Unter den vielen Milliarden von Sternen im Milchstraßensystem stehen uns keine näher als diejenigen des Dreifachsternsystems Alpha Centauri. Das macht es zu einer Art Sehnsuchtsort bei der Suche nach Leben auf Planeten jenseits der Erde. »Wenn es beim wortwörtlich nächsten Stern nicht nur einen, sondern sogar mehrere Planeten geben sollte, verrät uns das eine Menge darüber, wie häufig Planeten in der Galaxis sind«, sagt Louise Nielsen, Astronomin an der Universitätssternwarte München. Seine nach kosmischen Maßstäben geradezu lächerlich geringe Entfernung von etwa 4,3 Lichtjahren macht das Alpha-Centauri-System sogar zu einem potenziellen Reiseziel (siehe »Reise zum Alpha-Centauri-System«). »Zumindest ist es nicht völlig verrückt, anzunehmen, dass wir Alpha Centauri eines Tages mit Raumsonden untersuchen«, so Nielsen. Auf ein Fünftel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, bräuchte eine Raumsonde nur rund 20 Jahre, um das benachbarte Sternsystem zu erreichen.

Allerdings wird niemand diesen Aufwand betreiben, nur um zwei sonnenähnliche Sterne und einen Roten Zwerg aus der Nähe zu begutachten. Ein paar Exoplaneten müssten schon drin sein. Doch obwohl seit Jahren Jagd auf Exoplaneten bei Alpha Centauri gemacht wird, erweist sich die Suche gerade dort als erstaunlich herausfordernd. Auffällig ist vor allem die Fluktuation bei der als entdeckt geltenden Anzahl an Exoplaneten. Erst im August 2025 ist dem System wieder eine Supererde abhandengekommen. Wenigstens war schnell für Ersatz gesorgt: Nur wenig später gaben Forscherteams bekannt, Hinweise auf einen jupiterähnlichen Gasriesen im Alpha-Centauri-System gefunden zu haben.

Warum ist es also ausgerechnet bei den uns nächsten Sternen so schwierig, herauszufinden, ob und wenn ja, was für Exoplaneten es dort gibt?

Eine Antwort darauf könnte lauten, dass die Sterne von der Erde aus einfach nicht günstig stehen – zumindest nicht, um die bislang ertragreichste Methode für die Suche nach Exoplaneten anzuwenden. Mehr als 70 Prozent aller bislang gefundenen Exemplare wurden mithilfe der Transitmethode aufgespürt. Dabei handelt es sich um eine indirekte Beobachtungsmethode: Zieht ein Exoplanet vor seinem Stern vorbei, verdunkelt er diesen geringfügig aus Sicht des Beobachters – die winzigen, aber periodischen Helligkeitseinbrüche können gemessen werden und verraten seine Präsenz. Obwohl damit keine direkte Beobachtung möglich ist, verrät die Transitmethode eine Menge über den jeweiligen Exoplaneten: So lässt sich seine Umlaufbahn nachvollziehen, auf deren Neigung gegenüber unserer Sichtebene schließen sowie die Größe des Exoplaneten abschätzen.

Doch um einen Transit in einem weit entfernten Sternsystem überhaupt beobachten zu können, müssen die Umlaufbahnen erst einmal so orientiert sein, dass die Exoplaneten von uns aus gesehen vor ihrem Stern vorüberziehen. Das aber ist Schätzungen zufolge bei weniger als einem Prozent aller Sterne in der Galaxis der Fall – jene von Alpha Centauri gehören nicht dazu. Daher eignet sich die Transitmethode vor allem für Himmelsdurchmusterungen wie beispielsweise die ESA-Mission PLATO. Mit dem Weltraumteleskop soll ab Ende 2026 nach einer zweiten Erde Ausschau gehalten werden. Dabei sollen mehr als 200 000 Sterne beobachtet und potenziell habitable Planeten identifiziert werden.

