Am Halloween-Abend des Jahres 1961 haben sich 10 Wissenschaftler in der abgelegenen Ortschaft Green Bank in West Virgina getroffen. Die Zusammenkunft war nicht geheim, aber man hat sie auch nicht an die große Glocke gehängt. Es waren Astronomen, Informatiker, Biologen und Ingenieure die am Radio-Observatorium von Green Bank zusammengekommen sind und sie waren zum größten Teil die führenden Experten auf ihrem Gebiet. Ihr Ziel: In Ruhe und ausführlich darüber zu diskutieren, ob es irgendwo intelligente Außerirdische gibt und wie man sie kontaktieren könnte.

Das klingt nach dem Beginn eines Science-Fiction-Films, hat aber genau so tatsächlich stattgefunden. Damals, im Jahr 1961, hat sich die Wissenschaft das erste Mal seriös und umfassend mit der Frage nach der Suche und einer möglichen Kontaktaufnahme mit außerirdischen Lebewesen beschäftigt, also der Disziplin, die man heute "SETI" nennt, "Search for Extraterrestrial Intelligence". Heute ist dieses Thema immer noch ein wenig außergewöhnlich, aber man macht sich auch nicht mehr lächerlich, wenn man wissenschaftlich untersucht, ob es außerirdisches Leben gibt; wenn man sich mit Astrobiologie beschäftigt oder darüber nachdenkt, ob und wie Kommunikation mit intelligenten Lebewesen außerhalb der Erde funktionieren könnte. Anfangen hat das aber alles damals in Green Bank. Und dieses Treffen in Green Bank kam nicht aus dem Nichts. Der zweite Weltkrieg war noch nicht so lange her und dort hat man auch das erste Mal Raketen im großen Maßstab eingesetzt. Leider vor allem als Waffe, von Deutschland in Form der V2-Raketen. Aber nach Kriegsende wurden die restlichen Raketen von den USA (und der Sowjetunion) als Basis für die Entwicklung eigener Raumfahrtprogramme genutzt. Die Nachkriegszeit war auch die Zeit, in der UFOs populär wurden. Immer mehr Menschen haben berichtet, dass sie irgendwelche seltsamen fliegenden Objekte gesehen hätten und unabhängig des Wahrheitsgehaltes dieser Aussagen, war das Thema in den 1950er Jahren in der Öffentlichkeit weit verbreitet. Die Science Fiction hat sich sowieso damit beschäftigt, aber auch die Wissenschaft hat darüber nachgedacht, ob es vielleicht außerirdisches Leben geben könnte. Der berühmte Physiker Enrico Fermi hat sich gefragt, warum wir noch keine Aliens gesehen haben, obwohl sie doch, wenn es sie gibt, genug Zeit gehabt haben müssten, die ganze Milchstraße zu besieden - das ist das, was wir heute "Fermi-Paradoxon" nennen und wovon ich in Folge 410 ausführlich gesprochen habe. Stanley Miller und Harold Urey haben 1953 ihr berühmtes Experiment durchgeführt, dass "Miller-Urey-Experiment" oder, etwas volkstümlicher, das Experiment mit der "Ursuppe". Sie haben gezeigt, dass sich schon unter recht simplen Bedingungen, wie sie auf der frühen Erde geherrscht haben, die Grundbausteine für die Entstehung des Lebens bilden können. Man hat die DNA entschlüsselt, hat Fortschritte beim Verständnis der Planetenentstehung gemacht und 1957 flog mit "Sputnik" der erste Satellit ins Welltall. Die NASA wurde 1958 gegründet und Raumfahrt und außerirdisches Leben waren keine Science Fiction mehr, sondern etwas, worüber sich auch die Wissenschaft Gedanken machen konnte.

Das haben insbesondere Giuseppe Cocconi und Philip Morrison getan. Cocconi, ein Physiker aus Italien, war 1959 in den USA zu Besuch. Dort hat er Morrison getroffen, einen amerikanischen Physiker, der unter anderem am Manhattan-Projekt, also dem Bau der ersten Atombombe mitgearbeitet hatte. Cocconi dagegen awr Experte für hochenergetische Teilchen und Strahlung. Er war, so wie Morrison, unter anderem an der Gammastrahlung interessiert. Cocconi hat sich mit Gammastrahlen beschäftigt, die an Beschleunigern produziert werden, Morrision mit denen, die wir im Weltall beobachten können. Das hat Cocconi auf eine Idee gebracht: Wenn wir Menschen Gammastrahlen erzeugen können, und wir sie aus dem Weltall empfangen: Könnten dann Aliens die Gammastrahlen nicht für Kommunikation benutzen? Die beiden haben die Frage diskutiert und sind zu dem Schluss gekommen: Nein, Gammastrahlung ist nicht die beste Wahl für interstellare Kommunikation, viel besser geeignet ist Radiostrahlung. Ihre Ergebnisse haben sie am 19. September 1959 in einer Facharbeit mit dem Titel "Suche nach interstellarer Kommunikation" veröffentlicht, der durchaus einiges an Aufsehen erregt hat. Heute können wir sagen, dass dieser Artikel quasi den Anstoß für die SETI-Forschung gegeben hat. Gleichzeitig und ohne dass Cocconi und Morrison davon gewusst hatten, hat sich der Radioastronom Frank Drake ebenfalls mit dem Thema beschäftigt. Er hat im Frühjahr 1960 ein großes Radioteleskop an einen vielversprechenden Punkt am Himmel gerichtet um dort nach Botschaften von Aliens zu suchen. Ohne Erfolg, aber dieses "Projekt Ozma" war die erste Suche dieser Art.

All diese Aktivitäten haben auch James Peter Pearman interessiert. Er war Mitglied des Space Science Board der Nationalen Akamdemie der Wissenschaften in den USA: Diese Einrichtung wurde 1958 gegründet um beratend bei den Raumfahrtaktivitäten der USA tätig zu sein. Dort gab es auch eine Gruppe, die sich mit außerirdischem Leben beschäftigt hat, aber vor allem wegen der Frage, ob es vielleicht irgendeine Art der Kontamination geben könnte, wenn Menschen ins All fliegen oder zum Mond. Aber 1961 hat sich das Space Science Board auch der Frage gewidmet, ob und wie man die Suche und Kommunikation mit etwaigen Aliens wissenschaftlich sinnvoll erforschen kann. Also haben Drake und Pearman überlegt, eine kleine Konferenz dazu zu veranstalten. Und sie haben vor allem überlegt, wen man einladen sollte.

