Das war das Thema des neuesten Vortrags in der LongNow Foundation. Dabei zerfällt das Problem in zwei Teile: Der erste ist, Planeten zu finden die ungefähr so groß wie die Erde sind und dabei einen einigermaßen vernünftigen Orbit um den Stern haben. Der zweite Teil ist schwieriger.
Aber fangen wir erst einmal damit an einen Planeten zu finden. Wenn man einen so kleinen Planeten wie die Erde finden will, dann kann man leider nicht auf die traditionelle Methode zurück greifen. Man kann also nicht das Spektrum des Sterns anschauen und sehen, ob sich das Spektrum ins rote oder blaue verschiebt. Das heißt, natürlich kann man es anschauen, aber man wird nichts sehen. So ein kleiner Planet ist einfach zu leicht um doch noch messbar mit seiner Gravitation an einem Stern zu ziehen.
Traditionell ist die Methode natürlich nur, weil so die ersten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems überhaupt gefunden wurden. Es sind noch zwei andere Methoden denkbar.
Am liebsten würde man natürlich einfach ein Teleskop auf den Stern richten und nachschauen, ob in der Umgebung ein Planet zu sehen ist. Das wird aber nicht funktionieren. Denn das wenige Licht das der Planet vom Stern reflektiert verblasst vollkommen neben dem blendenden Licht des Sterns. Man sagt es wäre so, als versuchte man nachts ein Glühwürmchen neben einem eingeschalteten Suchscheinwerfer zu sehen. Das Verhältnis beträgt in etwa 1 zu 10 Milliarden. Sorry, das wird nichts.
Aber es gäbe einen Weg das Glühwürmchen in der Umgebung des Suchscheinwerfers doch noch zu sehen. Wenn es vor den Scheinwerfer fliegt, dann deckt es einen Teil des Lichts ab – und zwar einn viel größeren Teil des Lichts als es selbst erzeugen könnte!
Genau diese Technik macht man sich zu nutze. Wenn ein Stern wie die Erde vor der Sonne entlang zieht, dann würde die Sonne, aus der Ferne gesehen, um etwa 1/10.000stel dunkler werden. Das ist nicht viel. Aber es ist immernoch besser als den winzigen Lichtpunkt neben dem Stern zu finden, der nur ein 1/10.000.000.000stel der Helligkeit des Sterns hat. Und wenn der Stern kleiner als die Sonne ist, zum Beispiel in kleiner M-Klasse Zwerg, dann sind die Verhältnisse sogar noch etwas besser.
Die Methode hat natürlichen einen offensichtlichen Nachteil. Wenn der Planet nicht vor dem Stern entlang zieht, dann sieht man ihn nicht. Die Chance so einen Vorbeizug zu sehen liegt im Bereich von einem Prozent oder einem Bruchteil eines Prozents. Das hängt ganz von der Entfernung des Planeten vom Stern und der Größe des Sterns ab. Aber dafür gibt es eine einfache Lösung.
Man beobachtet viele Sterne. Tausende. Hunderttausende. Über Jahre. Immer auf der Suche nach den paar Stunden in denen die Helligkeit eines dieser vielen Sterne entsprechend des typischen Musters eines Planetendurchgangs absinkt. Aus dem Durchmesser des Sterns kann man dann den Durchmesser des Planeten berechnen. Wenn der Planet schwer genug ist, um eine messbare Bewegung des Sterns zu verursachen, dann kann man auch dessen Masse berechnen und zusammen mit dessen Durchmesser auch seine Dichte. Wenn die Bewegung des Sterns nicht messbar ist, dann hat man Pech gehabt und muss die Dichte und die Masse des Planeten aufgrund seines Durchmessers erraten.
Man weiß im Anschluss wenig mehr über den Planeten, als dass er existiert. Man kann versuchen ein Spektrum seiner Atmosphäre zu bekommen. Sonderlich vielversprechend ist das allerdings nicht. Wenn überhaupt, dann nur bei sehr nahen Sternen, mit langer Beobachtungszeit und sehr großen Teleskopen. Das helle Licht des Sterns stört die Aufnahme zu sehr.
Überhaupt, das Licht nervt. Kann man so einen Stern nicht einfach ausknipsen? Nein. Zumindest wird es nicht einfach und auch nicht billig.
Man muss dafür nicht nur einen Weg finden, das Licht von der (scheinbaren) Scheibe des Sterns zu blockieren. Denn Licht besteht eben nicht aus Teilchen, die man einfach nur mit einer Scheibe blockieren muss. Licht hat auch Welleneigenschaften. Die sorgen dafür, dass es um eine Kante herum gebeugt werden kann. Die Lichtbeugung wird aber um so schwächer, um so größer der Gegenstand im Vergleich zur Wellenlänge des Lichts wird. Da die Wellenlängen aber immer gleich bleiben, muss einfach nur die Scheibe ziemlich groß sein. So ungefähr 20 Meter. Wenn man damit aber etwas so winziges wie eine Sternenscheibe abdecken will, dann muss sie auch ziemlich weit weg sein. So ungefähr 120.000 Kilometer. Und natürlich muss sie genau an der richtigen Stelle stehen um den Stern abzudecken.
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