Wissenschaft

Dies könnte der erste Mond außerhalb unseres Sonnensystems sein

Die Beweise für einen neptungroßen Exomond, der einen Planeten in weiter Ferne umkreist, verdichten sich.Donnerstag, 4. Oktober 2018

Von Nadia Drake
Eine Illustration eines riesigen Mondes, der den jupitergroßen Planeten Kepler-1625b umrundet.

In 8000 Lichtjahren Entfernung umkreist ein riesiger Planet einen Stern, der älter als unsere Sonne ist. Für einen Umlauf braucht er ein Erdenjahr. Dieser Planet mit dem Namen Kepler 1625-b ist auf seiner Reise wohl nicht allein.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Planet von einem Riesenmond umkreist wird, der in etwa die Größe des Planeten Neptuns hat. Dieser Mond wäre der erste jemals entdeckte Mond außerhalb unseres Sonnensystems.

Im Juli 2017 vermeldeten Wissenschaftler zum ersten Mal, dass sie Hinweise auf einen Begleiter des Kepler 1625-b gefunden hätten. Erst als das Hubble-Weltraumteleskop schließlich vor ungefähr einem Jahr den weit entfernten Stern ins Visier nahm, konnten zwei Forscher dann genügend Daten zusammentragen, um die Existenz des sogenannten Exomonds möglicherweise zu untermauern.

Jetzt hoffen sie auf eine Bestätigung Dritter, die ihre außergewöhnliche Hypothese belegen könnte. 

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„Wir haben das Ganze natürlich eingehend geprüft. Trotzdem gehe ich davon aus, dass andere Forscher noch auf Dinge stoßen werden, die wir nicht in Betracht gezogen haben“, so Alex Teachey von der Columbia University, der erst vor kurzem in der Fachzeitschrift „Science Advances“ über den vermeintlichen Exomond berichtete. „Ob diese anderen Erkenntnisse die Mondhypothese bestätigen oder nicht, wird sich zeigen.“

Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology steht der Entdeckung im Moment noch eher skeptisch gegenüber.

„Exomonde stehen auf dem Wunschzettel von Exoplaneten-Forschern natürlich ganz oben“, so die Astrophysikerin. „Die Suche nach dem ersten Exomond ist und bleibt spannend. Und jetzt das, ein erschreckend großer Mond, der in etwa die Größe und Masse des Planeten Neptuns haben soll.“

Mondschatten

In den letzten Jahren haben Astronomen der sternenreichen Fabrik des Kosmos tausende von Planeten abgewonnen, mit den unterschiedlichsten Methoden, um sie aufzuspüren und ihre Existenz zu bestätigen.

Bisher gab es jedoch keinerlei Beweise, dass es in diesen weit entfernten Welten Monde gibt – zumindest bis vor kurzem. Astronomen hatten zwar schon lange die Vermutung, dass solche Satelliten existieren, gibt es doch in unserem Sonnensystem weitaus mehr Monde als Planeten. Die Sichtung einer solch minimalen Perturbation, die auf die Anwesenheit eines Exomonds hinweisen könnte, ist jedoch eine enorme technische Herausforderung.

David Kipping von der Columbia University ist schon seit fast 10 Jahren auf der Suche nach extrasolaren Monden und sichtet die Daten, die vom NASA-Weltraumteleskop Kepler zur Erde gesandt werden. Vier Jahre lang hat er einen kleinen Ausschnitt eines Sternenhimmels beobachtet, auf der Suche nach kurzen minimalen Helligkeitsschwankungen, die von umkreisenden Planeten verursacht werden.

Durch die Untersuchung des zeitlichen Ablaufs, der Tiefe und der Dauer dieser Schwankungen können Astronomen die Größe eines Planeten und die Entfernung zum dazugehörigen Stern berechnen. Kipping argumentierte, dass er, wenn der Mond groß genug sei, auch seine Spuren im Sternenlicht sehen könnte. Ein großer Mond würde sowohl den zeitlichen Ablauf des Planetentransits beeinflussen, als auch seine eigene Helligkeitsschwankung verursachen.

„Etwas Großes ist auch leicht zu entdecken“, so Kipping auf einer Pressekonferenz. „Wahrscheinlich ist das kein übliches Mondsystem, aber es war am einfachsten zu finden.