Natürlich Cocconi und Morrison. Aber auch Otto Struve, einer der bekanntesten und bedeutensten Astronomen seiner Zeit und damals Direktor des National Radio Astronomy Observatory. Denn treffen wollte man sich an der Radiosternwarte in Green Bank, wo auch Frank Drake damals gearbeitet hat und das musste Struve natürlich erlauben. Man hat noch jede Menge andere Leute eingeladen, aber neben Drake, Pearman und Struve hatten am Ende nur sieben weitere Leute zugesagt. Der junge Astronom Carl Sagan, der damals - im Gegensatz zu heute - noch weitestgehend unbekannt war. Der chinesisch-amerikanische Astronom Su-Shu Huang. Dana Atchley, ein Ingenieur und Bernard Oliver, ein Elektrotechniker. Der Biologe Melvin Calvin und der Neurophysiologe John Lilly. Philip Morrison war auch dabei; Giuseppe Cocconi hatte abgesagt. Es waren also nur zehn Forscher, die zugesagt hatten und diese zehn waren es, die an Halloween 1961 in Green Bank eingetroffen sind. Ich könnte über jede dieser Personen eine eigene Folge machen; aber wenn ich in dieser Folge erzählen würde, was sie alles gemacht haben, würde sie vermutlich ein paar Stunden dauern. Also belassen wir es dabei, dass sie alle qualifiziert waren, um über Aliens nachzudenken - sofern man bei diesem Thema überhaupt irgendwie qualifiziert sein kann.

Auf dem Programm des Treffens standen drei große Ziele: Erstens: Herauszufinden, wie wahrscheinlich es ist, dass sich irgendwo anders im Universum intelligentes Leben entwickelt hat und wie wahrscheinlich eine Kontaktaufnahme ist. Zweitens: Herauszufinden, ob es sich lohnt, mit der existierenden Technologie auf die Suche nach Aliens zu gehen oder ob man warten muss, bis bessere Technik entwickelt wird. Und Drittens: Einen entsprechenden Aktionsplan für das Space Science Board zu entwickeln.

Frank Drake war bestens vorbereitet, um Frage Nummer 1 zu diskutieren. Direkt zu Beginn der Konferenz hat er das präsentiert, was wir heute als die "Drake-Gleichung" kennen und worüber ich in Folge 304 der Sternengeschichten ausführlich erzählt habe. Drake hat darin alle Faktoren zusammengestellt, die bestimmen, ob sich irgendwo Aliens entwickeln und ob wir mit ihnen kommunizieren können. Seine Gleichung beinhaltet zum Beispiel die Anzahl der Sterne in der Milchstraße, die Anzahl der Sterne, die Planeten haben, die Anzahl der Planeten, die Leben beherbergen können, die Anzahl der Planeten auf denen sich Leben und intelligentes Leben entwickelt, die Anzahl der technischen Zivilisationen darunter und ihre Lebensdauer. Damals wusste man über so gut wie keinen dieser Faktoren irgendetwas aus wissenschaftlicher Sicht verlässliches - aber genau deswegen war man ja zusammengekommen. Man hat also über die Faktoren der Drake-Gleichung diskutiert und die Diskutanten waren gut qualifiziert dafür. Otto Struve hatte sich zum Beispiel intensiv mit der Frage nach Planeten anderer Sterne beschäftigt. Damals hatte man noch keine solche Exoplaneten gefunden; das kam erst in den 1990er Jahren. Aber Struve war überzeugt, das fast jeder Stern Planeten haben muss. Das stimmt, wie wir heute wissen, auch wenn Struves Argumente aus heutiger Sicht nicht mehr ganz richtig sind (aber das ist wieder eine ganz andere Geschichte). Su-Shu Huang war ebenfalls Spezialist für Planeten und er war auch der erste, der sich über das Konzept der "habitablen Zone" Gedanken gemacht hat, also die Bereiche um einen Stern herum, wo die Energie des Sterns gerade ausreicht, so dass auf der Oberfläche eines passenden Planeten Wasser und Leben existieren kann. Dana Atchley war Spezialist für Kommunikation und hat Drake schon mit entsprechendem Equipment für sein Projekt Ozma ausgeholfen. Bernard Oliver hat unter anderem an Mikrowellen-Sendern und Empfängern gearbeitet und war Forschungsdirektor bei Hewlett Packard. Carl Sagan war damals noch recht unbekannt, aber interessiert an allem, was mit dem Thema zu tun hat und von Joshua Lederberg für die Konferenz empfohlen, dem Direktor des Space Science Board. Philip Morrison war als SETI-Pioneer sowieso qualifiziert und das galt auch für den Biologen Melvin Calvin. Wie qualifiziert er war, haben die Teilnehmer an der Konferenz direkt erfahren, als plötzlich ein Anruf aus Schweden kam: Calvin hat den Nobelpreis für seine Forschung zur Photosynthese gewonnen. Und dann war da noch John Lilly. Er war deswegen eingeladen, weil er kurz davor sein Buch "Mensch und Delfin" veröffentlicht hatte. Darin berichtet er von seiner Forschung, um die Sprache der Delfine zu verstehen. Aber nicht nur das: Lilly war auch der Meinung, es sei möglich, den Delfinen beizubringen, auf englisch zu sprechen. Für diese Forschung bekam er sogar Fördergelder der Regierung, mit der ein entsprechendes Forschungszentrum auf einer Karibikinsel gebaut hat. Drei Delfine lebten dort direkt mit Menschen zusammen, in einer Art Aquariums-Haus. Man ging beim Treffen in Green Bank natürlich nicht davon aus, dass irgendwo im All Delfine herumschwimmen. Aber irgendwie muss man mit den Aliens ja kommunizieren, und wie kann man das besser lernen, als wenn man zuerst mit einer nicht-menschlichen Intelligenz auf der Erde kommuniziert. Lillys Versuche, die Sprache der Delfine zu verstehen und ihnen unsere Sprache beizubringen, war eine gute Vorbereitung für das SETI-Projekt.

Lillys Forschung hat die anderen sogar so sehr beeindruckt, dass sie ihrer Gruppe den informellen Namen "Orden des Delfins" gegeben haben. Melvin Calvin hat nach dem Ende des Treffens sogar kleine Delfin-Anstecknadeln mit den eingravierten Namen der Teilnehmer verschickt. Trotzdem ist das Treffen in Green Bank eine einmalige Angelegenheit geblieben. Pearman hat die Ergebnisse der Diskussion an das Space Science Board geschickt und damit war der Auftrag vorerst erfüllt. Die Mitglieder des Delfin-Ordens blieben in losem Kontakt, aber haben das mit dem Delfin bald fallen gelassen. Denn Lillys Forschung hat sich als weniger beeindruckend herausgestellt, als sie ausgesehen hat. Die Delfine haben kein Englisch gelernt und Lillys Methoden sind immer weiter in unwissenschaftliche New-Age-Konzepte abgeglitten. Als er dann auch noch LSD an die Tiere verteilt hat, war es auch mit den Fördergeldern vorbei.

Das Treffen in Green Bank war aber dennoch nicht folgenlos. Die Drake-Gleichung, die damals entwickelt wurde, ist auch heute noch die Grundlage jeder SETI-Forschung. Und auch wenn wir bisher noch keinen Kontakt mit Aliens hatten und noch nicht mal irgendeine Art von Leben außerhalb der Erde entdeckt haben: Das Thema wurde damals das erste Mal mit wissenschaftlicher Ernsthaftigkeit diskutiert. Was davor nur Science Fiction war und ein Gebiet, auf dem man sich bestenfalls lächerlich machen kann, ist durch das Green Bank Treffen zum Teil rehabilitiert und zu einer seriösen Forschungsrichtung geworden. Die Sache mit den Delfinen war ein Reinfall. Aber ohne den Orden des Delfins wäre SETI nicht zu dem geworden, was es heute ist.