Doch nur ein Störsignal

Neben der Transitmethode nutzen Astronomen die Radialgeschwindigkeitsmethode zum Aufspüren von Exoplaneten. Historisch wurde der erste Exoplanet, 51 Pegasi b, damit im Jahr 1995 entdeckt. Bei diesem, im Englischen auch als Doppler-Wobble bekannten Verfahren, handelt es sich ebenfalls um eine indirekte Beobachtung, bei der Spektrografen das Licht eines Sterns in seine einzelnen Wellenlängen zerlegen. Ein Planet übt durch seine Masse eine Gravitationskraft auf seinen Stern aus und versetzt ihn im Verlauf eines Umlaufs in ein leichtes Hin- und Herpendeln. Diese Eigenbewegung zeigt sich wiederum in minimalen, periodischen Verschiebungen der Spektrallinien des Sterns – mal ins Rote, wenn er sich von uns wegbewegt, mal ins Blaue, wenn er sich auf uns zubewegt. Zeigt der Stern dieses charakteristische Muster an periodischen Verschiebungen, lässt das auf einen ihn umkreisenden Begleiter schließen. Physikalisch handelt es sich dabei um den aus dem Alltag bekannten Dopplereffekt, bei dem sich etwa die Tonhöhe des Motorgeräuschs eines vorbeifahrenden Autos verändert. Er tritt gleichermaßen bei Schall- oder Lichtquellen auf, deren Bewegung relativ zum Beobachter eine messbare Frequenzverschiebung verursacht. Die Methode verrät zwar nichts über die Größe eines Exoplaneten und erlaubt nur eine Abschätzung einer Untergrenze für seine Masse, dafür sind die Astronomen aber nicht auf den geometrischen Zufall eines Transits angewiesen.

Doch wie der Fall des Ex-Exoplaneten Alpha Centauri Bb zeigte, sind die Sterne des Alpha-Centauri-Systems auch hier erstaunlich herausfordernd. Bei seiner Entdeckung im Jahr 2012 hatte er noch für große Aufmerksamkeit gesorgt; galt er doch als der erste Exoplanet, den man im Nachbarsystem aufgespürt hatte. Alpha Centauri Bb sollte einen der beiden sonnenähnlichen Sterne umkreisen, Alpha Centauri B nämlich. Dieser ist etwas kleiner als der Hauptstern Alpha Centauri A und leuchtet eher orange. Zwar war der frisch entdeckte Exoplanet mit einer Umlaufzeit von nur 3,2 Tagen um seinen Stern über sämtliche Vorwürfe der Erdähnlichkeit erhaben. Immerhin aber sollte er in etwa so groß wie unser Heimatplanet sein – also doch eine Art zweite Erde, und das quasi direkt nebenan.

Über vier Jahre lang nahmen Forschungsteams Hunderte Spektren von Alpha Centauri B auf und beseitigten mithilfe von statistischen Filtern sämtliche Störsignale. Keine triviale Aufgabe in einem Doppelsternsystem: Dort wird das vermeintlich planetenbedingte »Pendeln« des Sterns von der viel stärkeren Gravitationswirkung des Hauptsterns überlagert – es gelang dennoch. Übrig blieb ein winziges periodisches Signal, das die Wissenschaftler als Geschwindigkeitsschwankung von nur rund einem halben Meter pro Sekunde deuteten. Verantwortlich sollte der angeblich erdähnliche Exoplanet um Alpha Centauri B sein. Nur wenige Jahre später folgte allerdings die Ernüchterung: Ein Forschungsteam konnte zeigen, dass das angebliche Signal nicht echt war, sondern ein statistisches Artefakt der verwendeten Filter. Der Exoplanet Alpha Centauri Bb hat nie existiert. Die Enttäuschung währte aber nicht lange, denn bloß einige Jahre darauf sollte ausgerechnet der unscheinbare Dritte im Alpha-Centauri-System für mehr als vielversprechenden Ersatz sorgen: der Rote Zwerg mit der Bezeichnung Alpha Centauri C oder Proxima Centauri.

Der Dritte im Bunde

Alpha Centauri A und B erscheinen zusammengenommen als dritthellster Stern für das bloße Auge am Nachthimmel. Dagegen ist Alpha Centauri C mit nur 0,12 Sonnenmassen und gerade einmal 0,15 Prozent der Leuchtkraft der Sonne so unauffällig, dass er erst im Jahr 1915 entdeckt wurde. Es ist ein Roter Zwerg, der für eine Runde um seine beiden sonnenähnlichen Partner rund 550 000 Jahre benötigt. Die Umlaufzeit ist jedoch schwer zu bestimmen, da der Rote Zwergstern eine stark exzentrische Bahn beschreibt und erst über einen vergleichsweise geringen Teil von dieser beobachtet wurde; typische Angaben variieren zwischen 500 000 und 600 000 Jahren. Es überrascht daher nicht, dass Astronomen erst im Jahr 2017 endgültig nachweisen konnten, dass der Zwerg tatsächlich gravitativ an das Doppelsternsystem Alpha Centauri A und B gebunden ist und mit diesem ein hierarchisches Dreifachsystem bildet. Diese umkreisen sich einmal in ungefähr 80 Jahren.

