Die Entdeckung von Exomonden – Monden, die Planeten außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen – ist eines der faszinierendsten und zugleich rätselhaftesten Themen der modernen Astronomie. In den letzten Jahren sind erste Hinweise auf solche Exomonde aufgetaucht, darunter zwei besonders interessante Kandidaten: Kepler 1625b-i und Kepler 1708b-i. Diese Monde umkreisen riesige Planeten in Entfernungen, die mit denen von erdähnlichen Exoplaneten vergleichbar sind. Was jedoch besonders erstaunlich ist, ist die enorme Größe dieser Monden. Beide haben eine Masse, die mit der von Neptun vergleichbar ist – eine Größe, die die Erde bei weitem übertrifft. Diese Entdeckungen stellen viele unserer bisherigen Modelle der Mondentstehung infrage.

Im Falle der beiden Exomonde wird vermutet, dass sie in den frühen Tagen ihres Planetensystems eingefangen wurden, als die Planeten noch nicht stabil in ihren Bahnen waren. Eine solche Entstehung ist jedoch nicht ganz einfach zu erklären. Die derzeitigen Modelle zur Bildung von Monden beruhen auf der Idee, dass sich Monden aus den Trümmerschalen eines Planeten gebildet haben, ähnlich wie es bei den großen Monden im Sonnensystem der Fall ist. Diese Monden entstehen meist aus den gas- und staubreichen Ringen, die um junge Gasriesen wie Jupiter und Saturn existieren. Allerdings widersprechen die Monden von Kepler 1625b-i und Kepler 1708b-i dieser Theorie, da ihre Masse das erwartete Verhältnis von Planet und Mond deutlich überschreitet.

Ein anderer möglicher Ursprung für diese riesigen Exomonde könnte ihre Erfassung durch die Gravitation ihrer Mutterplaneten in den frühen Stadien des Systems sein. Diese Art der Erfassung von Himmelskörpern ist auch in unserem eigenen Sonnensystem bekannt. Zum Beispiel wird Triton, der größte Mond des Neptun, als ein gefangener Körper angesehen, der ursprünglich ein Pluto-ähnliches Objekt war. Auch Phoebe, der äußerste Mond des Saturn, gilt als ein eingefangener Komet. Die Schilderung solcher Phänomene zeigt, dass es durchaus möglich ist, dass die beiden Exomonde Kepler 1625b-i und Kepler 1708b-i auf ähnliche Weise eingefangen wurden, was die Existenz solcher Monden als durchaus plausible Erklärung erscheinen lässt.

Doch die Entstehung solcher Monden wirft auch neue Fragen auf. Die gängigen Modelle zur Mondentstehung, wie sie durch die Berechnungen von Robin Canup, einer Planetenwissenschaftlerin am Southwest Research Institute, aufgestellt wurden, suggerieren, dass das Gesamtgewicht aller Monde eines Planeten in einem Verhältnis von etwa 0,0001 zur Masse des Planeten selbst stehen sollte. Doch die Entdeckungen von Monden mit einer Masse, die diese Grenze deutlich überschreiten, werfen Zweifel auf. Hier müssen neue theoretische Modelle entwickelt werden, die auch diese riesigen Monden berücksichtigen.

Ein weiteres faszinierendes Detail bei den Exomonden ist ihre Größe. Manche der größten Exomonde könnten sogar als „doppelte Planeten“ betrachtet werden, da der gemeinsame Schwerpunkt des Systems – der Punkt, um den beide Himmelskörper kreisen – nicht innerhalb des Mutterplaneten liegt, sondern sich irgendwo im Raum zwischen Planet und Mond befindet. Dies lässt die Monden von Kepler 1625b-i und Kepler 1708b-i eher wie binäre Planeten als wie ein Planet-Mond-System erscheinen. Ein gutes Beispiel dafür aus unserem Sonnensystem ist Pluto und sein größter Mond Charon, der ebenfalls ein solches binäres System bildet.

Wichtig ist es auch zu verstehen, dass, obwohl diese Entdeckungen aufregend sind, die Monden von Kepler 1625b-i und Kepler 1708b-i noch nicht offiziell bestätigt sind. Der endgültige Beweis für ihre Existenz erfordert eine genaue Messung ihrer Masse, was mit einer Technik namens Transit Timing Variations (TTVs) durchgeführt werden könnte. Bei dieser Methode wird die Zeit gemessen, die ein Exoplanet benötigt, um vor seinem Stern zu transitiert. Wenn ein Mond vorhanden ist, wird er die Transitzeit des Planeten beeinflussen. Durch diese Messungen können Astronomen auch die Masse des Mondes berechnen und so bestätigen, ob es sich um einen echten Mond handelt oder nicht.