Wir Menschen auf der Erde spüren den Einfluss der Sonne jeden Tag; ohne ihre Strahlung könnten wir hier nicht leben. Auf den weiter entfernten Planeten strahlt sie aber nicht mehr so hell und im äußeren Sonnensystem ist es so kalt, als wäre die Sonne überhaupt nicht da. Aber sie ist da und ihr Einfluss reicht weiter, als man es sich vielleicht vorstellt. Und damit ist nicht die Gravitationskraft gemeint, die sie ausübt; die reicht theoretisch ja sogar unendlich weit. Das, was auf der Sonne passiert hat Auswirkungen auf das gesamte Sonnensystem und die Phänomene, die als "Forbush-Ereignis" bezeichnet werden, demonstrieren das wunderbar.

Bevor wir uns aber damit beschäftigen, wer oder was Forbush ist und was es dazu ereignisvolles zu erzählen gibt, müssen wir uns mit etwas beschäftigen, von dem ich schon ausführlich in Folge 317 gesprochen habe, nämlich der kosmischen Strahlung. Ich halte die Wiederholung kurz, aber im Prinzip besteht die kosmische Strahlung aus hochenergetischen Teilchen, deren Ursprung im Weltraum liegt. Wir wissen darüber Bescheid, seit sie 1912 vom österreichischen Physiker Victor Franz Hess entdeckt worden ist und man kann ihren Ursprung grob in zwei Quellen einteilen. Einmal ist da die Sonne, die nicht nur Licht abstrahlt, sondern auch ständig Teilchen aus ihren äußeren Gasschichten ins All schleudert. Einerseits tut sie das ständig und vergleichsweise ruhig, in Form des Sonnenwindes, von dem ich auch schon oft hier erzählt habe und andererseits macht sie das manchmal auch sehr dramatisch, wenn sie zum Beispiel koronale Massenauswürfe durchs Planetensystem schleudert. Die Ursache für diese Eruptionen liegen in der dynamischen Wechselwirkung des Gases aus dem die Sonne besteht und ihrem Magnetfeld. Ab und zu gibt es da quasi Kurzschlüsse, bei denen sehr viel Energie frei wird und große Mengen an solarer Materie ins All hinaus geworfen werden. Die Details sind komplex und noch nicht vollständig verstanden, aber der Punkt ist: Unser Stern schleudert mal mehr und mal weniger Teilchen mit großer Energie durch die Gegend. Es sind geladene Teilchen, vor allem Protonen und Elektronen, aber auch schwerere Atomkerne anderer chemischer Elemente.

Das ist allerdings nichts, was nur die Sonne macht. Alle anderen Sterne tun das ebenfalls und es gibt noch mehr astronomische Prozesse, die so eine Art der Teilchenstrahlung erzeugen. Sie entstehen bei Supernova-Explosionen, in der Umgebung schwarzer Löcher oder in den gewaltigen Jets, also riesigen Materieströmen, die aus den Zentren ferner Galaxien hinaus ins All schießen. All diese Prozesse (und noch mehr) sind für die zweite Komponente der kosmischen Strahlung verantwortlich, die galaktische kosmische Strahlung. Diese Teilchen haben im Allgemeinen eine sehr viel höhere Energie als die in der solaren kosmischen Strahlung, aber die eine wie die andere ist äußerst unangenehm für uns Menschen. Wenn Teilchen mit so viel Energie auf die Atome in unserem Körper treffen, dann können sie dort Reaktionen auslösen; Atome können zerfallen; Moleküle ihre Bindung verlieren, und so weiter. Wenn wir zulange der kosmischen Strahlung ausgesetzt sind, dann werden wir krank oder sterben. Aber wenn wir uns nicht im Weltall aufhalten, dann schützt uns zum Glück unsere Atmosphäre. Die kosmische Strahlung trifft zuerst auf die Atome der Lufthülle, bevor sie uns erreichen kann. Auch dort oben, hoch über unseren Köpfen, löst sie atomare Reaktionen aus; lässt Stickstoff- oder Sauerstoffatome zerfallen und die entstehenden Zerfallsprodukte zerfallen weiter, können neue Zerfallsreaktionen auslösen, und so weiter. Oder anders gesagt: Jedes Teilchen der kosmischen Strahlung das auf die Atmosphäre der Erde trifft, löst einen Schauer aus Teilchen aus, die "Sekundärstrahlung" genannt wird und das was davon am Ende noch auf dem Erdboden ankommt, ist für uns weitestgehend ungefährlich.

Das bedeutet, dass wir die kosmische Strahlung von der Erde aus nur indirekt über die Sekundärstrahlung messen können. Aber genau das hat man in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gemacht. Nach der Entdeckung des Phänomens 1912 hat man natürlich versucht, möglichst viel darüber und ihren Ursprung herauszufinden. Parallel hat man auch immer besser verstanden, wie die Sonne funktioniert. In Folge 10 haben ich vor langer Zeit schon mal über das Sonnenwetter gesprochen; so nennt man alle Phänomene, die mit der elektrisch-magnetischen Aktivität der Sonne zu tun haben. Wenn es da zum Beispiel einen wirklich heftigen Kurzschluss gibt und große Mengen an Material bei einem koronalen Massenauswurf in Richtung Erde geschleudert werden, kann das durchaus dramatische Folgen bei uns haben. Die können ästhetisch anspruchsvoll sein, weil die Interaktion zwischen den geladenen Teilchen von der Sonne und dem irdischen Magnetfeld zum Beispiel Polarlichter verursacht. Die Folgen können aber auch katastrophal sein, wenn die solare kosmische Strahlung Satelliten ausfallen lässt oder die kurzfristige Störung im Erdmagnetfeld Stromleitungen kollabieren lässt. Einer, der sich ab den 1930er Jahren intensiv mit all diesen Phänomenen beschäftigt hat, war der amerikanische Physiker Scott Forbush. 1937 hat er einen kurzen Aufsatz veröffentlicht, mit dem Titel "Über die Effekte in der Intensität der kosmischen Strahlung, die während des jüngsten magnetischen Sturms beobachtet wurden". Mit "magnetischer Sturm" ist das gemeint, was ich vorhin kurz angedeutet habe: Wenn die Sonne bei einem koronalen Massenauswurf jede Menge geladene Teilchen mit hoher Geschwindigkeit und Energie in Richtung Erde schleudert, dann bringt das unser Magnetfeld kurzfristig durcheinander. Das kann man messen und so ein Ereignis hat zwischen 25. und 30. April 1937 stattgefunden. Forbush ist aber aufgefallen, dass es da nicht nur Variationen beim Magnetfeld gegeben hat. Zwei andere Messstationen; eine in Maryland in den USA und eine in Huancayo in Peru haben die Intensität der kosmischen Strahlung überwacht. Die Intensität der kosmischen Strahlung ist während des magnetischen Sturms um vier Prozent geringer geworden, was weit über den üblichen Variationen gelegen ist. Es kann Zufall sein, dass die Abnahme der kosmischen Strahlung zeitgleich mit dem magnetischen Sturm aufgetreten ist. Oder auch nicht. Forbush schreibt am Ende seiner Arbeit: "Auch wenn die hier vorgelegten Belege für sich genommen nicht als schlüssiger Beweis dafür gelten können, dass die beobachteten Änderungen in der Intensität der kosmischen Strahlung auf das äußere Feld des magnetischen Sturms zurückzuführen sind, so scheint diese Hypothese doch die vernünftigste zu sein." In einer längeren Arbeit aus dem Jahr 1938 hat Forbush dass sehr viel genauer untersucht und Daten weiterer magnetischer Stürme in seine Analyse inkludiert. Das Fazit: Nicht alle magnetische Stürme führen zu einem Rückgang der kosmischen Strahlung aber bei vielen ist das der Fall und dieser Rückgang kann global gemessen werden, egal wo auf der Welt die Messstation steht.

