Dass die Planetenbahnen so stabil sind, ist ungewöhnlich. Theoretiker sagen: Vor allem der Jupiter ist etwas ganz Besonderes.
Wie typisch ist unser Sonnensystem? Noch vor 15 Jahren musste man antworten: Keine Ahnung, wir kennen kein anderes. Inzwischen kennen wie über 300 Planeten anderer Sterne („Exoplaneten“, siehe Kasten), und der Eindruck verfestigt sich: Unter anderen Sonnen sind die Verhältnisse oft ganz anders.
Natürlich muss man bedenken, dass große Planeten viel leichter zu entdecken sind als kleinere. Aber es ist auffällig, wie häufig Riesenplaneten nicht wie unser Jupiter relativ „weit draußen“ ihre Bahn ziehen, sondern ihrem Stern ganz nahe sind: „Hot Jupiters“ nennt man sie. Sie können naturgemäß nicht wie unser Jupiter durch ihre große Anziehungskraft kleine Planeten, die weiter innen im System sind, wie eben unsere Erde, vor Attacken von außen schützen.
Oft sind die Bahnen von Exoplaneten auch ziemlich exzentrisch, „nicht nett und kreisförmig“, sagt Frederic A.Rasio, Astrophysiker an der Northwestern University, USA. Er hat mit zwei Kollegen die Entstehung von Planetensystemen in aufwendigen Computersimulationen nachgestellt (Science, 321, S.814) – mit einem Modell, das von einer protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub ausgeht, die sich um einen jungen Stern dreht, in der sich aber schon erste Protoplaneten (mit zirka einem Tausendstel der Masse der Erde) gebildet haben.
Die Frage war: Können sich gasförmige Riesenplaneten bilden, und was passiert mit ihnen? Offenbar kommt es sehr darauf an, wie massenreich die protoplanetare Scheibe ist. Wenn sie genug Masse hat, dann können zwar große Gasplaneten entstehen, aber sie werden bald gnadenlos in Richtung des zentralen Sterns geschleudert. Oft werden sie von diesem verschlungen, ansonsten bleiben sternnahe „Hot Jupiters“, die, wenn sie zu mehrt sind, einander in exzentrische Bahnen stoßen.
Wenn die Scheibe aber an Masse ärmer ist, dann bilden sich gar keine Gasriesen, sondern nur Planeten, die dem Uranus oder Neptun ähneln: Planeten mit einem festen Kern und viel kleiner als der Jupiter. Solche Planeten seien recht häufig, meinen die Astrophysiker. Ein Szenario, in dem sich ein Gasriese à la Jupiter bilden und in weiter Entfernung vom Stern halten kann, sei aber ein rarer Grenzfall, für den die Masse der Scheibe „gerade richtig“ sein müsse.
„Das Sonnensystem musste unter genau den richtigen Bedingungen geboren werden, um der ruhige Ort zu werden, den wir heute kennen“, sagt Rasio: „Es ist etwas ganz Spezielles. Die riesige Mehrheit der Planetensysteme anderer Sterne hatte diese speziellen Entstehungsbedingungen nicht und entwickelte sich ganz anders.“
Das Modell von Rasio und Kollegen ist gewiss nicht perfekt, etliche Vereinfachungen waren notwendig, um die Computerzeit nicht astronomisch werden zu lassen. Doch die Tendenz der Simulationen, kombiniert mit den vorliegenden Beobachtungsdaten, ist klar: Die Bedingungen mussten ziemlich genau so sein, wie sie sind, um die Entstehung eines stabilen, im richtigen Temperaturbereich seine Runden drehenden Planeten – und damit die Evolution von Leben – zu erlauben.
Daraus kann man zunächst schließen, dass die Wahrscheinlichkeit, dass „da draußen“ Leben ist, doch nicht so groß ist. Es gibt ja noch viele andere Bedingungen, die genau erfüllt sein müssen: So braucht es einerseits vorangegangene Supernova-Explosionen „in der Nähe“, um entstehende Sterne mit den (für Leben notwendigen) schwereren chemischen Elementen auszustatten; andererseits kann eine allzu nahe Supernova einigen Schaden anrichten.
Aber auch auf viel grundlegenderen Ebenen mussten Bedingungen genau erfüllt sein, um unsere Existenz zu ermöglichen. Wäre die starke Kernkraft z.B. nur ein bisschen stärker oder ein bisschen schwächer, dann hätten sich die meisten chemischen Elemente nicht bilden können. Für die Gravitation gelten ähnliche Abwägungen. Wir sind ziemlich unwahrscheinlich; zu erklären, warum es uns trotzdem gibt, sprengt den Rahmen der Physik. Es ist wie mit der Lotterie: Wer sie gewonnen hat, kann sich darüber freuen; er kann nicht vernünftig erklären, warum dieses unglaublich unwahrscheinliche Glück just ihm widerfahren ist.
PLANETEN ANDERER STERNE
■1990 wurde der erste Exoplanet (Planet außerhalb des Sonnensystems) entdeckt – allerdings umkreist er keinen „normalen“ Stern, sondern einen Neutronenstern. Der erste Planet eines sonnenähnlichen Sterns wurde 1995 entdeckt.
■307 Exoplaneten sind derzeit bekannt – in 249 Systemen, darunter 20 Systeme mit zwei, sieben mit drei, ein System mit vier und eines mit fünf bekannten Planeten.
■Erdähnliche Planeten sind viel schwerer zu entdecken als Gasriesen. Der bisher kleinste Exoplanet ist Gliese 581c: Er ist ca. fünfmal so schwer wie die Erde, umläuft seinen Stern aber in nur 13 Tagen.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 09.08.2008)