Immerhin kommt Alpha Centauri C die Ehre zugute, dass er mit einer Entfernung von rund 4,25 Lichtjahren der Erde momentan noch ein wenig näher ist als Alpha Centauri A und B. Daher trägt er auch den Namen »Proxima Centauri« – »Proxima« stammt aus dem Lateinischen und bedeutet »die Nächstgelegene«.

Und noch etwas zeichnet ihn aus: ein Exoplanet namens »Proxima Centauri b«, kurz Proxima b. Er umkreist den Roten Zwerg innerhalb von dessen habitabler Zone, also in jenem Abstandsbereich, in dem es bei Vorhandensein einer Atmosphäre prinzipiell flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche geben könnte (siehe »Umlaufbahn von Proxima b im Vergleich mit unserem Sonnensystem«). Aufgrund der geringen Strahlungsleistung des Roten Zwergs liegt diese so nahe am Stern, dass der Planet lediglich rund elf Tage für einen Umlauf benötigt. Mit etwas über einer Erdmasse handelt es sich aller Wahrscheinlichkeit nach um einen Gesteinsplaneten.

Im Jahr 2016 wurde seine Entdeckung verkündet; einige Jahre später konnten weitere Beobachtungen bestätigen: Dieser Exoplanet ist echt. Und als wäre das noch nicht genug, fanden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Hinweise auf zwei weitere Planeten um den Roten Zwergstern: Proxima c, eine Supererde mit einer Umlaufdauer von mehr als fünf Jahren, sowie Proxima d, einen Gesteinsbrocken mit einem Viertel der Erdmasse, der seinen Heimatstern sogar in nur rund fünf Tagen umrundet.

Doch es wäre verfrüht, an dieser Stelle das glückliche Ende der Exoplaneten-Jagd im Alpha-Centauri-System zu verkünden, denn auch Proxima Centauri ist erst kürzlich ein Exoplanet abhandengekommen – darauf deuten aktuelle Beobachtungsergebnisse eines Forschungsteams zumindest hin. In mehr als 159 Nächten nahm die Gruppe insgesamt 420 hoch aufgelöste Spektralaufnahmen von Proxima Centauri auf. Dafür nutzten sie den neuen NIRPS-Spektrografen am 3,6-Meter-Teleskop des La-Silla-Observatoriums der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile. NIRPS steht im Englischen für »Near Infra Red Planet Searcher«. Er ist speziell dafür gebaut, im Infraroten nach Exoplaneten um Rote Zwerge zu suchen. »Wir haben Proxima Centauri schon sehr früh beobachtet, als wir das Instrument noch getestet haben«, erzählt Louise Nielsen, die Teil des internationalen Teams ist.

Proxima Centauri wird zwar nicht von einem Begleitstern gestört, wie es bei Alpha Centauri B und A der Fall ist, bringt dafür aber seine ganz eigenen Schwierigkeiten mit. Als Roter Zwerg ist er so kühl, dass er den größten Teil seines Lichts nicht im optischen, sondern im infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums abgibt. Das erschwert die Suche nach Exoplaneten, denn bislang waren die dafür gebauten Spektrografen vor allem auf den visuellen Bereich ausgelegt. Sie fangen nur sehr wenige Photonen der leuchtschwachen Roten Zwerge auf. So ist es wesentlich schwieriger, aus dem resultierenden, deutlich schwächeren Spektrum die Signale von potenziellen Exoplaneten herauszufischen. NIRPS liefert dagegen eine wesentlich bessere Signalstärke, da dessen Spektrograf schlicht mehr Photonen von Proxima Centauri auswerten kann.

»Alle entdeckten Exoplaneten gelten zunächst als Kandidaten, bis sie nochmals beobachtet werden – im besten Fall mit einer unabhängigen Beobachtungsmethode«Louise Nielsen, Astronomin

Louise Nielsen und ihr Team fanden in ihren Beobachtungsdaten zwei Exoplaneten wieder: Proxima b, den vielversprechenden Kandidaten in der habitablen Zone, sowie den Winzling Proxima d. Von der potenziellen Supererde Proxima c hingegen fehlte jede Spur. »Ich bin darüber nicht überrascht«, sagt Louise Nielsen. Alle »entdeckten« Exoplaneten würden zunächst als Kandidaten gelten, bis sie nochmals beobachtet würden – im besten Fall mit einer unabhängigen Beobachtungsmethode oder zumindest mit einem anderen Instrument, so wie es in dieser Beobachtungskampagne der Fall war. Somit gilt auch für Proxima Centauri: Ein bisschen Schwund ist immer.

