teleskop in den Weltraum schickt, das die nötige Lichtsammelfläche hat, dann geht das schon. Aber soviel ich weiss werden nicht einmal die 30-Meter-Teleskope der nächsten Generation (auf dem Erdboden) in der Lage sein, die Atmosphärenzusammensetzung einer sehr viel näheren „Erde“ aufzulösen. Da müssen wir noch ein paar Jahrzehnte warten, bis jemand auf die Idee kommt, im Weltraum ein 100-m Teleskop (oder so) zu bauen.

  • By MTom, 24. April 2013 @ 14:42

    Wird TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite ) bei relativ nahen Systemen (max. 70-100 LJ) nicht auch schon die Atmosphären relativ kleiner Planeten spektroskopisch erkennen können?
    http://www.kavlifoundation.org/science-spotlights/searching-best-and-brightest
    MT

  • By Matthias Meier, 24. April 2013 @ 14:49

    Nein, TESS ist so quasi ein verbessertes Kepler-Teleskop mit einem „All-Sky“-Blick. TESS könnte uns aber sagen, wohin wir dereinst blicken müssen, um Atmosphären von terrestrischen Planeten aufzulösen, wenn wir dann eines Tages die entsprechenden Fähigkeiten haben. TESS ist v.a. eine Planetensuchmission.

    Bei den nächsten Hot Jupiters und Supererden werden die Fähigkeiten des JWST ausreichend sein (ähnlich wie heute schon mit Hubble und Spitzer). Aber für erdähnliche Planeten ist das zur Zeit – für die allermeisten Sterne – noch nicht machbar. Am ehesten wird das vielleicht noch CHEOPS können: http://en.wikipedia.org/wiki/CHEOPS_%28spacecraft%29

  • By choeger, 24. April 2013 @ 21:06

    Ich schließe mich mal den vorpostern an: Schön, dass du wieder schreibst!

    Zum Thema: Kann man eigentlich mit vertretbarem Aufwand (Entfernung) davon profitieren, wenn man mehrere Teleskope auf die selben Ziele ausrichtet? Sprich: Wenn man drei Keplers hätte, die aus verschiedenen Winkeln aufs Ziel blicken würden, würde das die Messung erheblich verbessern? Oder ist dazu die Entfernung zu groß? Immerhin wären drei Kepplers ja sehr viel billiger als drei mal ein Keppler, wenn du verstehst, was ich meine.

    ps: Dein Blog hat kein favicon. Dadurch finde ich den link in der history nicht so schnell, wie andere seiten.

  • By Kibo, 27. April 2013 @ 17:38

    Hi Bynaus,

    schön mal wieder was Neues hier zu lesen.

    mfg

  • By Corey, 1. Mai 2013 @ 23:38

    Servus!
    Ich lese auch schon seit Jahren(?) dein Blog und schau auch regelmäßig hinein, seit dem letzten Artikel habe ich gespannt darauf gewartet wieder was zu lesen, du hast meinen Abend bereichert und ich wünsche dir alles Motivation der Welt um weiter zu schreiben!

  • By Alexander Haupt, 20. Mai 2013 @ 21:43

    „Schön das mit den neuen Erden. Nur sind sie so weit weg dass wir sie nicht erreichen können“.

    so oder so ähnlich wird vielleicht jemand antworten wenn man mit ihm über dieses Thema spricht. Sicher, sie sind weit weg, jene Planeten die vielleicht in Frage kommen als „neue Erde“. Aber auch dann wenn wir sie heute noch nicht erreichen können so ist es doch, auf die Zukunft bezogen, unglaublich wichtig dass wir nach ihnen suchen und forschen. Irgendwann in der Zukunft, wenn wir die Technik haben und es ein Ereignis gibt was es erfordert die Erde zu verlassen „wissen wir wohin“. Außerdem erfahren wir vielleicht mehr über den Werdegang unserer eigenen Erde und deren Sonnensystem.

    Planeten die zum Leben geeignet sind müssen wie wir wissen in der richtigen Entfernung zu ihrem Stern, ihrer Sonne sein. Das heißt, sie müssen in der „habitablen Zone“ liegen. Die Suche ist schwierig aber es ist ein spannendes Thema welches ich gerne verfolge.

  • By Atlan, 23. Mai 2013 @ 13:02

    ist mit der erden-findung halt wie mit der brigitte-diät. immer wieder frisches geld in der hoffung auf die endlich wirksame methode.

    die auffindung des bernsteinzimmers und dessen odyssee halte ich für spektakulärer und interessanter als mutmaßungen über planetarische zustände in lichtjahren enfernung anzustellen…

  • By D., 26. Mai 2013 @ 10:46

    Ich wäre ja mal gespannt, zu welchen Ergebnissen eine „vergleichende Evolutionsforschung“ kommen würde. Ob z. B. die menschliche Hand grundlegend und notwendig für die Entwicklung unserer Intelligenz wäre oder ob es Raubtiere braucht, um die Evolution voranzubringen.
    Aber das ist Zukunftsmusik, vielleicht sogar Utopie, die nie wahr wird.

    Was die Problematik mit den Geld angeht, so kann man das den Wissenschaftlern oder unseren Umgang mit Wissenschaft nun wirklich nicht übel nehmen:
    1. Es gibt neben Wissenschaft eben noch andere wichtige Faktoren in einer zivilisierten Gesellschaft: Kunst, Kultur, Musik, Soziales, Justiz und ähnliches. Das will auch finanziert sein und tritt damit notwendig in eine Konkurrenz mit der Wissenschaft.
    2. Selbst wenn unsere Gesellschaft der Wissenschaft oberste Priorität einräumen würde, geben es doch viele verschiedene Ansätze und Disziplinen, die dann miteinander in Konflikt geraten würden: Reine Mathematik; Medizin, beispielsweise die Erforschung von vielen Krankheiten; Biologie, die vielleicht den Stammbaum des Lebens besser erforschen will; Klimaforschung, die die Atmosphäre unseres Planten besser verstehen will und dann Astronomie usw.
    Auch hier wird es wieder verschiedene Auffassungen geben, welche Wissenschaft wie stark gefördert werden soll.

    Solange Wissenschaft also Rohstoffe kostet oder viele Wissenschaftler erfordert, wird es auch zu so einen Streit um die Verteilung kommen.

Other Links to this Post

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Leave a comment

© 2006 - 2011 Matthias Meier. Alle Rechte vorbehalten. | Final Frontier wurde erstellt mit WordPress | Theme basiert auf Alibi-Theme von WordPress Themes