Sternstunden des Universums

wir nur an die drei anderen erdähnlichen Planeten unseres Sonnensystems. Welche klimatischen Bedingungen auf dem Merkur vorherrschen, kann man im Kapitel 2, »Ein Tag – so lang«, erfahren. Noch ungemütlicher dürfte es auf der Venus sein. Ein exzessiver Treibhauseffekt hat dort die Temperatur auf über 450 Grad Celsius ansteigen lassen, und Wolken aus Schwefelsäure hüllen den ganzen Planeten ein. Auf dem Mars, der rund eineinhalbmal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde, liegt die mittlere Temperatur bei minus 55 Grad Celsius. Dort hilft kein Treibhauseffekt, weil die Marsatmosphäre nur ein Hundertstel so dicht ist wie die der Erde. Und der lebenswichtige Sauerstoff findet sich auf keinem der drei Kandidaten in nennenswerten Mengen (Abb. 18).

    Abb. 18: Die Planeten Merkur, Venus, Mars. Merkur wurde im Oktober 2008 aus 27 600 Kilometer Entfernung von der Sonde »Messenger« fotografiert. Das Bild der Venus entstand durch eine Kombination von Radaraufnahmen der Planetenoberfläche auf dem Computer. Auf dem Mars sind neben geologischen Oberflächenstrukturen Wolken aus Wassereis und die Eiskappe am Nordpol zu erkennen. Die Darstellung entspricht nicht dem wahren Größenverhältnis.
    Alle genannten Planeten rotieren um eine Achse. Alle außer der Venus benötigen für eine Umdrehung weniger Zeit als für einen Umlauf um die Sonne. Folglich herrscht überall auf der Oberfläche der Himmelskörper abwechselnd Tag und Nacht, so dass auf eine Phase der Aufheizung wieder eine Phase der Auskühlung folgt. Aber es gibt auch Planeten, die für eine Umdrehung genauso lange brauchen wie für einen Umlauf um ihren Stern. Der Planet CoRoT-4b, der den etwa eine Milliarde Jahre alten Stern CoRoT-4 umkreist, ist einer dieser Kandidaten. Am 24. Juli 2008 wurde er von Wissenschaftlern der Universität Exeter mithilfe des französischen Weltraumteleskops COROT (COnvection, ROtation and planetary Transits) entdeckt. CoRoT-4b hat eine etwas geringere Masse als unser Jupiter, sein Durchmesser ist jedoch etwas größer. In etwas mehr als neun Tagen umkreist dieser Gasriese seinen rund 5900 Grad Celsius heißen Stern auf einer nahezu perfekten Kreisbahn im Abstand von nur 13,5 Millionen Kilometern. Die Erde ist mehr als elfmal so weit von der Sonne entfernt.
    Planeten, die für einen Umlauf um ihren Stern genauso viel Zeit benötigen wie für eine Eigenumdrehung, wenden ihrem Stern immer dieselbe Hemisphäre zu. Astronomen bezeichnen dieses Verhalten als »gebundene Rotation«. Was das bedeutet, ist unschwer zu erraten: Die dem Stern zugewandte Planetenhälfte wird stark aufgeheizt, während die andere, dem kalten Weltraum zugekehrte Seite auskühlt und in eine Kältestarre verfällt. Berechnungen haben ergeben, dass sich auf CoRoT-4b eine Gleichgewichtstemperatur von 900 Grad Celsius eingestellt hat. Der Temperaturunterschied zwischen »Vorder- und Rückseite« dürfte jedoch beträchtlich sein. Abgesehen davon, dass Leben auf einem Gasriesen keinen festen Boden unter den Füßen hat, sind auf dem Planeten lebensfreundliche Temperaturen vermutlich weder »vorne« noch »hinten« anzutreffen. In der Atmosphäre des Planeten könnten Winde für einen gewissen Temperaturausgleich zwischen den beiden Hemisphären sorgen. Nicht auszuschließen, dass sich dabei lokal auch Stürme entwickeln, die mit Geschwindigkeiten von einigen hundert Kilometern pro Stunde um den Gasball fegen und die insgesamt ungastlichen Verhältnisse noch verschärfen.
    Einem anderen Extrem begegnet man im 190 Lichtjahre entfernten Sternsystem HD 80606. Der Planet HD 80606b, der dort in 111 Tagen einen unserer Sonne ähnlichen, aber rund zwei Milliarden Jahre älteren Stern umläuft, ist etwa viermal so massereich wie unser Jupiter. Was den Planeten so interessant macht, ist seine Bahn. Sie ist außerordentlich elliptisch und zählt zu den exzentrischsten Planetenbahnen, die wir kennen (Abb. 19). Im Apastron, dem am weitesten vom Stern entfernten Bahnpunkt, beträgt der Abstand zum Stern 130 Millionen Kilometer, im Periastron, dem zum Stern nächsten Bahnpunkt, nur 5 Millionen Kilometer. In der Sprache der Astronomen entspricht das einer Bahnexzentrizität von 0,93. Wie kommt dieser Wert zustande? Nun, eine Ellipse besitzt zwei Brennpunkte, und in einem sitzt der Stern, den der Planet umläuft. Die Linie, die von der Mitte der Ellipse zu einem der beiden Ellipsenscheitel führt, bezeichnet man als »Große Halbachse« der Ellipse. Nennen wir sie a. Der