Webb nimmt die Direttissima

Einige Astronominnen und Astronomen werden auch künftig rege wissenschaftliche Debatten darüber führen, wie lebensfreundlich der Nachbarplanet Proxima b überhaupt sein kann, denn Rote Zwerge werden mitunter sehr ungemütlich. Oft produzieren sie extreme Strahlungsausbrüche mit intensiver Röntgen- und UV-Strahlung oder schleudern in koronalen Massenauswürfen gewaltige Mengen an Materie ins All – deutlich häufiger, als wir es von unserem Zentralgestirn gewohnt sind. All dies kann die Atmosphären von Planeten zerstören oder gar gänzlich wegblasen.

Das Sternduo Alpha Centauri A und B dagegen hatten einige in puncto Exoplaneten noch nicht abgeschrieben. Dieses Mal war der bislang unbescholtene Stern Alpha Centauri A an der Reihe. Aber anstatt sich auf die aufwendige Transit- oder Radialgeschwindigkeitsmethode zu verlassen, entschied man sich für die Direttissima: die direkte Beobachtung eines potenziellen Exoplaneten mit dem Weltraumteleskop James Webb (JWST) – ohne Umweg über das Zentralgestirn.

Das funktioniert normalerweise nur für sehr junge Exoplaneten. Diese besitzen noch Restwärme aus ihrer Entstehungsphase und sind daher im Infrarotbereich oft sehr gut sichtbar. Das Alpha-Centauri-System zählt mit seinem fortgeschrittenen Alter von rund sechs Milliarden Jahren allerdings nicht dazu. Weil es der Erde jedoch vergleichsweise nahesteht, könnte das JWST selbst die schwache Infrarotstrahlung eines möglichen Planeten empfangen und ihn räumlich von seinem Zentralgestirn getrennt auflösen, so die Hoffnung der Forscher. »Die Idee an sich ist fabelhaft«, sagt Charles Beichman, Astronom am Jet Propulsion Laboratory der NASA. »Aber sie ist komplett verrückt, wenn man sie in die Tat umsetzen möchte.«

Bereits einige Jahre zuvor hatte man mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO Anzeichen eines Exoplaneten um Alpha Centauri A gefunden. Mit der MIRI-Kamera des JWST begab sich ein Team um Charles Beichman und Aniket Sanghi vom California Institute of Technology auf die Spurensuche nach jenem Exoplaneten (siehe »Alpha Centauri im Blick des JWST«). Diese ist speziell für den mittleren Infrarotbereich ausgelegt; die Bezeichnung MIRI steht im Englischen für »Mid Infrared Instrument«.

Doch das Team stieß bei Alpha Centauri A auf ein ungewöhnliches Problem. Eines, das Astronomen sonst selten plagt: Wir sind zu nahe dran; der Stern ist zu hell. MIRI verfügt zwar über einen Koronografen, der das Licht des Sterns abdecken und so seine unmittelbare Umgebung sichtbar machen kann. »Diese Instrumente wurden jedoch entwickelt, um sehr leuchtschwache Himmelskörper zu beobachten – und nicht den dritthellsten Stern am Himmel«, sagt Beichman.

Damit das JWST überhaupt auf Alpha Centauri A ausgerichtet werden konnte, waren hochpräzise Angaben seiner Position im Weltraum nötig. Die aber ändert sich deutlich von Minute zu Minute: Bei einer Entfernung von nur rund 4,3 Lichtjahren ist die Eigenbewegung von Alpha Centauri A groß genug, um den Stern aus dem Sichtfeld des JWST verschwinden zu lassen. Das klingt eigentlich nach einem Fall für Himmelsdurchmusterungen wie die europäische Gaia-Mission, die hochpräzise Angaben zu Position und Geschwindigkeit von Hunderttausenden Sternen geliefert hat – allerdings nicht für Alpha Centauri A. Auch für Gaia war der Stern zu hell und hätte das empfindliche Weltraumteleskop sofort überbelichtet.