Mittlerweile können wir das Phänomen, das Forbush damals entdeckt hat, genauer einordnen. Wenn die Sonne bei einer großen Eruption eine große Wolke aus geladenen Teilchen ihres Plasmas ins All schleudert, dann verschwindet die nicht einfach so. Sie bewegt sich durch das ganze Sonnensystem hindurch. Wenn sie dabei in der Nähe der Erde vorbei kommt, wirkt sie für einige Zeit wie eine Art von Schutzschild. Es sind ja elektrisch geladene Teilchen, die da durch die Gegend geschleudert werden und die können die ebenfalls elektrisch geladenen Teilchen der galaktischen kosmischen Strahlung abhalten. Solange das Schutzschild da ist, trifft also weniger galaktische kosmische Strahlung auf die Erdatmosphäre und unsere Detektoren am Boden messen einen Rückgang der Sekundärstrahlung. Wie stark dieser Rückgang ausfällt hängt davon ab, wie groß die Sonneneruption war und wie stark das Magnetfeld ist, dass die geladenen Teilchen der ausgestoßenen Plasmawolke erzeugen. Und es hängt natürlich auch davon ab, wie nahe diese Wolke an der Erde vorbei kommt. Typischerweise beträgt der Rückgang einige Prozent, kann aber in besonderen Fällen auch 10 bis 20 Prozent betragen. Das ganze passiert schnell; es braucht nur ein paar Stunden, bis sich die Intensität der kosmischen Strahlung verringert. Danach dauert es dann ein paar Tage, bis alles wieder den Normalzustand erreicht hat und das Forbush-Ereignis, wie das Phänomen mittlerweile genannt wird, vorbei ist.

Vielleicht ist dem einen oder der anderen an diesem Punkt ein Gedanke gekommen: Ich habe vorher gesagt, dass es zwei Komponenten der kosmischen Strahlung gibt; die die von der Sonne kommt und die galaktische, die von außerhalb des Sonnensystems zu uns gelangt. Koronale Massenauswürfe, die Forbush-Ereignisse verursachen sind eine Ursache für die solare kosmische Strahlung. Sollte man da bei so einer Sonneneruption nicht MEHR kosmische Strahlung erwarten? Ja und Nein. Wenn ein koronaler Massenauswurf stattfindet und auf die Erde trifft, dann führt das natürlich zu einer kurzfristigen Erhöhung der Intensität der kosmischen Strahlung. Das passiert schnell und es passiert anfangs vor allem nur an bestimmten Orten der Erde, weil die Teilchen von der Sonne sich entlang der Magnetfeldlinien der Erde bewegen. Das gilt nicht nur für koronale Massenauswürfe, sondern generell für die solare kosmische Strahlung. So ein Ausbruch auf der Sonne verursacht also einen kurzen Anstieg kosmischer Strahlung, der nicht überall auf der Erde gemessen werden kann. Die galaktische kosmische Strahlung dagegen kommt aus allen Richtungen zu uns. Wenn es bei dieser Komponente Veränderungen gibt, dann wirken die sich überall auf der Erde aus. Das heißt, man kann die beiden Teile der kosmischen Strahlung gut unterscheiden und ein Forbush-Ereignis betrifft nur eine Verringerung der galaktischen kosmischen Strahlung.

Was fangen wir mit diesem Wissen an? Einerseits ist es natürlich gut, wenn wir Bescheid darüber wissen, wie sich die kosmische Strahlung verhält und verändert, damit wir unsere Satelliten, Raumfahrzeuge und vielleicht auch die Menschen schützen können, die sich gerade im Weltall befinden. Andererseits sind solche Forbush-Ereignisse aber auch ein Beispiel dafür, wie nicht nur die Sonne sondern die gesamte Heliosphäre funktioniert. So bezeichnet man den gesamten magnetischen Einflussbereich der Sonne und der reicht bis weit über den Bereich der bekannten Planeten hinaus. Die Grenze der Heliosphäre liegt grob 100 mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde, also noch weit hinter den Umlaufbahnen von Neptun, Pluto und den restlichen Asteroiden des Kuiper-Gürtels. Und ein Forbush-Ereignis muss nicht zwingend nur auf der Erde stattfinden. Wir haben den selben Effekt auch auf dem Mars gemessen und auch mit den Instrumenten von Raumsonden wie Pioneer 10 und Voyager 1 und 2, die sich weit im äußeren Sonnensystem befinden und die Grenze der Heliosphäre mittlerweile überschritten haben. Forbush-Ereignisse zeigen uns, dass die Sonne nicht nur ein helles Licht am Himmel ist, sondern ein dynamischer Himmelskörper der das ganze Sonnensystem im Griff hat. Die atomare Reaktionen im Inneren unsers Sterns, die chaotischen Ströme des geladenen Plasmas und die wilde Dynamik seines Magnetfelds haben Einfluss auf die fernsten Regionen im Sonnensystem. Die geladenen Teilchen die die Sonne durch die Gegend schleudert, verändern was von außerhalb des Sonnensystems zu uns gelangen kann oder nicht. Forbush-Ereignisse zeigen uns in aller Deutlichkeit die Dynamik der Sonne und die Heliosphäre in Aktion.

"An den Iden des September, um Mitternacht, sah man zwei Planeten so zusammenkommen, dass sie beinahe wie ein und derselbe Stern erschienen; danach trennten sie sich aber um die Breite eines Fingers." Das hat der englische Mönch Gervasius von Canterbury am 12. September 1170 in seiner "Chronica" geschrieben. Die beiden Planeten, von denen er spricht, waren Mars und Jupiter und was er beobachtet hat, war ein extrem seltenes Ereignis. Tatsächlich wissen wir heute, dass sich damals - von der Erde aus gesehen - der Mars genau vor dem Jupiter befunden hat. Die beiden Lichtpunkte sind wie einer erschienen: Es hat eine Bedeckung zwischen zwei Planeten stattgefunden. Und bevor wir schauen, wie oft so etwas in der Vergangenheit vorgekommen ist und wer solche Ereignisse beobachten konnte, fangen wir mit den Grundlagen an.

