"Die Entdeckung kann jeden Tag stattfinden", sagt Astronom Günther Wuchterl. Irgendwann wird einer von uns auf einen Bildschirm blicken und dabei ein Diagramm sehen, dass ein klein wenig anders aussieht als erwartet. Er oder sie wird die Daten überprüfen, einmal, zweimal, vielleicht auch noch ein drittes Mal. Kolleginnen und Kollegen werden zur Hilfe gerufen. Auch sie werden prüfen – solange, bis sich alle sicher sind. Erst dann werden die Ergebnisse veröffentlicht, und begeisterte Astronomen können auf Pressekonferenzen verkünden, dass sie gerade den ersten extrasolaren Mond entdeckt haben.

Wuchterl ist an der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg damit beschäftigt, die Beobachtungen des Weltraumteleskops CoRoT auszuwerten, das nach extrasolaren Planeten sucht – Planeten, die nicht unsere Sonne umkreisen, sondern andere Sterne. Der erste dieser Planeten wurde 1995 entdeckt, heute kennen die Wissenschaftler schon mehr als 700. CoRoT hat der Liste bis jetzt 15 neue Planeten hinzugefügt. Wenn alle Daten ausgewertet sind und die Suche 2013 zu Ende geht, werden es viel mehr sein. Einen extrasolaren Mond dagegen hat bis heute aber noch niemand entdeckt. Dabei wäre das womöglich deutlich spannender als der Fund des nächsten Exoplaneten. Denn schließlich ist die Suche nach extraterrestrischen Himmelskörpern immer auch ein wenig die Suche nach extraterrestrischem Leben – oder zumindest einem Ort, an dem es sich möglicherweise entwickelt haben könnte.

Einen solchen Ort – eine "zweiten Erde", die genau im richtigen, lebensfreundlichen Abstand zu seinem Stern kreist – glauben Astronomen schon in naher Zukunft entdeckt zu haben. Allerdings: Wenn dieser Planet dann keinen großen Mond habe, sei es unwahrscheinlich, dass man dort tatsächlich höheres Leben fände, meint der französische Astronom Jacques Laskar. Er hat berechnet, was mit einer mondlosen Erde passieren würde.

Leben mit dem Mond

Blick von einem Exomond
© NASA, JPL / Caltech
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Der Mond beeinflusst mit seiner Schwerkraft nicht nur die Gezeiten der Weltmeere, er sorgt auch dafür, dass die Erdachse nicht wild hin und her schwankt. Die Achse, um die sich die Erde einmal täglich dreht, ist um 23,5 Grad aus der Senkrechten geneigt. Darum fallen die Sonnenstrahlen zu unterschiedlichen Zeiten im Jahr in verschieden großen Winkeln auf die Erdoberfläche. So entstehen die Jahreszeiten. Ändert sich die Neigung der Erdachse, dann ändert sich auch der Ablauf der Jahreszeiten. Ein stabiles Klima gibt es auf der Erde nur, weil die Achse immer gleich stark geneigt ist. Dafür sorgt unser großer Mond, der die Achse mit seiner Gravitationskraft gleichsam festhält. Ohne ihn, so zeigen die Simulationen von Laskar, ändert sich die Neigung der Achse ständig und ein stabiles Klima wäre nicht möglich. Ob sich unter solch unsteten Bedingungen je höheres Leben gebildet hätte, ist zweifelhaft. Laskar ist daher der Meinung, dass man nicht nur einen erdähnlichen Planeten finden muss, sondern einen, der auch einen großen Mond besitzt.

Die bekannten Monde unseres eigenen Sonnensystems sind erstaunlich vielfältig: Mars wird von zwei winzigen Felsbrocken begleitet, Phobos und Deimos, die nur ein paar Dutzend Kilometer groß und vermutlich ehemalige Asteroiden sind, die der Planet vor langer Zeit eingefangen hat. Unser irdischer Mond dagegen ist mit einem Durchmesser von fast 3500 Kilometern enorm groß. Jeweils mehr als 60 Monde von erstaunlicher Vielfalt umkreisen die Gasriesen Jupiter und Saturn. Titan, der größte Saturnmond, hat einen Durchmesser von mehr als 5000 Kilometer und eine eigene Atmosphäre. Unter seiner Eiskruste könnte sich ein Ozean aus flüssigem Wasser befinden, ebenso wie beim Jupitermond Europa.

