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Astronomie+Physik

Freie Sicht auf die Erde

Erde
Erde, Sonne und Sterne mit freiem Blick auf den Erdtransit. (helle Punkte). (Bild: OpenSpace/ American Museum of Natural History)

Viele Exoplaneten verraten sich dadurch, dass sie direkt vor ihrer Sonne vorbeiziehen und sie so kurzzeitig abdunkeln. Zwei Astronominnen haben nun den Spieß umgedreht und untersucht, von welchen Sternen aus ein Transit der Erde über die Sonne sichtbar ist. Denn das wäre die wahrscheinlichste Methode, mit der außerirdische Beobachter unseren Planeten und seine Lebensspuren entdecken würden. Das Ergebnis: 1402 Sterne haben momentan eine freie Sicht auf den Erdtransit. 46 Sterne liegen uns dabei sogar so nahe, dass die Bewohner potenzieller Exoplaneten in diesen Systemen auch unsere seit rund 100 Jahren ins All hinausstrahlenden Radiowellen einfangen könnten.

Sind wir allein im Universum? Oder gibt es auch auf anderen Planeten Leben und vielleicht sogar außerirdische Zivilisationen? Noch können wir darüber nur spekulieren, denn weder Lebensspuren noch Signale von Bewohnern fremder Welten wurden bislang entdeckt. Immerhin haben Astronomen schon mehrere tausend extrasolare Planeten entdeckt und viele von ihnen kreisen in der habitablen Zone um ihren Stern. Aufgespürt werden die meisten dieser Planeten mit der Transitmethode: Teleskope detektieren das leichte Abdimmen des Sterns, das durch einen vor ihm vorüberziehenden Planeten verursacht wird. Für nahe Planeten können Wissenschaftler zudem mithilfe hochsensibler Spektroskope ermitteln, welche Zusammensetzung ihre Atmosphäre hat. Sie hinterlässt Linien im Lichtspektrum des Sterns, die für die Elemente und Moleküle spezifisch sind. Astronomen hoffen, mithilfe dieser Technik bald auch Spuren von Leben auf solchen Planeten zu finden.

Wenn die Erde vor der Sonne vorbeizieht

Umgekehrt könnten auch außerirdische Astronomen mit diesen Methoden nach bewohnten Planeten in ihrem Umfeld suchen. „Aus der Sicht eines Exoplaneten sind wir die Aliens“, erklärt Lisa Kaltenegger von der Cornell University in Ithaca. Gemeinsam mit der Astrophysikerin Jackie Faherty vom American Museum of Natural History hat sie untersucht, von wo aus unsere Erde mit der Transitmethode zu finden wäre. „Wir wollten wissen, welche Sterne den richtigen Aussichtsplatz haben, um die Erde beim Verdecken der Sonne zu beobachten“, erklärt Kaltenegger. Anders als frühere Studien dieser Art berücksichtigen die beiden Forscherinnen dabei auch, wann und wie lange dieser „Platz in der ersten Reihe“ für andere Sterne und Planetensysteme erhalten bleiben. „Weil sich die Sterne in unserem dynamischen Kosmos bewegen, können sie in die Sichtlinie wandern, sie aber auch wieder verlassen“, so die Astronomin.

Für ihre Studie werteten die Forscherinnen den jüngsten Katalog des europäischen Gaia-Satelliten aus, der die Positionen und Bewegungen von 1,8 Milliarden Himmelskörpern in der Milchstraße kartiert hat. „Gaia liefert uns eine präzise Karte der Milchstraße und erlaubt es uns, in der Zeit vor und zurück zu gehen, um zu sehen, wo Sterne waren und wohin sie gehen“, erklärt Faherty. Die Auswertung ergab, dass insgesamt 2034 Sterne in der Zeit von vor 5000 Jahren bis in 5000 Jahren die Erdtransitzone passieren – die Zone, von der aus der Transit der Erde vor der Sonne zu sehen ist. Von diesen sind 313 Objekte schon wieder aus der Zone herausgewandert, 319 werden in der Zukunft in sie eintreten und 1402 Sterne haben momentan eine freie Sicht auf den Erdtransit. Unter diesen Himmelskörpern mit aktuell freier Sicht sind 128 sonnenähnliche Sterne und 1050 Sterne der Spektralklasse M – Rote Zwerge und Rote Riesen, wie die Astronominnen ermittelten.

Freie Sicht und Empfang unserer Radiowellen

Interessant sind unter all diesen Sternen auf „Beobachtungsposten“ aber vor allem diejenigen, die nahe genug sind, um bei einem Transit möglicherweise mehr über die Erde zu erfahren. Wie Kaltenegger und Faherty feststellten, liegen zurzeit 46 Sterne sowohl in der Erdtransitzone als auch in einem Umkreis von bis zu 100 Lichtjahren. „Diese 46 Objekte könnten die Passage der Erde vor der Sonne beobachten und wären gleichzeitig in der Lage, Radiowellen von der Erde einzufangen“, berichten die Forscherinnen. Denn die Funksprüche und Radiosendungen, die vor rund 100 Jahren den Beginn des Kommunikationszeitalters markierten, haben sich seither etwa bis in 100 Lichtjahre Entfernung ausgebreitet. Ausgehend von Schätzungen zur Planetenhäufigkeit um verschiedene Sternentypen könnte das bedeuten, das zurzeit rund 29 potenziell lebensfreundliche Planeten in der richtigen Position stehen, um sowohl die Erde als auch die Radiowellen der Menschheit zu detektieren, so die Astronominnen.

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Bisher sind unter den 2034 Sternen, die die Erdtransitzone im gesamten 10.000-Jahres-Zeitraum passieren, erst sieben Systeme mit Planeten bekannt. Uns am nächsten liegt der nur elf Lichtjahre entfernte Rote Zwerg Ross 128 mit einem erdähnlichen Exoplaneten. Seine Bewohner – wenn es sie gibt – hätten den Erdtransit 2158 Jahre lang sehen können – von der Zeit vor 3057 Jahren bis vor rund 900 Jahren. Die beiden Planeten um den zwölf Lichtjahre entfernten Teegardens Stern kommen dagegen in 29 Jahren in die Sichtlinie. Noch etwas länger dauert es dagegen, bis das gut 40 Lichtjahre entfernte TRAPPIST-1-Sytem mit seinen sieben Exoplaneten freien Blick auf den Erdtransit bekommt: Sie treten in 1642 Jahren in die Erdtransitzone ein, bleiben dann aber 2371 Jahre lang in der „ersten Reihe“.

„Unsere Analysen zeigen, dass selbst die nahegelegenen Sterne mehr als 1000 Jahre in einer Position bleiben, in der sie den Erdtransit sehen“, sagt Kaltenegger. „Das bedeutet, dass mögliche Zivilisationen auf Planeten dieser Systeme genügend Zeit haben, um die Erde als potenziell interessanten Planeten zu entdecken.“ Ob es diese Zivilisationen jedoch gibt und ob außerirdische Astronomen schon ihre Teleskope auf die Erde gerichtet haben, ist unbekannt.

Quelle: Lisa Kaltenegger (Cornell University, Ithaca) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-021-03596-y

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