Stattdessen konnte das Radioteleskop ALMA die erforderlichen Positionsdaten liefern. Im Radiobereich erscheint das Alpha-Centauri-System deutlich lichtschwächer, was eine wesentlich präzisere Vermessung ermöglicht. Unter normalen Umständen würden die Positionsdaten direkt an das Teleskop im All gesendet, das sich dann automatisch auf den Stern ausrichten und die Beobachtung aufnehmen würde. Für Alpha Centauri A und das JWST war das nicht möglich. Stattdessen nahmen die Wissenschaftler einen Umweg und richteten das Teleskop zunächst auf einen wesentlich leuchtschwächeren Stern im Hintergrund aus. Von dort tasteten sie sich schrittweise voran: »Dann geht es 60 Bogensekunden nach Norden und 3 Bogensekunden nach Süden und dann landen wir hoffentlich mit dem Koronagrafen genau auf Alpha Centauri A«, sagt Beichman.

»Webbs Instrumente wurden entwickelt, um sehr leuchtschwache Himmelskörper zu beobachten – und nicht den dritthellsten Stern am Himmel«Charles Beichman, Astronom

Die Ausbeute der JWST-Beobachtungen haben Beichmann, Sanghi und ihr Team in zwei Studien veröffentlicht. Auf einer Aufnahme vom August 2024 zeigt sich ein heller, runder Fleck neben dem vom Koronografen verdeckten Stern Alpha Centauri A. Ob es ein Exoplanet sein könnte? »Laut unserer Analyse können wir ausschließen, dass es sich dabei um einen Hintergrundstern oder um eine Galaxie handelt, die zufällig in der Nähe war«, sagt Aniket Sanghi. Falls es sich um dasselbe Objekt handelt, das ein Team der ESO bereits einige Jahre zuvor mit dem VLT beobachtet hatte, und falls es ein Exoplanet ist, dann deutet vieles auf einen jupiterähnlichen Gasriesen hin. Dieser bewegt sich demnach auf einer stark elliptischen Umlaufbahn um Alpha Centauri A – Letztere ist gerade so stabil, dass der Planet von Alpha Centauri B nicht aus dem System geschleudert wird.

Allerdings zeigt sich auch Alpha Centauri A weiterhin widerspenstig. Bei erneuten Beobachtungen mit dem JWST im Februar und im April 2025 fehlte von dem mutmaßlichen Gasriesen jede Spur. »Es könnte sein, dass sich der Planet auf seiner Umlaufbahn inzwischen zu nahe beim Stern befindet, als dass wir ihn derzeit beobachten könnten«, sagt Sanghi. Nach seiner Analyse dürfte die Umlaufdauer von Alpha Centauri Ab bei etwa zwei Jahren liegen. »Deshalb würden wir erwarten, dass das Objekt im August 2026 wieder da ist, wo wir es ursprünglich beobachtet haben.«

Alpha Centauri bleibt spannend

Damit bleibt den Planetenjägerinnen und -jägern in unserem Nachbarsystem vorerst wenig anderes übrig als abzuwarten. Sanghi und Beichman hoffen daher auf erneute Beobachtungszeit am JWST für den August 2026. Dann könnten sie herausfinden, ob der Exoplanet um Alpha Centauri Ab tatsächlich existiert.

Warten müssen auch diejenigen, die herausfinden wollen, ob der potenziell lebensfreundliche Exoplanet Proxima Centauri b eine Atmosphäre besitzt. Mit dem Extremely Large Telescope (ELT) der ESO könnte diese Frage beantwortet werden: Es ist in der Lage, den Exoplaneten nicht nur direkt abzubilden, sondern auch sein Spektrum aufzunehmen – und wird so vielleicht endgültig klären, ob Rote Zwerge die Atmosphären ihrer nahen Exoplaneten zerstören oder nicht. Auch Alpha Centauri A und B könnten mit dem ELT nach weiteren Exoplaneten abgesucht werden. Bis dahin braucht es allerdings noch ein wenig Geduld: Das Riesenteleskop befindet sich derzeit noch im Bau; die ersten wissenschaftlichen Beobachtungen sind nicht vor Ende 2030 geplant.

So bleiben die drei Sterne des Alpha-Centauri-Systems mit ihren immerhin zwei bestätigten Exoplaneten vorerst widerspenstige Nachbarn – und zugleich ein Sehnsuchtsort.