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Wissenschaftler aus der Schweiz, Frankreich und Portugal kündigten vorgestern die Entdeckung des ersten „erdähnlichen“ Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems an. Über den Medienhype und darüber, was wir wirklich von Gliese 581 c erwarten dürfen.
Kaum war der Planet angekündigt, stand es in allen Zeitungen und Online-Newsseiten: „Schweizer Forscher entdecken die zweite Erde“ hiess es etwa auf dem Titelblatt einer bekannten Schweizer Boulevardzeitung. Doch schauen wir uns erst die Fakten an.
Die europäische Exoplanetengruppe um Michel Mayor und Stephane Udry hatte bereits letztes Jahr die Anwesenheit eines Planeten mit rund 15 Erdmassen im Orbit um den sonnennahen Stern Gliese 581 angekündigt. Dieser „heisse Neptun“ umkreist den Stern einmal in 5.4 Tagen. Der Planet war mit der sogenannten „Radialgeschwindigkeits-Methode“ entdeckt worden, wobei die Hin- und Herbewegung des Sterns, die durch die Gravitationskraft seiner Planeten hervorgerufen wird, gemessen wird. Weitere Untersuchungen des Systems ergaben nun, dass sich die Torkelbewegungen des Sterns am besten erklären lassen, wenn er von drei (statt, wie bisher gedacht, von einem) Planeten umkreist wird. Demnach wäre der innerste Planet der bereits bekannte „Heisse Neptun“ (Gliese 581 b genannt). Danach folgt, mit einer Umlaufzeit von rund 13 Tagen, ein Planet mit mindestens 5.1 Erdmassen (Gliese 581 c genannt), und dann, noch weiter aussen, ein dritter Planet mit 7.7 Erdmassen (Gliese 581 d genannt) auf einer etwas exzentrischen Bahn, auf der er 84 Tage für einen Umlauf braucht.
Der Stern Gliese 581 (der 581ste Stern im Gliese-Katalog) ist ein roter Zwergstern in rund 20 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Waage. Er hat nur gut ein Prozent der Leuchtkraft der Sonne, so dass seine bewohnbare Zone (der Bereich in seinem System, in dem die Strahlung des Sterns Wasser im flüssigen Zustand – nicht zu heiss, aber auch nicht zu kalt – zu halten vermag) näher am Stern dran liegt als bei der Sonne. Deshalb befindet sich der zweite Planet, Gliese 581 c, mit einer Entfernung von nur 0.07 Astronomischen Einheiten (etwa ein vierzehntel des Erdabstands) direkt in der Mitte dieser bewohnbaren Zone. Die Ankündigung der Forscher an der Pressekonferenz, sie würden die Oberflächentemperatur des Planeten auf zwischen 0 und 40 Grad Celsius schätzen, hat dann die Fantasien hochfliegen und den Medienhype ausbrechen lassen.
Was dabei vergessen geht, ist, dass die Oberflächentemperatur eines Planeten keineswegs allein von der Entfernung zu seinem Stern abhängt. Wendet man die gleiche Methode, die Mayor und Urdy zur Bestimmung der Oberflächentemperatur verwendet haben, auf unser Sonnensystem an, dann wäre es auf unserem höllischen Nachbarplaneten Venus „nur“ 40-50 Grad heiss. Auf der Erde hingegen würden wir bei durchschnittlich -18 Grad erfrieren. Nur auf dem Mars käme unsere Schätzung den wirklichen Zuständen relativ nahe. Woher kommt die Diskrepanz? Sowohl Erde als auch Venus verfügen über dichte Atmosphären, die Treibhausgase enthalten. Die Venusatmosphäre besteht praktisch nur aus dem Treibhausgas Kohlendioxid, weshalb ihre Oberflächentemperatur bei 480° Celsius liegt, höher als auf jedem anderen Planeten im Sonnensystem, inklusive dem (sonnennnäheren) Merkur. Auch auf der Erde sorgen natürliche Treibhausgase wie Wasserdampf und Kohlendioxid für ein angenehmes Klima mit durchschnittlich 15° Celsius (zumindest noch).
Weshalb aber haben grosse Planeten wie die Erde und die Venus so dichte Atmosphären, kleine wie der Mars jedoch nicht? Dies hat nicht nur mit der Anziehungskraft zu tun, sondern auch damit, dass grosse Planeten sehr viel langsamer auskühlen als kleine. Die Erde und die Venus verfügen immer noch über eine grosse innere Wärme, die aus der Entstehungszeit der Planeten stammt. Darüber hinaus trägt der Zerfall radioaktiver Elemente zur inneren Wärme bei. Bei Gliese 581 c gilt nun das gleiche: diese Welt ist fünf Mal schwerer als die Erde – entsprechend wird sie auch über eine dichte Atmosphräre verfügen. Zudem hat Gliese 581 c noch deutlich mehr Wärme gespeichert als die Erde und die Venus – und ist entsprechend vulkanisch aktiv. Es wäre also äusserst erstaunlich, wenn dieser Planet nicht über eine dichte Atmosphäre aus vulkanischen Treibhausgasen verfügen würde, die seine Oberfläche auf einige 100° Celsius aufheizt. Es ist auch möglich, dass sich Gliese 581 c in einer Zone seines Sternsystems formte, in der es sehr viel Wasser gab – in diesem Fall wäre er, anstatt von Vulkanen, von einem viele hundert Kilometer tiefen Ozean bedeckt, über dem eine superheisse, superdichte Atmosphäre aus Wasserdampf und Kohlendioxid wabert. Keine guten Voraussetzungen für Leben, sollte man meinen, doch ausschliessen kann und sollte man nichts: schliesslich wurde auch schon über Leben auf der Venus spekuliert.
Trotzdem ist die Entdeckung äusserst faszinierend: zum ersten Mal wurde ein Planet entdeckt, der einerseits massenarm genug ist, um vorwiegend aus Gestein zu bestehen (ein „Felsplanet“), und der zudem in der dauernd bewohnbaren Zone seines Systems kreist. Dies bedeutet aber noch lange nicht, dass hier die „zweite Erde“ entdeckt wurde. Die lässt noch mindestens ein paar Jahrzehnte auf sich warten.