Bedeckungen gibt es unter den Objekten am Himmel immer wieder. In den meisten Fällen ist es aber ein Himmelskörper des Sonnensystems, der einen fernen Stern bedeckt. Der Mond kann, von der Erde aus gesehen, zum Beispiel direkt vor einem Stern vorüberziehen und ihn kurzfristig verdecken. Da der Mond an unserem Himmel sehr groß erscheint und im Laufe seiner Bewegung einen großen Bereich am Himmel abdeckt, passiert das vergleichsweise oft. Es passiert genau genommen extrem oft, denn es gibt sehr viele Sterne am Himmel. Aber im Allgemeinen erregt eine Sternbedeckung durch den Mond nur dann Aufmerksamkeit, wenn es ein heller und prominenter Stern ist und man die Bedeckung auch ohne Einsatz eines Teleskops verfolgen kann. Es gibt auch andere Konstellationen und sie sind nicht nur außergewöhnliche Ereignisse sondern können auch wichtig für die Forschung sein. Im Jahr 1988 hat zum Beispiel der Pluto einen Stern bedeckt. Eigentlich hatte man erwartet, dass das Licht dieses Sterns schlagartig verschwindet, wenn Pluto ihn verdeckt und es dann ebenso schlagartig wieder erscheint, wenn der Pluto weiter gezogen ist. Tatsächlich ist das Sternenlicht aber graduell schwächer geworden, bevor es verschwunden ist. So hat man damals entdeckt, dass der Pluto eine Atmosphäre besitzen muss. Kurz bevor der - damals noch - Planet komplett vor dem Stern stand, hat das Sternenlicht durch die Atmosphäre des Pluto geleuchtet und ist dabei schwächer geworden.

Es kommt auch immer wieder mal vor, dass Asteroiden einen Stern bedecken, woraus wir ableiten können, wie groß der Asteroid ist und welche Form er hat. Und wir können auch immer wieder Transits von Merkur oder Venus vor der Sonne beobachten, also den Durchgang des Planeten direkt vor der Scheibe der Sonne. Und wie wichtig solche Ereignisse für die Wissenschaft sind, habe ich ausführlich in Folge 539 der Sternengeschichten erklärt. Heute soll es aber nicht um Sternbedeckungen gehen und auch nicht um Transits vor der Sonne. Sondern um echte Planetenbedeckungen. Das bedeutet: Von der Erde aus gesehen muss dabei ein Planet exakt vor dem anderen stehen. Oder anders gesagt: Die Erde und zwei Planeten müssen eine exakte und gerade Linie bilden. So etwas kommt nicht so häufig vor, wie man vielleicht denken würde. Denn die Planeten des Sonnensystems bewegen sich zwar alle annähernd in der selben Ebene um die Sonne. Aber eben nur annähernd und nicht exakt. Es muss wirklich alles passen: Nicht nur müssen die drei Himmelskörper alle in einer Reihe stehen, sie müssen auf ihren Bahn auch gerade in den passenden Positionen angekommen sein, so dass sie sich alle in der selben Ebene befinden. Ist das nicht der Fall, dann beobachten wir keine Bedeckung, sondern eine Konjunktion. Ok, astronomisch exakt gesprochen IST eine Bedeckung eine Konjunktion. Aber wenn man den Begriff nicht ganz so exakt verwendet, was meistens der Fall ist, dann meint man mit "Konjunktion", dass zwei Himmelskörper einander am Himmel sehr nahe sind. So etwas gibt es häufig, aber uns interessieren heute die echten Bedeckungen.

Das, was Gervasius von Canterbury im Jahr 1170 beobachtet hat, war eine Bedeckung. Oder, wenn man es wirklich ganz genau nimmt, vielleicht auch nicht. Denn damals stand der Mars, von der Erde aus gesehen, exakt vor dem Jupiter. Der Mars ist klein, der Jupiter ist groß und der Mars hat den großen Planeten nicht komplett bedeckt. Es war eher ein Transit - im Teleskop hätte man den Mars als schwarze Scheibe vor der größeren Scheibe des Jupiter vorüber ziehen sehen. Und vielleicht hat Gervasius von Canterbury auch nicht wirklich im richtigen Moment beobachtet. Mars und Jupiter sind damals, von England aus gesehen, erst kurz vor Ende der Bedeckung aufgegangen. Es kann also gut sein, dass Gervasius die beiden Himmelskörper gesehen hat, als die Bedeckung schon zu Ende war. Mit freiem Auge können die beiden dann aber immer noch "wie ein und derselbe Stern" erscheinen, weil wir die hellen Lichtpunkte nicht voneinander trennen können, wenn sie einander am Himmel sehr nahe stehen.

Schauen wir also ein paar Jahrhunderte in die Zukunft. Am 9. Januar 1591 beobachteten der deutsche Astronom Michael Mästlin und sein Schüler, ein gewisser Johannes Kepler den Himmel über der Universität von Tübingen. Sie wollten eine nahe Begegnung zwischen Mars und Jupiter beobachten. Als die beiden Planeten aber kurz nach Mitternacht am Himmel aufgehen sollten, war Jupiter nicht zu sehen; nur das rötliche Leuchten des Mars. Erst ein wenig später hat sich dann auch der Jupiter gezeigt. Auch das klingt nach einer Bedeckung beziehungsweise einem Transit von Mars und Jupiter. Aber, wie wir heute dank exakter Berechnungen wissen, es war tatsächlich nur eine extrem nahe Begegnung der beiden Planeten. Mästlin und Kepler kann man allerdings keinen Vorwurf machen; ohne Teleskop - das damals noch nicht erfunden war - waren sie nicht in der Lage, die beiden Lichtpunkte der Planeten zu trennen; sie sind ihnen tatsächlich wie ein einziger Lichtpunkt erschienen. Für das nackte Auge erscheinen die Himmelskörper auch immer ein wenig größer, als sie im Teleskop aussehen würden und wenn sie einander wirklich nahe sind, dann sieht es aus wie eine Bedeckung, obwohl es keine ist.

Gehen wir noch ein paar Jahrhunderte in die Zukunft und zwar zum 28. Mai 1737. Für diesen Tag hat man eine extrem nahe Begegnung zwischen den Planeten Venus und Merkur berechnet. Der englische Arzt und Hobby-Astronom John Bevis hat deswegen sein Teleskop an der Sternwarte in Greenwich bei London zum Himmel gerichtet. Anfangs konnte er Venus und Merkur nahe beieinander sehen und sie bewegten sich immer weiter aufeinander zu. Für ein paar Minuten haben Wolken sein Sichtfeld bedeckt, aber als sie verschwunden waren, war Merkur ebenfalls nicht mehr da. Nur die hell leuchtende Venus war im Teleskop zu sehen bevor auch sie hinter den Wolken verschwunden ist.