Die Entdeckungen und Theorien rund um Exomone sind also noch lange nicht abgeschlossen, aber sie eröffnen faszinierende Perspektiven für die Astronomie. Während die Entstehung von Monden rund um Gasriesen weiterhin mit vielen Fragen verbunden ist, zeigt sich, dass das Universum uns immer wieder mit Überraschungen konfrontiert.

Wie Wissenschaft und Science-Fiction sich gegenseitig inspirieren: Die Entdeckung der Exoplaneten und ihre Darstellung in der Literatur

Im Jahr 1928 erschien der erste Roman einer Reihe, die die Abenteuer von Dick Seaton und seinem Raumschiff, der gleichnamigen Skylark, beschreibt. In dieser Geschichte führt der Autor die Leser zu einer Vielzahl von Exoplaneten. Einige von ihnen ähneln der Erde, aber ein namenloser Planet sticht heraus, da er sich in einem kleinen, kompakten Cluster von siebzehn Sternen befindet und ein Ozean aus Kupfersulfat auf seiner Oberfläche liegt. Die Eigenschaften dieses Planeten sind, gelinde gesagt, rätselhaft: Der Luftdruck ist doppelt so hoch wie auf der Erde, doch die Schwerkraft beträgt nur zwei Fünftel der irdischen Schwerkraft. Wie ein kleiner Planet mit solch einer geringen Masse und folglich niedriger Schwerkraft eine so dichte Atmosphäre halten kann – ganz zu schweigen von einem Ozean aus reinem Kupfersulfat – ist ein Paradox. Genau solche Fragen werden in den kommenden Seiten behandelt.

Die Theorie der planetaren Entstehung durch stellare Begegnungen verlor zunehmend an Bedeutung, nicht zuletzt aufgrund astronomischer Beobachtungen, die viele junge Sterne umgeben von Gas- und Staubscheiben zeigten, in denen Planeten entstehen – ganz so, wie es die Nebularhypothese voraussagte. Das Problem des Drehimpulses besteht zwar weiterhin, doch gehen Wissenschaftler heute davon aus, dass Sterne ihren Drehimpuls abgeben, indem sie ihn auf die planetenbildenden Scheiben übertragen. Die verbleibenden unbeantworteten Fragen betreffen den tatsächlichen Prozess der Planetenbildung: Wie entstehen erdähnliche Planeten durch einen Prozess der unkontrollierten Akkretion? Und bilden sich Gasriesen von oben nach unten, indem sie direkt aus der Scheibe kondensieren, oder wachsen sie von unten nach oben, indem sie einen massiven, felsigen Kern bilden, bevor ihre Schwerkraft große Mengen Gas ansammelt?

Das Genre der Space Opera wurde zu einem Mechanismus für Science-Fiction-Autoren, um die anderen Welten der Milchstraße zu erforschen. Die Leser begaben sich auf Abenteuer mit ihren Helden, kämpften in Weltraumschlachten, erlebten den Aufstieg und Fall von Imperien, das Wachstum und die Evolution von Zivilisationen, trafen auf seltsame und wunderbare Außerirdische und – in den tiefergehenden Werken des Genres – setzten sich mit Kultur und Gesellschaft, Leben, Tod und Wiedergeburt auseinander, alles durch die Linse des Weltraumabenteuers. Auf diese Weise besuchten sie alle die seltsamen neuen Welten, die unsere Vorstellungskraft zu bieten hatte, und füllten die Lücken, die die Wissenschaft der damaligen Zeit und die begrenzte Leistung der Teleskope hinterlassen hatten. So wuchs Isaac Asimovs Foundation auf dem Planeten Trantor, Robert Heinleins Starship Troopers kämpften auf dem Planeten Klendathu gegen die Käfer, Paul Atreides stürzte ein Imperium von der Wüstenwelt Arrakis in Frank Herberts Dune, Ursula K. Le Guin stellte schwierige Fragen zu Geschlecht, Nationalismus und erstem Kontakt auf dem gefrorenen Planeten Gethen in The Left Hand of Darkness, und in Star Wars machte Luke Skywalker seine ersten Schritte in eine größere Welt, während er den Doppelsonnenuntergang auf Tatooine betrachtete. Exoplaneten waren der heilige Boden, auf dem unsere liebsten Charaktere zu Helden oder Schurken wurden, auf dem tiefgründige Fragen zur Natur der Menschheit gestellt wurden und auf dem die größten Epen des Genres stattfanden. Sie füllten die Lücken in unserem Wissen, zumindest bis die ersten echten Exoplaneten entdeckt wurden, und inspirierten junge Menschen, die von Wissenschaft fasziniert waren, eine Karriere in der Suche nach echten Exoplaneten einzuschlagen, die den Welten entsprechen, über die sie in Büchern lasen oder im Kino sahen. „Science-Fiction hat mich definitiv dazu inspiriert, in die Wissenschaft zu gehen – wir machen aus Science-Fiction Wirklichkeit“, sagt Knicole Colón vom Goddard Space Flight Center der NASA, die als stellvertretende Projektwissenschaftlerin für Exoplanetenwissenschaft am mächtigen JWST arbeitet. Sie fügt hinzu: „Und jetzt freue ich mich, dass wir auch Autoren und Drehbuchautoren inspirieren können, echte Wissenschaft zu nehmen und sie in Fiktion umzuwandeln.“

