Die Supererde K2-18b ist wohl weder super, noch Erde.

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Derzeit hat es mal wieder ein astronomisches Thema in die Medien gebracht, und zwar die sogenannte „Supererde“ K2-18b. Das ist ein Planet, der gerade mal 124 Lichtjahre von der Erde entfernt ist und auf dem wohl Wasser entdeckt wurde. Doch die Entdeckung ist weniger eine astrobiologische Sensation als ein Hinweis auf eine grundlegende Problematik der Wissenschaft.

Erstmals Nachweis von Wasser

Im Internet wimmelt es nur so vor Schlagzeilen rund um den Planeten K2-18b:

„Lebensfreundliche Supererde? Exoplanet K2-18b könnte Ozean haben“

„Großer Exoplanet mit irdischen Bedingungen entdeckt“

„Auf der Supererde K2-18b: Forscher finden Voraussetzungen für Leben“

Das klingt ja auch wirklich beeindruckend, ein großer Exoplanet, auf dem Wasser nachgewiesen wurde. Doch daraus auf lebensfreundliche oder gar irdische Bedingungen zu schließen, wäre falsch. Man hat lediglich in der Atmosphäre des Planeten Wassermoleküle gefunden. Dies schaffte man, indem man das Licht des Sterns analysierte, welches die Atmosphäre des Planeten durchquerte.

Das Hubble-Weltraumteleskop konnte die Wellenlängen dieses Lichtes messen und daran die Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmen. Jeder Stoff absorbiert nämlich eine oder mehrere Wellenlängen und lässt andere passieren, wodurch jeder Stoff einen individuellen Fingerabdruck im Spektrum hinterlässt.

Doch ob das Wasser flüssig ist oder sich gar zu einem ganzen Ozean formt, das wissen wir noch nicht, denn das ist von Druck und Temperatur des Planeten abhängig und diese Parameter lassen sich mit aktueller Technologie noch gar nicht ermitteln. Jegliche Meldungen einer zweiten Erde können also gar nicht stimmen, denn selbst wenn K2-18b eine zweite Erde wäre, würden wir das gar nicht erkennen.

Was ist eine Supererde?

Vielleicht gibt es also flüssiges Wasser dort, vielleicht sogar einen ganzen Ozean. Vielleicht gibt es aber auch nur Wasserdampf in der Atmosphäre und es ist viel zu heiß für Ozeane. Supererde bedeutet hier nicht, dass der Planet super ist oder erdähnlich, es bezieht sich lediglich auf die Masse. Eine Supererde ist jeder Gesteinsplanet, der größer ist als die Erde. Sie kann auch heiß wie die Venus oder trocken wie der Mars sein.

Und selbst der Status als Supererde ist K2-18b nicht sicher, denn seine Masse liegt genau im Grenzbereich zwischen großen Gesteinsplaneten, also Supererden, und kleinen Gasplaneten, sogenannten Mini-Neptunen. Handelt es sich um eine Supererde, könnte K2-18b tatsächlich ein Ozeanplanet sein, der von einem riesigen hunderte Kilometer tiefen Ozean bedeckt ist.

Ähnelt der Planet jedoch eher dem Neptun, so herrscht in seiner Atmosphäre ein sehr großer Druck, der klassisches flüssiges Wasser nicht möglich macht. Viel mehr würde die Atmosphäre nach unten hin immer dichter, bis sie fast flüssig ist – das Wasser nimmt dann exotische Formen an, wo es keine klar definierte Wasseroberfläche mehr gibt.

Schlimmer als die Venus?

Sollte die Atmosphäre tatsächlich sehr dick sein, dann könnten die Temperaturen auf K2-18b heißer sein als auf jedem Planeten im Sonnensystem, sogar heißer als auf der Venus. Es könnte zwar in den hohen Schichten Regentropfen aus Wasser geben, doch diese würden auf dem Weg in dichtete Schichten wieder verdampfen. Das wäre für außerirdisches Leben eher uninteressant.

Hinzu kommt ein sehr ungemütliche Mutterstern von K2-18b. Es handelt sich um einen Roten Zwergstern. Diese Sterne sind stark konvektiv, Plasmaströme verteilen die Materie also durch den ganzen Stern. Dies ermöglicht den Roten Zwergen eine sehr hohe Lebensdauer, viel länger als das Universum bisher existiert. Doch es sorgt auch für extreme Strahlenausbrüche.