Hat Bevis jetzt also eine Bedeckung des Merkur durch die Venus beobachtet? Oder haben ihn die Wolken durcheinander gebracht? Gut 100 Jahre später hat sich der große französische Himmelsmechaniker Urbain Le Verrier die Sache noch einmal angesehen. Wenn es jemanden gibt, der wirklich in der Lage ist, herauszufinden, wo sich Planeten am Himmel befinden, dann Le Verrier! Immerhin war er es, der rein aus der beobachteten Bewegung des Planeten Uranus berechnet hat, dass da noch ein weiterer Planet im Sonnensystem sein muss und auch noch so genau sagen konnte, wo man suchen muss, dass er ohne große Verzögerung gefunden werden konnte und heute als "Neptun" fixer Bestandteil des Sonnensystems ist. Le Verrier hat also berechnet, wo sich Merkur und Venus am 28. Mai 1737 am Himmel befunden haben. Sie haben einander tatsächlich bedeckt, aber zum Zeitpunkt von Bevis' Beobachtung war diese Bedeckung zum Teil schon wieder vorbei. Ein Stückchen von Merkur war schon wieder sichtbar, aber - und das ist das wirklich beeindruckende an Le Verriers Berechnung - dieses Stückchen konnte Bevis nicht sehen. Denn, so Le Verrier, der Merkur war nur circa zur Hälfte beleuchtet. So wie der Mond zeigt der innerste Planet auch Phasen und in dem Fall war quasi "Halb-Merkur". Die helle Hälfte war noch hinter der Venus, die dunkle aber nicht mehr. Für Bevis muss es also ausgesehen haben, als wäre der Merkur immer noch komplett bedeckt.

Je nachdem wie streng man sein will, hat also auch Bevis keine eindeutige Bedeckung von zwei Planeten beobachtet. Kepler und Mästlin haben das auch nicht und bei Gervasius von Canterbury reichen die verfügbaren Daten nicht um zu klären, was er im Detail gesehen hat. Es gibt natürlich auch noch andere Aufzeichnungen aus der Vergangenheit, zum Beispiel aus der astronomischen Forschung in China. Dort ist von einer extrem nahen Begegnung zwischen Mars und Jupiter am 9. Juni 493 die Rede, obwohl wir heute wissen, dass an diesem Tag nicht nur eine nahe Begegnung stattgefunden hat, sondern eine echte Bedeckung. Aber vielleicht hat man - wer auch immer damals beobachtet hat - einfach ein bisschen zu früh oder zu spät hingeschaut. Am 1. Mai 498 hat Heliodoros von Alexandria ebenfalls eine Bedeckung von Mars und Jupiter beobachtet, aber so wie im Fall von Mästlin und Kepler war auch das in Wahrheit nur eine nahe Begegnung.

Es gibt noch mehr Aufzeichnungen, aber nirgendwo lässt sich ohne jeden Zweifel belegen, dass da eine echte Bedeckung in echt beobachtet worden ist. Natürlich kann man sich fragen, ob das wichtig ist. Wir wissen, dass solche Bedeckungen stattfinden. Sie sind selten, aber auch nicht so enorm selten, dass wir keine Chance gehabt hätten, sie zu beobachten. Und was solls, wenn John Bevis vielleicht nur gesehen hat, wie die dunkle Hälfte des Merkurs hinter der Venus hervorlugt oder die Leute in China ein paar Minuten zu spät hingesehen haben? Und das ist alles natürlich richtig; es spielt keine Rolle. Aber einerseits ist so eine Planetenbedeckung durchaus ein beeindruckendes astronomisches Phänomen. Und man will vielleicht wissen, wer es zuerst beobachtet hat. Andererseits zeigt die Bedeckung zweier Planeten auch sehr schön, wie dynamisch unser Sonnensystem ist. Alles bewegt sich um die Sonne herum; nicht nur die anderen Planeten sondern auch wir. Wir beobachten den Tanz der Himmelskörper von einem Ort aus, der selbst Teil dieses Tanzes ist. Es geht immer herum um unseren Stern, in unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Bahnen, auf denen wir die Sonne umkreisen, werden im Laufe der Jahrhunderte größer und kleiner, sie wackeln im Raum herum und nur wenn alles exakt passt, können wir für einen kurzen Moment beobachten, wie ein Planet einen anderen bedeckt. Für die moderne Forschung mag eine Planetenbedeckung keinen Erkenntnisgewinn mehr bringen. Aber für uns Menschen lohnt es sich, darüber nachzudenken, denn dann bekommen wir ein besseres Gefühl für unseren Platz im Sonnensystem und im Universum.

Das ist auch ein Grund, warum wir solche Ereignisse beobachten wollen. Nach der Bedeckung von Merkur durch Venus 1737 gab es einen Transit der Venus vor dem Saturn, am 29. August 1771, aber zum relevanten Zeitpunkt waren beide Himmelskörper so nahe bei der Sonne, dass niemand das Ereignis beobachten konnte und die Venus hat den Saturn dabei genaugenommen auch nur gestreift und nicht vollständig verdeckt. Am 21. Juli 1793 hat der Merkur den Uranus bedeckt, aber auch das konnte niemand beobachten, weil der Merkur einfach so viel heller leuchtet als der Uranus und ihn schon lange vor der Bedeckung komplett überstrahlt hat. Am 9. Dezember 1808 gab es eine teilweise Bedeckung des Saturn durch den Merkur und am 3. Januar 1818 eine teilweise Bedeckung des Saturn durch die Venus. Und dann kam eine lange Pause… eine Pause, die immer noch andauernd. Die nächste totale Bedeckung zweier Planeten wird am 15. Juli 2067 stattfinden. Der sonnennächste Planet Merkur wird dann von der Erde aus gesehen, den sonnenfernsten Planeten, also Neptun, komplett bedecken. Aber zu diesem Zeitpunkt stehen beide sehr nahe an der Sonne und es wird schwer werden, das zu beobachten. Besser wird es am 11. August 2079: Da wird der Mars komplett hinter dem Merkur verschwinden - auch hier ist die Sonne vergleichsweise nahe am Himmel, aber bis dahin haben wir die Optik ja vielleicht schon in den Griff bekommen. Und der 11. August 2079 ist übrigens ein Freitag. Wenn es mich und diesen Podcast dann noch geben sollte, werde ich dann mehr über diese Entdeckung berichten, in Folge 3481 der Sternengeschichten.

STERNENGESCHICHTEN LIVE TOUR in D und Ö: Tickets unter https://sternengeschichten.live

Folge 3 der Spezial-Serie! Ab jetzt ist es eine Tradition und es gibt zu Beginn neues aus der Forschung. Man hat mehr über die Thorne-Żytkow-Objekte herausgefunden, also hypothetische Strukturen, bei denen sich ein Stern im Inneren eines anderen befindet. Ich habe darüber schon in einer alten Folge erzählt, aber jetzt gibt es Neuigkeiten dazu, wie wahrscheinlich es ist, dass wir so etwas mal in echt finden. Danach erzähle ich ein wenig darüber, wie ich mit Fehlern umgehe, die ich im Podcast mache. Und erzähle auch, was ich abseits des Podcasts so mache, zum Beispiel in meinem Workshops für Wissenschaftskommunikation. Bei den Veranstaltungen gibt es einen dringenden Tipp für Kurzentschlossene: Am 28. April 2026 stellen Evi, Elka und Jana ihr Buch "Auf einen Kaffee im All" in Wien vor und das solltet ihr euch anschauen! Am Ende der Spezialfolge beantworte ich dann noch eine Frage von Stephanie über angebliche "interstellare Tunnel".

Die Folge über Thorne-Żytkow-Objekte gibt es hier. Die aktuelle Forschungsarbeit dazu ist diese hier

Tickets für die Buchpräsentation "Auf einen Kaffee im All" gibt es hier und hier die Infos zur Lesung am 21. Mai in der Thalia in Wien. Den Podcast Cosmic Latte solltet ihr auch hören.

