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Eine Vielfalt fremder Welten

Mit seiner Entdeckung eines Exoplaneten hat Michel Mayor vor 20 Jahren eine Revolution in der Astronomie eingeleitet. Wohin der Weg führt, erläuterte der Genfer Professor in einem Vortrag an der Universität Bern.

«Es gibt unzählige Welten, sowohl solche wie die unsere als auch andere.» Das Zitat, mit dem Michel Mayor seinen Vortrag an der Universität Bern begann, stammt vom griechischen Philosophen Epikur. Es ist 2300 Jahre alt – und hochaktuell. Seit der Genfer Astronom vor 20 Jahren zusammen mit seinem damaligen Doktoranden Didier Queloz den ersten Planeten entdeckte, der ausserhalb unseres Sonnensystems um einen normalen Stern kreist, wurden fast 2000 solche Exoplaneten aufgespürt. «Deren Vielfalt ist enorm», sagte Mayor. Die neu entdeckten Objekte und Planetensysteme seien keineswegs Kopien unseres eigenen Sonnensystems. «Das Bild ist viel komplizierter.»

Michel Mayor erklärt, wie man Exoplaneten entdecken kann. (Bild: Guido Schwarz)

Dank dieser Entdeckung erlebe die Astronomie eine Revolution, sagte Willy Benz, Direktor des Physikalischen Instituts der Universität Bern und des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS, mit dem die Schweiz weiterhin zur Weltspitze auf dem Gebiet der Planetenforschung gehören will. Die grundlegend neuen Erkenntnisse hätten einen wesentlichen Anteil an der Motivation, noch grössere Teleskope zu bauen, wie dies in den nächsten Jahren geplant sei, sagte Benz.

Es begann 1995 im südfranzösischen Observatorium Haute-Provence. Dort hatten die Genfer Forscher bei einem altehrwürdigen Teleskop einen neuen Spektrographen installiert, mit dem sich das Sternenlicht besonders präzis zerlegen und analysieren liess. Die Überraschung sei gross gewesen, als sie damit bei einem sonnenähnlichen Stern einen Begleiter fanden, dessen Existenz niemand erwartet hätte, erzählte Michel Mayor. Offenbar umkreiste ein Riesenplanet seinen Mutterstern auf einer engen Umlaufbahn in nur vier Tagen. Mit dem Objekt namens 51 Peg b hatten Mayor und Queloz den Prototypen eines heissen Jupiters entdeckt. Seither haben Astronomen weltweit viele weitere derartige Exoplaneten gefunden – aber noch mehr kleinere Objekte, darunter auch viele Exoplaneten, die nicht vor allem aus Gas, sondern aus Gestein bestehen.

Kompaktes System mit sieben Planeten

Mit ihren Spektrographen können die Genfer Astronomen die Tatsache benützen, dass der Stern sich um den gemeinsamen Schwerpunkt von Stern und Planet bewegt, um die Existenz des Planeten zu beweisen. Mit HARPS, einem Instrument in den chilenischen Anden, entdeckten sie so unter anderem ein kompaktes System mit sieben Planeten. HARPS misst die Geschwindigkeit mit einer Präzision von 0.3 Metern pro Sekunde. «Das ist das Tempo eines Fussgängers, der nicht besonders schnell geht», erklärte Michel Mayor.

Schon bald nach ihrer ersten Entdeckung sei eine neue Methode zum Nachweis von Planeten vorgeschlagen worden, erzählte Michel Mayor. Zieht ein Exoplanet von der Erde aus gesehen direkt vor seinem Mutterstern vorüber, kommt es zu einem winzigen, aber messbaren Helligkeitsabfall. Die NASA-Mission Kepler hat mit dieser so genannten Transitmethode bisher am meisten Exoplaneten-Kandidaten ausgemacht. Aber auch das Weltraumteleskop CHEOPS, das zurzeit unter Berner Leitung gebaut wird, soll ab Ende 2017 die Transite von Exoplaneten genau vermessen. Bei der Erkundung eines Zwillings der Erde, auf dem Leben möglich wäre, erhoffen sich Michel Mayor und seine Kollegen besonders viel von der nächsten Generation von Riesenteleskopen, die zurzeit gebaut werden, allen voran das «European Extremely Large Telescope», kurz E-ELT, dessen Spiegel einen Durchmesser von 39 Meter haben wird.

Doch auch wenn die Astronomen keine Zweifel haben, dass es enorm viele erdähnliche Exoplaneten gibt, die ihren Stern in einer lebensfreundlichen Zone umkreisen, stellt sich gemäss Michel Mayor die Frage: «Ist das Leben ein kosmischer Imperativ?» Entsteht Leben zwangsläufig, wenn die Umweltbedingungen dafür erfüllt sind? Als Wissenschaftler müsse er antworten: «Ich weiss es nicht.» Persönlich habe er aber kein Problem, sich selbst als Produkt der Evolution des Universums zu sehen. (bva)