Ferne Erden gewogen und gemessen

Astronomen konnten erstmals ferne Planeten mit weniger als Erdgröße wiegen und vermessen

Falls die Menschheit irgendwann auf die Idee kommen sollte, nach einer Alternative für die vielleicht nicht mehr ganz gebrauchsfähige Erde zu suchen, wird sie zuvor möglichst viel über die in Frage kommenden fernen Welten herausfinden müssen. Denn selbst bei den nächsten Kandidaten ist die Reisezeit so lang, dass man sich Fehlurteile kaum leisten kann. Gerade wegen der riesigen Entfernungen ist die Analyse der Himmelsobjekte jedoch problematisch. Direkt beobachten kann man erdgroße Gesteinsplaneten in keinem Teleskop der Welt - allenfalls bemerkt man die Wirkungen, die sie auf andere Objekte haben, insbesondere ihren Heimatstern.

Regelmäßig überraschen die Astronomen ihr Publikum damit, wie fein ihre Instrumente bereits geworden ist. Das neueste Glanzstück heißt Kepler-138 b. Es handelt sich dabei um einen Gesteinsplaneten, der den Stern Kepler-138 umkreist, einen roten Zwerg im Sternbild der Leier, rund 200 Lichtjahre von der Erde entfernt. Kepler-138 b besitzt zwei Geschwister, 138 c und 138 d, die sich auf Bahnen weiter außen um den gemeinsamen Hauptstern bewegen.

Einen Ausflug zu Kepler-138 b können wir derzeit nicht empfehlen: Die Bahnen aller drei Planeten befinden sich noch innerhalb der Merkurbahn um die Sonne. Zwar ist der Hauptstern deutlich kälter und kleiner als der unsere, trotzdem können die Bedingungen auf dem ungefähr marsgroßen Kepler-138 b die Ausbildung einer Atmosphäre eigentlich nicht zulassen. An der Oberfläche dürfte es etwa 500 Grad Celsius warm sein.

Trotzdem freuen sich die Forscher über Kepler-138 b sehr: Es handelt sich nämlich um den bisher kleinsten Planeten, für den sie sowohl Umfang als auch Masse und damit auch die Dichte bestimmen konnten - rein aus den Bahnveränderungen des Hauptsterns. Auf ähnliche Weise ermittelten Astronomen Anfang des 19. Jahrhunderts übrigens die Masse unseres Mars.

Der innerste Planet des Kepler-Systems hat jedenfalls eine Dichte von 3 Gramm pro Kubikzentimeter, was durchaus für eine Gesteinswelt spricht. Allerdings muss es im Inneren des Planeten auch größere Mengen an Eis geben, sonst müsste die Dichte größer sein. Das wiederum spräche dann dafür, dass Kepler-138 b nicht an Ort und Stelle entstanden ist, sondern sich in größerer Entfernung aus der protoplanetaren Scheibe gebildet hat und dann aus irgendeinem Grund nach innen gewandert ist.

Der mittlere und der äußere Planet hingegen sind etwas größer als die Erde. Trotzdem muss es sich um sehr unterschiedliche Welten handeln: Während Kepler-138 c etwa die Dichte der Erde hat, ist Kepler-138 d für seine Größe sehr leicht. Die Forscher gehen deshalb davon aus, dass er zu erheblichen Teilen aus Wasser und Wasserstoff besteht. Selbst der äußerste Planet erhält von seinem Stern jedoch noch mehr als doppelt so viel Energie wie die Erde von der Sonne.