Während die Science-Fiction und die Wissenschaft der Exoplaneten sich gegenseitig befruchten, gibt es immer noch viele unbeantwortete Fragen zur Planetenbildung, die sowohl in der Wissenschaft als auch in der Literatur und den Medien immer wieder thematisiert werden. Und auch wenn viele dieser realen Exoplaneten zu fremdartig sind, um als Heimat in Betracht gezogen zu werden, könnte es doch einige geben, die das Potenzial besitzen, als „Heimat“ bezeichnet zu werden.

Ein Beispiel für diese Darstellung von Exoplaneten findet sich in einer Folge von Star Trek: The Next Generation. Die Crew beamt auf einen Planeten mit einer wunderschönen Landschaft aus riesigen Eichen, die von Hügeln wachsen, und weiten Graswiesen. Das Tageslicht erscheint golden und gesättigt, als ob das Licht des Planetensterns eine andere Farbe hätte als das unserer Sonne. Doch es täuscht uns nicht – dies ist kein fremder Planet. Es ist lediglich die kalifornische Landschaft, durch einen Kamera-Filter betrachtet. In der Tat sehen viele Planeten im Star Trek-Universum wie Kalifornien aus, was auf die Beschränkungen der Filmproduktion in Hollywood zurückzuführen ist. Manchmal wird ein bisschen mehr Aufwand betrieben, wie bei den Szenen im Wald von Endor in Return of the Jedi (1983), die in einem Redwood-Wald im Del Norte County in Kalifornien gedreht wurden. Dennoch waren es immer noch irdische Pflanzen, die den Wald bevölkerten. Wenn man also ein Fan von Star Trek oder Star Wars ist und das der einzige Bezugspunkt für Exoplaneten ist, könnte man leicht annehmen, dass andere Planeten einfach wie die Erde sind – mit Gras, Bäumen, Tieren und einer erträglichen Atmosphäre. In der Realität ist das Universum jedoch nicht verpflichtet, Planeten zu bauen, die für uns bequem sind. Die Erde befindet sich in einer perfekten Zone mit gemäßigten Temperaturen, ausreichend flüssigem Wasser auf der Oberfläche und einer sauerstoffreichen Atmosphäre. Wie wir im weiteren Verlauf dieses Kapitels und des gesamten Buches sehen werden, ist die Erde wie ein Nagel, der auf seiner Spitze balanciert – und es gibt zahlreiche Faktoren, die die Erde unbewohnbar machen könnten, wie es in der Vergangenheit schon geschehen ist und in der Zukunft wieder geschehen könnte.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass, obwohl Astronomen zum Zeitpunkt dieses Schreibens mehr als 5.787 Exoplaneten entdeckt haben, keiner von ihnen der Erde ähnelt. Keiner von ihnen gilt als bewohnbar, keiner hat flüssiges Wasser, das über seine Oberfläche fließt, und keiner hat Leben. Das bedeutet jedoch nicht, dass solche Welten nicht existieren könnten. Es bedeutet lediglich, dass wir sie noch nicht entdeckt haben.

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