Planetenforschung: Von der Erde zu fernen Welten

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Wie vielfältig sind die Planeten ferner Sternensysteme? Und inwiefern können geologische und physikalische Prozesse auf der Erde und anderen Planeten unseres Sonnensystems zu einem besseren Verständnis dieser Exoplaneten beitragen?

Um solchen Fragen auf den Grund zu gehen, bringen Forschende aus Astrophysik und Geowissenschaften nun im neuen Münchner Zentrum für Geoastronomie ihre Expertise zusammen. „Unser Ziel ist es, das Wissen aus der Astrophysik und den Geowissenschaften zu vereinen, um ein tieferes Verständnis der Planeten in unserem Sonnensystem und darüber hinaus zu erlangen“, sagt Kevin Heng, Professor für Theoretische Astrophysik extrasolarer Planeten, der das Zentrum gemeinsam mit Yan Lavallée, Professor für Magmatische Petrologie und Vulkanologie, leitet. „Es ist mittlerweile ganz klar, dass die Physik allein uns kein tieferes Verständnis von Exoplaneten ermöglichen wird. Um voranzukommen, müssen Erkenntnisse aus den Geowissenschaften in unser Denken einbezogen werden.“

Theoretische Modelle und Laborexperimente ergänzen sich

Die Erde und unser Sonnensystem sind dabei wichtige Vergleichspunkte: Welche Prozesse, die wir von hier kennen, prägen auch ferne Welten – und wie vielfältig können Planeten darüber hinaus sein? Ein Beispiel, bei dem sich die Forschung von Heng und Lavallée ergänzt, ist etwa die Auswirkung vulkanischer Aktivität auf Exoplaneten. Heng untersucht als theoretischer Astrophysiker die Atmosphären von Exoplaneten und interpretiert Beobachtungen mithilfe von Modellen. Lavallée bringt als Geowissenschaftler seine Expertise zu Magmen und vulkanischen Gasen ein und kann entsprechende Vorgänge im Labor experimentell untersuchen. „Ein Ansatz, der sich nur auf Theorie und Computer stützt, ist eindeutig nicht ausreichend. Er muss durch Laborexperimente überprüft und verifiziert werden“, sagt Heng. Umgekehrt können Beobachtungen ferner Planeten neue Fragen an die Geowissenschaften stellen.

Das neue Zentrum will einen dauerhaften wissenschaftlichen Austausch zwischen den beiden Disziplinen schaffen. Dazu gehören etwa gemeinsame Seminare und eine neue Spezialisierung im Bereich Exoplaneten im Masterstudiengang Astrophysik sowie die jährlich stattfindende Summer School „Exoplanets by the Lake“ in Herrsching. Mit dem neuen Geoastronomy-Fellowship-Programm sind zudem zwei langfristige Postdoc-Stellen entstanden, an denen junge Forschende eigene Forschungsschwerpunkte entwickeln.

Offiziell eröffnet wird das Zentrum am 5. und 6. Oktober mit der zweitägigen Veranstaltung „When Worlds Collide“. Auf dem Programm stehen öffentliche Vorträge internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Beiträge aus Geowissenschaften, Planetenwissenschaften und Astrophysik.

Programm der offiziellen Eröffnung