Mein neues Buch heißt “Die Farben des Universums” und ist ab jetzt überall erhältlich wo es Bücher gibt, so wie das Sternengeschichten-Hörbuch.

Meine anderen Podcast sind "Das Universum" und "Das Klima".

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TOI-700 d ist ein sehr kryptischer Titel, wenn man nicht weiß worum es geht, aber es ist ein passender Titel für Folge 700 der Sternengeschichten und es ist, wie so oft in der Astronomie, nicht so sehr von Bedeutung, wie etwas offiziell bezeichnet wird, sondern um was es sich dabei handelt und welche Geschichten man darüber erzählen kann. Und über TOI-700 d kann man jede Menge Geschichten erzählen. Es handelt sich um den Planeten eines anderen Sterns; einen Planeten, der bei seiner Entdeckung zuerst falsch eingeschätzt wurde, sich aber dann, nach der Korrektur dieses Fehlers als einer der faszinierensten fremden Welten heraugestellt hat, die wir kennen. TOI-700 d ist ein Planet, der der Erde sehr ähnlich sein könnte und der gleichzeitig vermutlich extrem anders ist.

Aber fangen wir bei dieser Geschichte trotzdem mit dem Namen an. TOI 700 ist der Name eines Sterns. Er hat noch viele andere Bezeichnungen, die aber nur noch sehr viel längere und komplexere Aneinanderreihungen von Zahlen und Buchstaben sind. TOI 700 war die längste Zeit einfach zu unauffällig, um einen "schönen" Namen zu bekommen. Er ist einer der paar hundert Milliarden Sterne in unserer Milchstraße und ohne sehr gute Teleskope nicht zu sehen. Es handelt sich um einen roten Zwergstern in einer Entfernung von etwa 100 Lichtjahren. Er befindet sich dort am Himmel, wo man auch das Sternbild "Schwertfisch" sehen kann, und weil das am Südhimmel ist, kann man TOI 700 von Mitteleuropa aus gar nicht sehen. Der südliche Himmel, inklusive dem Sternbild Schwertfisch war aber auch das Ziel der Beobachtungen von TESS. Das steht für "Transiting Exoplanet Survey Satellite" und ist der Name eines Weltraumteleskops der NASA, das im Jahr 2018 ins All geflogen ist. Es hat sich aber nicht nur auf den Südhimmel konzentriert, sondern sollte mindestens 85 Prozent des gesamten Himmels durchmustern. Natürlich kann ein einziges Teleskop nicht ALLE Sterne beobachten die es gibt, zumindest nicht in einem vernünftigen Zeitraum. TESS sollte sich auf sonnenähnliche Sterne und die weniger hellen Sterne wie die roten Zwerge konzentrieren und von denen auch nur die, die nicht weiter weg als ungefähr 300 Lichtjahre sind. Mit dabei sollten auf jeden Fall die 1000 uns am nächsten gelegenen roten Zwergsterne sein. Zwergsterne, wie TOI 700, der glücklicherweise schon ziemlich am Beginn der TESS-Mission beobachtet wurde.

Daher hat der Stern auch seinen Namen: TOI steht für "TESS Object of Interest", was frei übersetzt bedeutet: "Stern, den TESS beobachtet hat". Und TESS hat diesen Stern nicht nur beobachtet, sondern dort auch etwas gefunden. Oder genauer gesagt: Nicht TESS hat etwas gefunden, sondern die amerikanische Astronomin Emily Gilbert. Oder noch genauer gesagt: Nicht Emily Gilbert alleine, sondern ein großes, internationales Team von Astronominnen und Astronomen. Aber Gilbert war diejenige, die die Arbeit zur Publikation der Entdeckung des Planeten koordiniert hat. Aber noch sind wir bei unserer Geschichte nicht bei der Entdeckung angelangt.

Man darf sich die Entdeckung eines extrasolaren Planeten nicht allzu spektakulär vorstellen. Beziehungsweise ist das eigentlich falsch. Eine ganze Welt zu entdecken, die einen anderen Stern umkreist ist enorm spektakulär. Aber das, was man sich da vielleicht vorstellt, ist nicht das, was in der Realität passiert. Da sind keine Astronominnen und Astronomen, die in kalten Nächten durchs Teleskop schauen und irgendwann begeistert aufspringen, weil sie einen unbekannten Planeten gesehen haben. Das, was da in Wahrheit passiert, läuft zu Beginn meist noch ohne menschliches Zutun ab. In diesem Fall misst TESS die Helligkeit von Sternen und vor allem die Veränderung dieser Helligkeit. Denn wenn so ein Stern von einem Planeten umkreist wird und der sich von uns aus gesehen gerade direkt vor dem Stern vorüber bewegt, blockiert er ein ganz klein wenig von dessen Licht. Der Stern leuchtet kurz schwächer und dieses Absinken der Helligkeit wiederholt sich in regelmäßigen Abständen. Zumindest ist das im Idealfall so, in der Realität sind die Daten nie so exakt und sauber. Es ist nicht immer sofort klar, ob da wirklich eine periodische Helligkeitsänderung ist oder nicht. Hier ist dann der Punkt, wo Menschen ins Spiel kommen. Die Software die die Teleskopdaten auswertet, markiert alle potentiell interessanten Fälle und die müssen sich die Astronominnen und Astronomen dann ansehen.

Und beim Stern TOI 700 hat es sich um einen ganz besonders interessanten Fall gehandelt. 2019 hat TESS dort gleich drei mögliche Planeten gemeldet. Emily Gilbert, damals noch Doktorandin an der Universität Chicago und Mitarbeiterin am TESS Projekt der NASA, hat sich die Daten mit ihren Kolleginnen und Kollegen angesehen. Drei Planeten bei einem Stern sind durchaus spannend, aber auf den ersten Blick haben diese Planeten noch nicht so spektakulär gewirkt, wie sie tatsächlich waren. Bis eine Person aus dem Team, der Astronom Josh Schlieder, gemerkt hat, dass bei der Datenauswertung etwas nicht korrekt gelaufen ist. Die Software hat nicht mit den realen Daten des Sterns gearbeitet, sondern quasi defaultmäßig die Werte für die Sonne eingesetzt. Und das macht einen großen Unterschied! Denn man kann ja die Planeten nicht direkt sehen. Man kann auch nicht direkt herausfinden, wie groß sie sind, und so weiter. Das muss man alles aus dem Helligkeitsabfall des Sterns bestimmen. Um daraus auf die Größe des Planeten schließen zu können, muss man aber natürlich auch wissen wie groß der Stern selbst ist. Wenn ich weiß, wie groß der Stern ist und sehe, um wie viel sein Licht schwächer wird, kann man daraus berechnen, wie viel der Sternfoberfläche der Planet verdeckt und daraus folgt die Größe des Planeten. Die Sonne ist die Sonne. TOI 700 ist aber ein roter Zwerg, der nur circa 42 Prozent des Sonnenradius hat. Oder anders gesagt: Wenn man die Daten der Sonne verwendet anstatt die des roten Zwergs, dann überschätzt man die Größe der Planeten.

