Wie Astronomen Exoplaneten finden und beurteilen, welche Leben unterstützen könnten

Die Bestätigung eines Planeten um einen fernen Stern erfordert fast jedes Mal indirekte Beweise, da der Glanz des Sterns das schwache Licht des Planeten übertönt. NASAs Wissenschaftsdivision listet vier Hauptnachweistechniken auf, die derzeit in Gebrauch sind: die Transitmethode, Radialgeschwindigkeit, Gravitationslinseneffekt und direkte Abbildung, jede geeignet für verschiedene Arten von Planeten und Entfernungen.

Vier Wege, um einen Planeten zu erkennen, den Sie nicht sehen können

Die Transitmethode sucht nach einem kleinen, regelmäßigen Helligkeitsabfall eines Sterns, wenn ein Planet vor ihm vorbeigehen. NASAs Kepler-Weltraumteleskop, das von 2009 bis 2018 betrieben wurde, beobachtete etwa 150.000 Sterne in einem Himmelsfleck vier Jahre lang mit dieser Technik; NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hat den Ansatz seit seinem Start 2018 fortgesetzt und hat bis Anfang Oktober 2026 zu mehr als 1.000 bestätigten Planeten beigetragen, nach dem NASA Exoplanet Archive, das vom IPAC des Caltech gepflegt wird.

Radialgeschwindigkeit, manchmal Wackelmethode genannt, misst winzige Verschiebungen im Lichtspektrum eines Sterns, die durch den gravitativen Zug eines umkreisenden Planeten verursacht werden. NASA weist darauf hin, dass diese Technik 1995 den ersten bestätigten Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern, 51 Pegasi b, aufdeckte.

Gravitationslinseneffekt beruht auf Einsteins Vorhersage, dass Gravitation Licht krümmt: wenn ein Stern mit einem Planeten vor einem weiter entfernten Hintergrundstern vorbeigehen, vergrößert das Vordergrundsystem kurzzeitig das Licht des Hintergrundterns in einem charakteristischen Muster. NASAs geplantes Nancy Grace Roman Space Telescope ist darauf ausgelegt, diese Methode zur Auffindung von Planeten weit entfernt von ihren Sternen zu verwenden.

Direkte Abbildung erfasst Licht vom Planeten selbst, anstatt seine Präsenz aus Auswirkungen auf Sternenlicht abzuleiten. Sie funktioniert hauptsächlich für junge, selbstleuchtende Gasriesen weit entfernt von ihren Sternen; NASA zitiert das direkte Bild des James Webb Space Telescope von HIP 65426 b über mehrere Infrarotwellenlängen als ein aktuelles Beispiel.

Habitables Zone: notwendig, aber nicht ausreichend

Sobald ein Planet bestätigt ist, prüfen Forscher, ob er sich in der Habitablen Zone seines Sterns befindet, dem Bereich der Umlaufbahnen, in dem Oberflächentemperaturen flüssiges Wasser ermöglichen könnten, bei richtigem atmosphärischem Druck. NASA beschreibt dies als je nach Stern unterschiedlich: heißere Sterne haben breitere, weiter entfernte habitale Zonen, während kleine, schwache rote Zwergsterne enge Zonen in der Nähe haben.

Die Lage in der Habitablen Zone garantiert nicht die Bewohnbarkeit. NASA verweist auf TRAPPIST-1, ein Roter-Zwerg-System mit sieben erdgroßen Felsplaneten, mehrere davon in seiner Habitablen Zone; James Webb Space Telescope-Beobachtungen deuten jedoch darauf hin, dass TRAPPIST-1 d keine erkennbare Atmosphäre zu haben scheint, was NASAs eigene Materialien als Beweis dafür zitieren, dass der Standort allein nicht ausreichend ist. Der Sterntyp ist auch wichtig: NASA weist darauf hin, dass Planeten um M-Zwerg-Rote Zwerge, die häufigsten Sterne in der Galaxie, erhöhter Röntgen- und Ultraviolettstrahlung ausgesetzt sind, die Atmosphären entfernen kann, während K-Zwerg-Sterne von einigen Forschern als längere, stabilere Bedingungen bietend gelten.

Atmosphären lesen: Das Biosignatur-Problem

Für Planeten, die ihren Stern durchlaufen, können Astronomen Transmissionsspektroskopie verwenden: Sternenlicht, das während eines Transits durch die Atmosphäre des Planeten filtert, wird bei bestimmten Wellenlängen von bestimmten Gasen absorbiert und erzeugt ein spektrales Muster, das Forscher mit einem Barcode vergleichen.

Der Sub-Neptun-Planet K2-18b veranschaulicht, wie umstritten diese Lesarten sein können. Ein Team unter der Leitung von Nikku Madhusudhan von der Universität Cambridge meldete erstmals 2023 einen schwachen, niedrigen Konfidenzhinweis auf Dimethylsulfid (DMS) – ein Gas, das hauptsächlich von Meereslebewesen auf der Erde produziert wird – mit Webbs NIRISS- und NIRSpec-Instrumenten, laut EarthSky. Im Jahr 2025 meldete das gleiche Team ein statistisch stärkeres Signal von DMS oder der verwandten Verbindung Dimethyldisulfid, mit Webbs MIRI-Instrument, das einen anderen Wellenlängenbereich abdeckt als die früheren Beobachtungen, laut EarthSky.

Der Anspruch zog schnelle Gegenwehr an. Planetenwissenschaftler Sarah Hörst und Exoplanetenforscherin Chris Lintott und Ryan MacDonald argumentierten, dass DMS durch nicht-biologische Chemie entstehen kann und dass ein einzelnes Molekül das Leben nicht begründen kann, berichtete EarthSky. Madhusudhan selbst hat gesagt, dass Forscher "tief skeptisch" gegenüber ihren eigenen Ergebnissen bleiben müssen, laut EarthSky.

Was kommt als nächstes

Die PLATO-Mission der Europäischen Weltraumbehörde, gebaut mit Beiträgen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), soll im späten 2026 auf einer Ariane-6-Rakete zu einem Sonne-Erde-Lagrange-Punkt etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt starten. PLATO wird 26 Kameras verwenden, um mindestens 200.000 Sterne für in Transit befindliche terrestrische Planeten um sonnenähnliche Sterne zu überwachen, speziell auf erdgroße Welten in ihren Habitablen Zonen abzielend, laut DLR.

Am 8. Oktober 2026 listete das NASA Exoplanet Archive 6.445 bestätigte Exoplaneten auf; die Aktualisierung dieser Woche markierte auch den Punkt, an dem Daten von NASAs TESS-Mission allein zu über 1.000 bestätigten Planeten beigetragen hatten, laut dem vom IPAC des Caltech gepflegten Archiv.