Planeten gibt es nicht nur in unserem Sonnensystem – einem von Milliarden Sternensystemen in unserer Galaxie, der Milchstraße. Auch anderswo umkreisen Planeten Sterne – sogenannte Exoplaneten. Lange galten sie als reine Theorie, doch heute sind bereits über 5.000 solcher Planeten nachgewiesen. Mit jeder neuen Beobachtung wird klarer, dass Planetensysteme völlig anders aussehen können als unseres.
Manche Exoplaneten sind größer als Jupiter, andere kaum größer als die Erde. Einige sind tiefblau gefärbt, andere glühen vor Hitze. Viele von ihnen sind über 1.500 Grad Celsius heiße Gasriesen, die ihren Stern in wenigen Tagen umrunden. Gemeinsam ist ihnen nur eines: Sie befinden sich weit außerhalb unseres Sonnensystems.
Wie Forschende Exoplaneten entdecken
Exoplaneten lassen sich nicht direkt beobachten. Stattdessen nutzen Forschende indirekte Methoden: „Bei unseren Beobachtungen zieht der Planet vor seinem Stern vorbei. Wir sehen den Planeten dabei nicht direkt, sondern messen, wie sich das Licht des Sterns verändert. Wird der Stern während des Transits dunkler, wissen wir: Ein Planet ist davorgezogen. Befinden sich bestimmte Stoffe in seiner Atmosphäre, etwa Natrium, absorbieren sie ganz bestimmte Wellenlängen des Lichts.
Genau diese Abschwächung können wir messen – und daraus auf eine Atmosphäre schließen“, erklärt Eva Maria Ahrer im Podcast Science TeaTime (externer Link). Sie arbeitet am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (externer Link) und erforscht Exoplaneten.
Heiße Jupiter: Warum diese Exoplaneten ein Rätsel sind
Besonders intensiv erforscht werden sogenannte „heiße Jupiter“. Das sind Gasriesen, also Exoplaneten, ähnlich groß wie unser Jupiter, die ihrem Stern jedoch sehr nah sind. Dort herrschen Temperaturen von bis zu 2.000 Grad Celsius.
Gasriesen – so dicht an einem Stern? „Nach gängigen Modellen können Gasriesen dort eigentlich nicht entstehen, weil es in Sternnähe an Material fehlt. Wahrscheinlich haben sie sich weiter außen gebildet und sind später nach innen gewandert. Hinweise darauf liefert ihre Atmosphäre: Ihre Zusammensetzung verrät, wo ein Planet ursprünglich entstanden ist“, erzählt die Wissenschaftlerin Eva Maria Ahrer.
Exoplaneten: Extreme Bedingungen auf fernen Welten
Einige Exoplaneten zeigen, wie extrem fremde Welten sein können. Auf dem Exoplaneten HD 189733b fegen vermutlich Stürme mit mehreren Tausend Kilometern pro Stunde durch die Atmosphäre – dabei wirbeln winzige Glaspartikel umher. Auf K2-141b ist es so heiß, dass nahezu die gesamte Tagseite von kilometertiefen, brodelnden Lavaseen bedeckt ist. Ein Teil der Lava verdampft, kondensiert auf der kühleren Nachtseite – und fällt dort als Gestein wieder herab.
Solche Welten sind lebensfeindlich – aber wissenschaftlich hochinteressant. Sie helfen, zu verstehen, wie sich Atmosphären unter extremen Bedingungen verhalten.
James-Webb-Teleskop: Einblicke in Atmosphären von Exoplaneten
Einen großen Fortschritt zur Erforschung von Exoplaneten bringen Teleskope wie das James-Webb-Weltraumteleskop. Seit Ende 2021 liefert es präzise Daten, aus denen sich Temperatur, Wolken, Windgeschwindigkeiten und chemische Zusammensetzung rekonstruieren lassen.
Erstmals lassen sich selbst schwache Signale aus fernen Atmosphären messen. So wurden auf dem Exoplaneten K2-18b Moleküle entdeckt, die auf der Erde häufig durch biologische Prozesse entstehen. Ein Beweis für außerirdisches Leben ist das nicht – aber ein Hinweis darauf, wie komplex diese Welten sein können.
Warum die Erforschung von Exoplaneten wichtig ist
Exoplanetenforschung ist Grundlagenforschung. Sie hilft, zu verstehen, wie Planeten entstehen, wie sich Atmosphären entwickeln – und unter welchen Bedingungen Leben möglich sein könnte. Bislang ist kein Exoplanet bekannt, auf dem Menschen leben könnten. Doch jede neue Entdeckung erweitert den Blick auf das Universum. Sie zeigt: Die Erde ist Teil einer großen Vielfalt an Welten.
