Künstlerische Darstellung von K2-18b. Der Nachweis von Wasser in der Gashülle macht den Planeten zum bisher aussichtsreichsten Kandidaten für die Suche nach Leben.
Es ist noch keine 25 Jahre her, als Astronomen den ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckten. Wie rasant die Forschung seither vorangeschritten ist, zeigt sich nicht nur an der beeindruckenden Zahl der weiteren Funde (heute sind mehr als 4000 ferne Welten bekannt). Forscher enthüllen auch immer mehr Details über Exoplaneten.
Ein britisches Forscherteam präsentiert nun einen Meilenstein: Zum ersten Mal konnte ein Exoplanet identifiziert werden, auf dem sowohl lebensnotwendiges Wasser existiert als auch lebensfreundliche Temperaturen herrschen. "Wir kennen jetzt zwei Planeten, die solche Bedingungen aufweisen: die Erde und K2-18b", sagt Ingo Waldmann vom University College London, einer der Studienautoren, zum STANDARD.
Wohltemperierte Supererde?
K2-18b befindet sich rund 110 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Löwe und ist bereits seit einigen Jahren bekannt. Doch erst jetzt konnten Forscher mithilfe von Beobachtungsdaten des Hubble-Weltraumteleskops nachweisen, dass die Atmosphäre dieses Planeten Wasserdampf enthält. Wie Waldmann und Kollegen im Fachblatt "Nature Astronomy" berichten, konnte Wasser zuvor nur in den Hüllen von Gasplaneten aufgespürt werden.
K2-18b ist aber wie unsere Erde ein Gesteinsplanet, wenn auch mit deutlich anderen Dimensionen. Er ist etwa doppelt so groß wie unser Planet und hat die achtfache Masse. Auch sonst gibt es markante Unterschiede: K2-18b umrundet seinen Stern in geringem Abstand, ein Jahr dauert dort nur 33 Tage. Sein Zentralgestirn ist aber ein kühler Zwergstern, der nur etwa halb so groß ist wie die Sonne. Den Berechnungen der Forscher zufolge dürfte es auf dem Exoplaneten daher trotz seiner engen Umlaufbahn ähnliche Temperaturen geben wie auf der Erde. Demnach ist auch flüssiges Wasser auf der Oberfläche möglich. Diese Welt könnte also durchaus bewohnbar sein.
Verräterisches Sternenlicht
Gelungen ist der atmosphärische Wassernachweis durch die Transit-Spektroskopie: Während der Planet vor seinem Stern vorbeizieht, wird seine Gashülle vom Licht durchschienen und gibt Informationen über ihre Zusammensetzung preis. Dank einer speziellen Software gelang es, in Hubble-Aufnahmen solcher Transite von K2-18b die molekulare Signatur von Wasser aufzuspüren. Darüber hinaus fanden sich Hinweise auf Wasserstoff und Helium – Genaueres lässt sich noch nicht sagen, denn das Hubble-Weltraumteleskop ist nicht für solche Untersuchungen konzipiert worden. "Das wirklich Aufregende ist aber, dass man mit den nächsten Teleskopen dort wirklich nach Signaturen von Leben suchen kann", sagt Waldmann.
Vor allem mit dem James-Webb-Weltraumteleskop, das 2021 ins All starten soll, sind große Hoffnungen verbunden. Das bisher leistungsfähigste Teleskop im All soll ein weitaus größeres Lichtspektrum abdecken und damit auch den Nachweis von Molekülen ermöglichen, die biologischen Ursprungs sind. Mit K2-18b gibt es nun einen besonders aussichtsreichen Kandidaten für die Fahndung nach außerirdischem Leben. Waldmann zufolge wird die Suche dort sogar einfacher sein als in unserem eigenen Sonnensystem, weil die Atmosphäre so gut beobachtbar ist. "Wenn chemische Signaturen vorhanden sind, werden wir sie sehen."
Wolken wahrscheinlich
Genauere Informationen über die Beschaffenheit von K2-18b gibt es freilich noch nicht. Die Forscher nehmen aber an, dass es dort Wolken geben muss, wenngleich keine dicke und durchgängige Wolkendecke, denn sonst wäre die Signatur blockiert worden. Ob die Planetenoberfläche mit Wasser bedeckt oder trocken ist, bleibt vorerst Spekulation. Die Forscher gehen jedenfalls davon aus, dass es eine Vielzahl von Planeten wie K2-18b gibt. Kühle Zwerge wie K2-18 zählen zu den häufigsten Sternen in unserer Galaxie, und etliche davon dürften Planeten beherbergen.
"Diese Studie trägt zu unserem Verständnis der bewohnbaren Welten außerhalb unseres Sonnensystems bei und markiert eine neue Ära in der Exoplanetenforschung", sagt Erstautor Angelos Tsiaris. "Diese Erkenntnisse sind auch entscheidend um die Erde, unsere einzige Heimat, im Gesamtbild des Kosmos zu verstehen." Es sind aufregende Zeiten für die Astronomie. (David Rennert, 11.9.2019)