Das Kepler-Teleskop der NASA war bisher am erfolgreichsten: 2500 Exoplaneten hat es entdeckt – Planeten, die nicht wie unsere Erde um die Sonne kreisen, sondern um weit entfernte Sterne. Unterdessen ist Kepler der Sprit ausgegangen. Das Teleskop ist sozusagen in Rente.
Tess hat übernommen, ebenfalls ein NASA-Weltraumteleskop. Es sucht seit 2018 fast flächendeckend nach unbekannten Exoplaneten – und damit nach Leben im All.
Klein und hochpräzise
Das Cheops-Teleskop, das grösstenteils in der Schweiz entwickelt und zusammengebaut wurde, ist mit einer Öffnung von 30 Zentimetern vergleichsweise klein.
«Man fragt sich vielleicht: ‹Warum machen die so eine grosse Sache wegen eines Teleskops, das ich in dieser Grösse heute fast im Supermarkt kaufen kann?›», sagt Willy Benz von der Universität Bern.
Er ist der Hauptverantwortliche der Cheops-Mission – die erste übrigens, bei der die Schweiz als Teil der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA die Federführung hat.
«Es geht aber nicht um die Grösse, es geht um die Genauigkeit des Teleskops», so Benz. Und Cheops ergänze sich ideal mit Tess. Denn es kann etwas, was das NASA-Teleskop nicht kann: Sterne und die Exoplaneten, die um sie herumkreisen, gezielt anvisieren und vermessen.
Weil sich die beiden Teleskope gut ergänzen, spannen die Europäer und die Amerikaner nun zusammen. «Ab Januar sitzt ein Verbindungsmann aus Bern in Massachusetts am MIT, um die Zusammenarbeit zu erleichtern», sagt Benz. Sobald das amerikanische Tess-Teleskop etwas Spannendes entdeckt hat, kann Cheops genauer hinschauen.
Wo es sich am meisten hinzuschauen lohnt, entscheidet ein Team von 30 Wissenschaftlern aus den elf beteiligten Ländern. Geleitet wird dieses Team von Didier Queloz, dem frischgebackenen Schweizer Nobelpreisträger.
Wie eine Fliege vor der Lampe
Exoplaneten sind nur in absoluten Ausnahmefällen direkt sichtbar. Fast immer werden sie indirekt entdeckt.
Beim Cheops-Teleskop funktioniert das so: Man stelle sich eine Stubenlampe vor, um die eine Fliege kreist. Wenn die Fliege zwischen der betrachtenden Person und der Lampe hindurch fliegt, vermindert sich das Licht ein kleines bisschen – kaum wahrnehmbar.
Nun befindet sich der Betrachter aber nicht in der Stube, sondern auf einem Berggipfel in den Alpen. Mit einem hochpräzisen Teleskop schaut er quer über das Schweizer Mittelland und dann durch ein Stubenfenster. Dort erkennt er noch knapp die leuchtende Lampe.
Die Fliege ist aus der Distanz nicht mehr sichtbar. Aber dank des hochpräzisen Teleskops kann gemessen werden, wie sich die Lichtintensität leicht reduziert – um 0.01 Prozent. Um so wenig wird das Licht eines Sterns dunkler, wenn davor ein Planet von der Grösse der Erde vorbeizieht – Dutzende von Lichtjahren von uns entfernt.
Aus der Lichtverminderung kann man den Durchmesser eines Planeten errechnen. Schliesslich wollen die Astronomen aber wissen, ob ein Planet aus Gas oder Gestein besteht. Denn man geht davon aus, dass es nur auf Planeten aus Gestein – wie der Erde – Leben geben kann.
Um das herauszufinden, müssen die Astronomen auch die Masse dieser Planeten kennen. Diese Daten liefern andere Teleskope im Weltraum oder auf der Erde. Aus der Kombination von Masse und Durchmesser lässt sich dann sagen, ob ein Planet aus Gestein besteht. Ein ziemlich aufwendiger Prozess.
Fernziel: Spuren von Leben nachweisen
Wenn der Planet auch im richtigen Abstand zu seinem Stern kreist – wenn es also weder zu heiss noch zu kalt ist – dann wäre dort theoretisch Leben möglich. Theoretisch.
Um Spuren von Leben nachzuweisen, haben die Astronomen begonnen, die Atmosphäre von interessanten Planeten mit wieder anderen Teleskopen genauer zu analysieren.
Grosse Hoffnungen setzen sie dabei auf das James-Webb-Teleskop der NASA, das in zwei Jahren im Weltraum stationiert werden soll.
Ein Netz von Teleskopen
Wenn diese Teleskope Wasserdampf oder Sauerstoff in der Atmosphäre der Exoplaneten feststellen würden, könnten das Spuren des Lebens sein. Mit Sicherheit nachweisen lässt es sich aber nicht. Hinfliegen ist keine Option. Die Exoplaneten sind Dutzende bis Tausende Lichtjahre entfernt – also viel zu weit weg.
Alleine wird das Schweizer Cheops-Weltraumteleskop also kein Leben im All entdecken. «Es ist wie bei einem Hausbau», sagt Willy Benz. «Cheops ist nur eine von vielen Etagen und es geht weit, bis man oben beim Dach angelangt ist».
Aber es braucht eben jede Etage, um nach oben zu kommen. Es braucht dieses Ballett der verschiedenen Teleskope. Ohne ihr Zusammenspiel ist die Entdeckung fremden Lebens nicht möglich.
