Wir haben schon über 700 extrasolare Planeten entdeckt. Wir kennen schon 32 Trümmerscheiben um andere Sterne die uns sagen, dass es dort Asteroiden geben muss. Wir kennen Systeme mit vielen Planeten, wir kennen Systeme mit Trümmerscheiben, d.h. Asteroiden, und Planeten. Das, was wir im All finden, ähnelt immer mehr unserem eigenen Sonnensystem. Eines aber fehlt noch. Unser Sonnensystem besteht nicht nur aus acht Planeten und einem ganzen Haufen Asteroiden, sondern auch aus vielen Monden. Wir können eigentlich davon ausgehen, dass auch extrasolare Planeten Monde haben. Gefunden wurde bis jetzt aber noch keiner davon. Es wurde aber auch noch nie wirklich systematisch danach gesucht. Das möchte David Kipping von der Uni Cambridge mit seinen Kollegen nun ändern. Er hat das Projekt HEK – The Hunt for Exomoons with Kepler ins Leben gerufen.
Abgesehen davon, dass Exomonde an sich schon sehr interessant sind, könnten wir von ihnen auch viel über die Planetenentstehung lernen. Unser Mond zum Beispiel entstand durch eine große Kollision vor 4,5 Milliarden Jahren. Die großen Monde des Jupiter und Saturn dagegen entstanden eher auf die gleiche Art wie die Planeten selbst. Und kleine Monde wie die des Mars sind einfach eingefangene Asteroiden. Wenn wir diese verschiedenen Typen auch bei anderen Planeten finden, dann sagt uns das einiges über die allgemeine Entstehung von Planetensystemen. Natürlich sind Monde auch interessant, wenn es um die Suche nach außerirdischen Leben geht. Theoretische Untersuchungen zeigen, dass ein großer Mond eine wichtige Rolle spielen könnte, wenn es darum geht, die Achse eines Planeten zu stabilisieren, was Auswirkungen auf das Klima hat. Neue Simulationen haben zwar gezeigt, dass die Planetenachse unter bestimmten Umständen auch ohne großen Mond stabil bleiben kann. Trotzdem scheint ein großer Mond immer noch begünstigend auf die Entwicklung eines stabilen Klimas zu wirken. Aber auch der Mond selbst käme als Heimstatt für Leben in Frage. Wir kennen viele Systeme, in den sich große Gasplaneten genau dort befinden, wo die Temperaturen für die Entstehung für Leben ideal wären. Leider kann sich auf diesen Gasriesen aber kein Leben wie wir es kennen entwickeln. Bei einem großen Mond, der so einen Planeten umkreist, sieht das aber ganz anders aus!
Es gibt also genug Gründe, nach Exomonden zu suchen. Aber können wir das überhaupt? Wie findet man Monde, die Planeten bei anderen Sternen umkreisen? Natürlich ist es schwierig. Immerhin sind die Monde normalerweise kleiner als die Planeten und je kleiner etwas ist, desto schwerer ist es zu finden. Aber die größeren Exemplare könnten wir jetzt schon finden. David Kipping und seine Kollegen erklären in ihrem Artikel über das Projekt ausführlich, wie das gehen kann. Im Wesentlichen will man sich auf zwei Methoden konzentrieren. Beide haben mit Transitbeobachtungen von extrasolaren Planeten zu tun. Das ist ja die in letzter Zeit erfolgreichste Methode der Planetensuche. Man betrachtet dabei das Licht eines Sterns. Wenn es dort Planeten gibt und ein Planet von uns aus gesehen genau vor dem Stern vorüber zieht, dann wird sein Licht ein wenig schwächer. Das kann man messen und daraus auf die Existenz eines Planeten schließen. Wenn dieser Planet nun auch noch einen Mond hat, dann lässt sich das theoretisch feststellen. Zuerst wird man merken, dass der Planet immer ein bisschen früh bzw. spät zum Transit kommt. Denn der Mond beeinflusst die Bewegung des Planeten ein bisschen und erzeugt eine Verspätung. Diese Methode der Transitzeitvariation wurde schon erfolgreich bei der Suche nach neuen Planeten eingesetzt – jetzt will man damit auch Monde finden. So in etwa sieht das schematisch aus:
Aber auch im Licht des Transits könnte man den Mond identifizieren. Wenn er gemeinsam mit dem Planeten vorm Stern vorüber zieht, dann ändert sich die Art und Weise, wie die Helligkeit abfällt. So könnte das aussehen:
Links sieht man Lichtkurven für Planeten mit Monden, die sie in großem Abstand umkreisen. Man sieht gut, wie zuerst der Planet den Stern verdunkelt und dann – schwächer – der Mond (bzw. umgekehrt bei den unteren Kurven). Rechts sind Lichtkurven für Planeten mit nahen Monden zu sehen. Auch hier erkennt man deutliche Unregelmäßigkeiten, die durch den Mond verursacht werden.
Nach genau solchen Effekten wollen Kipping und sein Team nun in den Daten des Weltraumteleskops Kepler suchen. Kepler hat ja schon tausende Planetenkandidaten gefunden und Unmengen an Lichtkurven aufgenommen. Wenn es dort draußen irgendwelche Exomonde gibt, dann hofft das HEK-Team, ihnen mit ihrem Algorithmus auf die Spur zu kommen. Ich bin eigentlich davon überzeugt, dass die Suche bald erfolgreich sein wird. Egal ob es Kipping und sein Team sein werden oder andere Wissenschaftler: Wir werden bald die Entdeckung des ersten Exomonds erleben!
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