Keine irdischen Lebewesen könnten diese Strahlenbelastung verkraften, im schlimmsten Fall könnte K2-18b also eine sehr heiße, gasförmige und verstrahlte Hölle sein, lebensfeindlicher als jeder Planet des Sonnensystems. Doch handelt es sich um eine Supererde, könnten tiefe Ozeane die Strahlung auch abschirmen. Wir wissen es einfach nicht.

Häufigste Planetenklasse

Klar ist, dass K2-18b dieser enormen Aufmerksamkeit eigentlich nicht gerecht wird. Es gibt zahlreiche solcher Planeten, die lediglich Kandidaten für lebensfreundliche Bedingungen sind und es gibt nicht wenige, die zudem deutlich vielversprechender sind als K2-18b. Dass wir nun gerade hier das erste Mal Wasser fanden, ist vor allem ein technologischer Fortschritt, bedeutet wissenschaftlich aber nicht viel.

Die Atmosphären kleinerer Gesteinsplaneten können wir derzeit rein technologisch einfach noch nicht analysieren. Wenn in wenigen Monaten die nächste Generation an Superteleskopen in Form des James Webb Space Telescopes im Weltraum ist, dann werden solche Entdeckungen zur Routine werden.

Man vermutet sogar, dass Mini-Neptune die häufigste Planetenklasse im Universum sind und somit alles andere als ungewöhnlich. Ob es nun Spuren von Ammoniak oder eben von Wasserdampf in der Atmosphäre gibt, ist nicht so relevant, denn der Wasseranteil könnte auch bei nur 0,1% liegen – und eben in gasförmiger Form. Leben auf Gasplaneten ist zwar nicht auszuschließen, aber doch sehr spekulativ.

Beobachtungszeit am Weltraumteleskop

Wieso ist der Hype um K2-18b nun trotzdem so groß? Das liegt vor allem am schwierigen Bewerbungsprozess für hart umkämpfte Beobachtungszeit am Hubble-Weltraumteleskop. Die meisten Anträge werden abgelehnt und es ist jedes Mittel recht, die eigene Forschung zu rechtfertigen. Dieser harte Wettkampf führt dazu, dass die eigentliche Wissenschaft in den Hintergrund rückt.

Die Grenze zwischen Supererde und Mini-Neptun ist zum Beispiel vollkommen willkürlich gelegt, und zwar so, dass möglichst viele Planeten zumindest theoretisch als bewohnbar gelten. Über die eigentliche Natur der Planeten sagt das jedoch gar nichts aus, so wurde etwa auch ein Gesteinsplanet mit 17-facher Erdmasse entdeckt.

Mit künftigen Weltraumteleskopen könnte sich dieser Kampf noch verschärfen, denn es ist fraglich, ob man mit dem James Webb Space Telescope einen heißen Gasplaneten wie es ihn wohl milliardenfach gibt, beobachten wird – bei einer potentiellen Wasserwelt sieht das jedoch schon anders aus.

Dabei sind auch längst kleinere, spezialisierte Teleskope in Planung, etwa das europäische ARIEL, das genau für die Analyse der Atmosphären von Exoplaneten ausgelegt ist, es soll 12.028 HE starten.

Mögliche biologische Prozesse

Immerhin eine interessante Nachricht gibt es von K2-18b jedoch zu vermelden. In der Gashülle des Planeten wurden etwa deutlich weniger Methan und Ammoniak gefunden als zu erwarten war. Die Ursache dafür ist völlig unbekannt, aber irgendwas stört das Verhältnis der Stoffe in der Atmosphäre des Planeten.

Womöglich sind es physikalische Prozesse, welche Stoffe abbauen oder aber unsere Modelle sind einfach unvollständig. Ebenfalls denkbar wären aber auch biologische Prozesse. Bevor es jetzt aber morgen heißt „Stoffwechselprodukte von Aliens entdeckt“ sollten wir erstmal abwarten – bis man sich wieder durchringt, der Supererde/Mini-Neptun etwas Beobachtungszeit zu widmen. Wer weiß, vielleicht lohnt es sich ja.