… oder Leben auf dem Mond?

Jupiter und Saturn sind zu weit von der Sonne entfernt, um auf ihren Monden erdähnliche Bedingungen zu bieten – Leben, wie wir es auf der Erde kennen, kann sich auf ihren Begleitern also nicht entwickelt haben. Viele der bisher entdeckten extrasolaren Planeten aber ähneln unseren beiden Gasriesen auffällig, umkreisen ihren Stern jedoch in geringerem Abstand als Jupiter oder Saturn. Falls diese extrasolaren Planeten auch Monde hätten, dann könnte es dort warm genug für Leben sein. Das ist zwar reine Spekulation – aber alles andere als abwegig, meinen die zuversichtlichen Astronomen. Schließlich sei unser Sonnensystem kein besonders spezieller Ort – wenn es hier Monde gibt, dann muss es sie auch anderswo geben.

Idealisierte Lichtkurve eines Exomond-Transits
© Spektrum der Wissenschaft
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Man muss sie nur auch finden – und könnte dies mittlerweile sogar, dank den Fortschritten der Technik. Dabei führt die Spur zu den Exomonden über Umwege: Weil sie zu klein und zu weit entfernt sind und vom helle Licht der Sterne überstrahlt werden, können sie nicht direkt beobachtet werden. Glücklicherweise kennen die Astronomen andere Methoden. Das Weltraumteleskop CoRoT beispielsweise beobachtet die Helligkeit der Sterne. Umkreist ein Planet den Stern, dann kann es vorkommen, dass er von der Erde aus gesehen genau vor dem Stern vorüberzieht. Dann blockiert er ein klein wenig Licht. Aus der Sicht eines außerirdischen Astronomen, der die Sonne beobachten, würde ihr Licht um ein Prozent schwächer werden, sobald Jupiter, der größte Planet in unserem Sonnensystem, vor ihr vorüberzieht.

Irdische Astronomen messen heute schon viel schwächere Helligkeitsschwankungen und haben so schon fast 200 Planeten entdeckt, von denen einige nur wenig größer sind als unsere Erde. Auch der erste extrasolare Mond könnte ihnen auf diese Weise ins Netz gehen: Ein Planet der von einem Mond begleitet wird, verursacht einen Helligkeitsabfall, der sich von dem eines Planeten ohne Mond unterscheidet. Und auch die Bahn eines Planeten wird durch die Anwesenheit eines Mondes beeinflusst. Ein einzelner Planet sollte völlig regelmäßig am Stern vorbeiziehen, der Helligkeitsabfall muss sich nach immer gleichen Zeiträumen wiederholen. Hat er aber einen Mond, dann wird der Planet mal ein wenig früher erscheinen und mal ein wenig später – die Schwankungen verraten den kleineren Begleiter.

Von Corot zu Kepler

Die Analyse solch geringer Effekte in den Beobachtungsdaten stößt jedoch zur Zeit an ihre Grenzen. Theoretisch wäre es unter optimalen Bedingungen heute schon möglich, extrasolare Monde zu finden, vorausgesetzt, sie sind groß genug. Optimale Bedingungen herrschen aber selten. Das Weltraumteleskop CoRoT wird daher aller Wahrscheinlichkeit nach erfolglos bleiben. Bessere Chancen hat das NASA-Teleskop "Kepler". Es kann Helligkeitsschwankungen wahrnehmen, die CoRoT entgehen und wäre theoretisch in der Lage einen extrasolaren Mond zu entdecken, der so groß wie der Begleiter der Erde ist.

Wir verdanken die Existenz unseres Mondes einem kosmischen Zufall. Er entstand vor 4,5 Milliarden Jahren bei einer großen Kollision. Die noch junge und unfertige Erde stieß mit einem anderem unfertigen Planeten zusammen. Er war so groß wie der Mars und wurde bei der Kollision vollständig zerstört, doch aus seinen Überresten bildete sich unser heutiger Mond. Vielleicht haben solche Kollisionen auch in anderen Sonnensystemen stattgefunden und dort erdähnliche Planeten mit ausreichend großen Monden ausgestattet. Vielleicht sind die Erde und ihr Mond aber auch ein Sonderfall – das werden wir erst wissen, wenn Astronomen wie Wuchterl und seine Kollegen ihre Pressekonferenz gegeben haben. Es kann jederzeit so weit sein.