Der Moment, wenn der Mond sich zeigt

Als Kipping und Teachey mithilfe des Weltraumteleskops Kepler im letzten Jahr um die 300 Exoplaneten nach Anzeichen von Monden untersuchten, stießen sie in den Daten von Kepler 1625-b auf einen verlockenden Hinweis. Ein großer Körper schien den Planeten zu umkreisen. Dass ein weiterer, bislang unentdeckter Planet den Stern umkreist, lag in ihren Augen durchaus im Bereich des Möglichen. Alle Anzeichen deuteten jedoch stattdessen auf einen Mond.

Um präzisere Daten zusammenzutragen und Falschmeldungen auszuschließen, sahen sich Teachey und Kipping das Ganze noch einmal mit dem Weltraumteleskop Hubble an, dem besten Auge, das es für die Beobachtung des Weltraums gibt. Im Oktober 2017, während des nächsten Transits von Kepler 1625-b, sollte Hubble die Helligkeit des Systems über einen Zeitraum von 40 Stunden präzise messen und fand, wie Kepler, Muster, die auf einen Exomond hinwiesen.

Die Sternenpassage von Kepler 1625-b setzte 77,8 Minuten zu früh ein, was das Team einem gravitationsbedingten Stoß eines großen Satelliten zuschrieb. Dann, ungefähr 3,5 Stunden nachdem der Planet vorbeigezogen war, entdecket Hubble eine zweite Helligkeitsschwankung, für die ein nachziehender Satellit verantwortlich sein könnte.

Beide Beobachtungen sind mit der Hypothese eines riesigen Mondes vereinbar, so Greg Laughlin von der Yale University. Trotzdem ist er noch nicht zu 100% überzeugt und hofft, dass Hubble oder ein anderer Weltraumflugkörper zur Beobachtung weit entfernten Sternenlichts das System im Mai 2019 beim nächsten Transit unter die Lupe nimmt. Wenn die Passage des Planeten ähnlich ist und von einer zweiten Helligkeitsschwankung begleitet ist, könnte ihn das eventuell umstimmen.

„Wenn sie die zeitliche Abweichung des Transits mit einem weiteren Transit des Mondes sehen, wäre das ein sehr starker Beweis für die Existenz des Mondes“, sagt Laughlin.

Kipping und Teachey haben bereits prognostiziert, wie der nächste Transit aussehen sollte, wenn der Mond da ist. Jetzt können sie nur abwarten.

Die Entdeckung kann sich laut Laughlin durchaus bestätigen. „Man muss wegen der Umlaufbahn nur frustrierend lange warten. Aber immerhin nur bis nächstes Jahr – und nicht bis 2075.”

Bad Moon Rising

Wenn der Mond tatsächlich existiert, hätte er Berechnungen von Teachey und Kipping zufolge ungefähr die Größe und Masse des Eisgiganten Neptun und wäre damit deutlich größer als die Erde. Seinen jupitergroßen Planeten würde er in einem Abstand von 1,8 Millionen Meilen umlaufen. Wie ein so großer Mond überhaupt entstehen kann, ist noch unklar. Eine Kollision ist eine mögliche Erklärung. Eventuell wurde er auch durch die Gravitation des Planeten eingefangen, so wie der Neptunmond Triton.

In gewisser Weise wirkt das extrasolare Planetensystem wie eine vergrößerte Version unseres Zuhauses. Kepler 1625-b und sein Mond haben die gleichen relativen Massen wie die Erde und unser Mond, und der Exomond umläuft seinen Planeten in einem vergleichbaren Abstand.

Außerdem hat Kepler 1625-b ungefähr die gleiche Entfernung zu seinem Stern wie die Erde zur Sonne. Aber dieser Stern ist in etwa doppelt so alt wie die Sonne und entwickelt sich gerade zu einem Roten Riesen. Das bedeutet, dass die Temperaturen auf dem Mond um die 80 °C betragen könnten. Das Forschungsteam hält es aber auch für wahrscheinlich, dass die Temperaturen noch gemäßigter und lebensfreundlicher waren, als der Stern noch jünger war.

„Vielleicht sehen wir den Mond jetzt im Vergleich zu früher in einem aufgeblähten Zustand“, so Kipping. Er fügt hinzu, dass Teachey und er sich in einem System mit zwei Gasriesen nicht wirklich mit der Frage der Bewohnbarkeit beschäftigt hätten.

Ob wir bald einen riesigen Gasplaneten mit bewohnbarem Mond finden, so wie Pandora im Film Avatar? Wohl eher nicht. Aber diese neueste Entdeckung deutet darauf hin, dass es erdähnliche Monde, wie sie in jedem guten Science-Fiction-Film zu finden sind, tatsächlich geben könnte.

„Ich persönlich habe als Star Wars Fan ja sowieso eine Schwäche für Endor“, so Teachey.

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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