Der Fehler wurde aber rechtzeitig entdeckt und auf einmal sind die drei Planeten von TOI 700 enorm interessant geworden. Alle drei waren vergleichsweise klein. Einer war fast so groß wie die Erde, der zweite mit dem 2,6fachen Erdradius größer und der dritte dafür nur ein kleines bisschen größer als die Erde. Alle drei Planeten waren vergleichsweise nahe am Stern. Im Sonnensystem würden sie sich alle weit innerhalb der Merkurbahn befinden und dementsprechend schnell bewegen sie sich auch um ihren Stern herum. Der innerste braucht nur 10 Tage für einen Umlauf, der mittlere Planet schafft eine Runde in 16 Tagen und der äußerste braucht auch nur wenig mehr als 37 Tage. Aber wir dürfen nicht vergessen, dass TOI 700 nicht die Sonne ist, sondern ein roter Zwerg. Seine Leuchtkraft ist sehr, sehr viel geringer als die der Sonne. Wenn ein Planet ausreichend viel Energie abbekommen will, um zumindest theoretisch lebensfreundliche Bedingungen zu bieten, muss er auch sehr viel näher an einen roten Zwerg heranrücken. In diesem Fall hat sich gezeigt, dass der äußerste der drei genau in diesem Bereich liegt. Wir haben also einen Planeten, der nur wenig größer als die Erde ist und sich genau in der richtigen Entfernung von seinem Stern befindet, um lebensfreundliche Temperaturen zu haben.

Aber bevor man sich Gedanken über die genauen Bedingungen machen kann, die dort vielleicht herrschen, muss zuerst einmal sicher sein, dass die Planeten wirklich da sind. In dem Fall hat man Daten eines anderen Weltraumteleskops, dem Spitzer Space Telescope, genutzt, um die Beobachtungen zu bestätigen. Und am 14. August 2020 konnte man dann offiziell verkünden, dass TESS seinen ersten erdgroßen Planeten in der sogenannten habitablen Zone um einen Stern gefunden hat. Die Planeten wurden, wie es üblich ist, der Reihe nach mit Kleinbuchstaben, beginnend mit "b", benannt, nämlich TOI-700 b, TOI-700 c und TOI-700 d. Und 2021 hat man sogar noch einen weiteren gefunden, TOI-700 e. Und TOI-700 d ist genau der, der vielleicht lebensfreundliche Bedingungen bietet. Aber, und das ist sehr wichtig, erdgroß heißt noch nicht erdähnlich. Zuerst man neben der Größe auch noch die Masse des Planeten bestimmen. Die kriegt man nur aus dem Abfall der Sternhelligkeit nicht raus, dafür braucht es zusätzliche Beobachtungen, mit anderen Methoden. Aber auch die wurden gemacht und wir wissen, dass TOI-700 d ungefähr die 2,4fache Erdmasse hat. Daraus folgt sofort, dass die mittlere Dichte des Planeten enorm hoch sein muss. Sie liegt bei circa 8,5 Gramm pro Kubikzentimeter, was sehr viel mehr ist als die 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter mittlere Dichte der Erde. Und die mittlere Dichte der Erde ist schon sehr hoch; kein anderer Planet des Sonnensystems hat mehr als sie. Bei der Erde liegt das am großen Kern aus Eisen und Nickel, der sich im Inneren unseres Planeten befindet. TOI-700 d muss noch mehr Eisen und Nickel haben als die Erde und wo das her kommt, ist noch unklar.

Die Gleichgewichtstemperatur des Planeten liegt bei -4,3 Grad Celsius. Das klingt nicht sehr lebensfreundlich, aber das ist auch nur die Temperatur, die sich rein physikalisch einstellt, wenn man ein Objekt in einem bestimmten Abstand vor eine konkrete Energiequelle setzt. Strahlung geht hin, wird absorbiert und dann wieder abgestrahlt, so lange bis sich ein Gleichgewicht einstellt. Rechnet man diese Temperatur für den Fall von Sonne und Erde aus, dann ergibt sich ein Wert von -18 Grad Celsius. Zum Glück liegt die Durchschnittstemperatur bei uns aber deutlich höher und der Grund dafür ist, dass etwas dieses Gleichgewicht stört oder besser gesagt, verschiebt. Dieses Etwas ist unsere Atmosphäre und die darin enthaltenen natürlichen Treibhausgase, die für eine zusätzliche Erwärmung sorgen. Wenn wir wissen wollen, wie warm es auf TOI-700 d tatsächlich ist, müssen wir wissen, ob und was für eine Atmosphäre dieser Planet hat.

Wir wissen, dass er eine Atmosphäre haben könnte. Entsprechende Computersimulationen haben gezeigt, dass eine Atmosphäre wie die der Erde dort zumindest länger als eine Milliarde Jahre existieren kann. Das ist nicht selbstverständlich, denn rote Zwerge leuchten zwar schwach, aber sie können trotzdem hinterhältig sein. Die kleinen Sterne haben nämlich üblicherweise eine sehr starke Aktivität, das heißt, sie schleudern sehr viel mehr Partikel und Material aus ihren äußeren Schichten ins All als zB die Sonne. Und das schafft Probleme für die Atmosphäre eines Planeten, die dadurch wie mit einem Sandstrahler abgetragen werden kann, wenn der Planet dem Stern zu nahe ist. Aber TOI 700 scheint ein überraschend braver roter Zwerg zu sein, ohne dramatische Ausbrüche, und der Planet kann eine Atmosphäre halten. Und wenn er das tatsächlich tut, dann dürfte es eine spannende Atmosphäre sein. Denn weil der Planet dem Stern so nahe ist, ist er mit ziemlicher Sicherheit gravitativ gebunden. Die Situation dort ist wie die zwischen Erde und Mond, wo der Mond immer die selbe Seite in Richtung Erde zeigt. Bei TOI-700 d ist also immer eine Hälfte des Planeten und vor allem immer die selbe Hälfte zum Stern gerichtet. Oder anders gesagt: Es gibt eine Hälfte, auf der immer Tag ist und eine, auf der immer Nacht herrscht. Das führt zu Temperaturunterschieden und das beeinflusst die Strömungen der Atmosphäre. Hätte TOI-700 d eine Atmosphäre wie die der Erde, dann würden sich dadurch zum Beispiel alle Wolken auf der hellen Seite sammeln.

Ein Planet im Licht eines roten Zwergs, auf dem es entweder immer Nacht, oder, auf der anderen Seite, ständig bewölkt ist: Das klingt nach einer faszinierenden Welt und man könnte endlos spekulieren, ob sich dort Leben entwickeln kann und wenn ja, wie das dann aussieht. Aber solange wir nicht wissen, ob es da eine Atmosphäre gibt und wie sie zusammengesetzt ist, müssen es reine Spekulationen bleiben. Bis wir die Technik haben, um das herauszufinden, wird es noch ein bisschen dauern. Aber es steht auf jeden Fall jetzt schon fest, dass es sich bei TOI-700 d um eine spektakuläre Welt handelt, egal ob sie der Erde ähnlich ist oder nicht.

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