Meine Serie über Exoplaneten nähert sich ihrem Ende. In sechs Teilen (Teil 1, Teil 2, Teil 3, Teil 4, Teil 5, Teil 6) habe ich über die Suche nach den fremden Welten geschrieben, die zuerst noch erfolglos los, dann nur sehr komische Planeten fand und sich nun anschickt, mehr zu finden, als wir je zu hoffen gewagt haben. Im letzten Teil möchte ich über das schreiben, was uns da draußen in der Zukunft noch erwarten wird: Ein Universum voller Planeten!
Es ist noch keine 20 Jahre her. Erst 1995 war sicher, dass es da draußen tatsächlich Planeten gibt. Es war aber noch völlig unklar, wie viele es wirklich gibt. Und was für Planeten das sind. Unser Sonnensystem war immer noch eine eindeutige Ausnahme; ein besonderer Ort und wir hatten keine Ahnung, ob wir solche Orte auch anderswo finden können. Heute wissen wir: Es gibt viele Planeten und auch viele, die so sind wie die Erde. Einen zweiten Ort, an dem die gleichen Bedingungen herrschen, wie bei uns, haben wir zwar noch nicht gefunden. Aber es ist eigentlich nur noch eine Frage der Zeit. Denn wir haben heute nicht nur jede Menge Planeten entdeckt (es sind schon fast 1000); wir wissen mittlerweile auch, dass es da draußen noch Milliarden weitere Planeten gibt. Planeten sind überall und völlig normal.
Planeten sind überall! (Künstlerische Darstellung: Europäische Südsternwarte (ESO) / M. Kornmesser)
Diese Erkenntnis kam mit einer neuen Methode der Exoplanetensuche: Microlensing. Dabei macht man sich einen Effekt der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein zu nutzen. Einstein konnte 1915 zeigen, dass Massen die Raumzeit krümmen. Die Anwesenheit von Masse beeinflusst die fundamentale Struktur von Raum und Zeit und krümmt sie. Wenn sich dann etwas durch die Raumzeit bewegt, folgt es dieser Krümmung. Die Erde “spürt” die Krümmung, die von der Sonne verursacht wird und folgt deswegen einer gekrümmten Bahn, die sie immer wieder um die Sonne herum führt. Gravitation ist nichts anderes als die Manifestation der gekrümmten Raumzeit. Aber auch Licht wird durch die Raumkrümmung beeinflusst. Wenn Licht dem gekrümmten Raum folgt, ändert sich seine Bahn. So wie eine Linse aus Glas einen Lichtstrahl ablenken kann, kann das auch eine “Linse” aus Materie. Diese Gravitationslinsen können verschiedene Effekte haben. Sie können Bilder von Himmelskörpern verzerren, vervielfachen oder verstärken. Und das lässt sich nutzen, um nach Planeten zu suchen.
Stellen wir uns vor, wir betrachten das Licht eines Sterns. Der Stern strahlt sein Licht in alle Richtungen ab, wir sehen aber natürlich nur das Licht, das direkt in unsere Richtung gestrahlt wird. Eine Gravitationslinse kann das ändern. Wenn sich eine große Masse irgendwo zwischen uns und den Stern schiebt, dann wird das Licht um sie herum gekrümmt. Die Raumkrümmung sorgt dafür, dass uns kurzfristig auch Lichtstrahlen vom Stern erreichen können, die uns ansonsten verpassen würden. Die Gravitationslinse macht den Stern also kurzfristig heller.
Die Linse kann zum Beispiel ein anderer Stern sein. Oder aber ein Planet. Ein Planet ohne Stern. Denn auch so etwas gibt es. Nicht jeder Planet muss einen Stern umkreisen. Viele Planeten ziehen auch ganz alleine durchs All. Natürlich sind diese “free-floating planets” oder “vagabundierenden Planeten” schwer zu finden (sie sind übrigens auch nicht gefährlich). Sie haben ja keinen Stern, dessen Licht sie reflektieren können; sie sind komplett dunkel. Wenn wir aber sehr viele Sterne beobachten, dann kann es vorkommen, dass einer dieser vagabundierenden Planeten von uns aus gesehen vor dem Stern vorüber zieht. Dann wirkt er als Gravitationslinse und verstärkt kurz die Helligkeit des Sterns.
Genau so eine Suche hat man im Jahr 2011 durchgeführt und war dabei erfolgreich. Das Projekt “Microlensing Observations in Astrophysics (MOA)” hat verdammt viele Sterne untersucht und bei 10 davon den charakteristischen Helligkeitsanstieg gemessen, der auf einen free-floating planet hindeutet. Die Gravitationslinsenereignisse passieren allerdings nur einmal und es das problematisch, denn man möchte gerne eine Bestätigung für die Daten haben. Zum Glück gibt es auch noch andere Programme, die nach Microlensing-Ereignissen suchen. Zum Beispiel das “Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE)”. OGLE konnte 7 der MOA-Ereignisse bestätigen.
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