Astronomie: Wasser auf fernen Welten

Auf der Suche nach einer möglichen Heimat von E.T. haben Astronomen jetzt erstmals Wasser in der Atmosphäre eines Neptun-großen Planeten nachweisen können.

Artikel veröffentlicht am 25. September 2014, 10:17 Uhr, Matthias Matting

(Bild: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO)

Wissenschaftler haben auf dem Planeten HAT-P-11b Wasserdampf nachgewiesen, wie die Astronomen im Magazin Nature berichten. Er ist etwa viermal so groß wie die Erde und damit der kleinste Himmelskörper außerhalb unseres Sonnensystems, für den die Existenz von Wasser gesichert ist.

Damit ein Exoplanet kohlenstoffbasiertes Leben beherbergen kann, muss er nicht nur in der richtigen Entfernung um seine Sonne kreisen: Wasser ist eine ebenso wichtige Voraussetzung. Allerdings ist allein das Auffinden geeigneter Welten schon eine enorme technische Leistung, strahlen Planeten doch kein eigenes Licht aus. Oft lassen sie sich nur über die Wirkungen identifizieren, die sie über ihre Schwerkraft oder durch ihre Gestalt auf ihr Muttergestirn und andere, schon bekannte Planeten ausüben. Trotzdem ist es den Astronomen bereits gelungen, Planeten in Erdgröße (und kleiner) ausfindig zu machen und ihre Entfernung zum Zentralgestirn abzuschätzen.

Der Blick auf die Oberfläche dieser Himmelskörper bleibt aber auf lange Zeit illusorisch. Das liegt nicht nur an der riesigen Entfernung. Ein anderes Problem hatten wir Erdlinge ja lange genug mit unserem Schwesterplaneten Venus: Eine dichte Schicht aus Schwefelsäure-Wolken schirmt die Liebesgöttin so wirksam ab, dass bis zur Landung der Venera-Sonden der damaligen Sowjetunion über die Zusammensetzung der darunter liegenden Schichten nichts, aber auch gar nichts bekannt war.

Wolken sind ebenso ein Hindernis, wenn das Beobachtungsziel viele Lichtjahre statt nur weniger Flugmonate entfernt ist. Sie sind nämlich dem einzigen Indiz im Wege, das Astronomen vom Objekt ihrer Begierde auffangen können, dem Licht, das die jeweiligen Sonnen ausstrahlen. Ab und zu kommt es nämlich vor, dass das Licht der Sterne die im Vergleich zur Größe des Planeten hauchdünne Atmosphäre durchquert. Dann und nur dann verändert es sich: Ein Teil wird nämlich von den Bestandteilen der Atmosphäre aufgenommen. Es entsteht ein Absorptionsspektrum, das den Astronomen die Zusammensetzung der Luftschichten verrät. Das funktioniert aber eben nur, wenn es nicht von einer Wolkenschicht verhindert wird.

Nun sind die Forscher erstmals auf einen Planeten gestoßen, der ihnen den Blick in die Atmosphäre erlaubt hat.

HAT-P-11b - ein Neptun-ähnlicher Planet

HAT-P-11b hat etwa den vierfachen Erdradius und zählt damit zu den Neptun-ähnlichen Planeten. Und: HAT-P-11b zeigt das typische Absorptionsspektrum von Wasser. Die Astronomen hoffen nun, das Verfahren auch auf Planeten in Erdgröße ausweiten zu können.

Aber wo kommt das Wasser in einem Sonnensystem her - und wie wahrscheinlich ist es, dass neugeborene Planeten Zugriff auf das lebenspendende Nass haben? Dazu hat ein Artikel im Wissenschaftsmagazin Science neue Erkenntnisse zu bieten. Bisher kamen für die Bildung von Wasser zwei Szenarien infrage.

Zum einen könnte der junge Stern im Zentrum der protoplanetaren Scheibe selbst für die Entstehung des Wassers gesorgt haben, indem er vorhandene Wasserstoffmoleküle ionisierte, so dass diese sich mit Sauerstoff zu Wasser verbanden. Zum anderen aber könnte das Wasser schon im interstellaren Medium entstanden sein. Es zeigt sich, dass dieses Szenario das deutlich wahrscheinlichere ist, denn nur so, zeigen die Forscher, lässt sich das tatsächliche Mengenverhältnis von Deuterium (schwerem Wasser) und gewöhnlichem H2O schlüssig erklären. Das ist deshalb spannend, weil die Existenz von Wasser in einem Sternensystem damit nicht von zufälligen, lokalen Details abhängt, sondern geradezu gesetzmäßig ist.

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