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Auf der Suche nach einer anderen Erde
Ein internationales Astronomenteam hat einen Exoplaneten – einen außerhalb unseres Sonnensystems – entdeckt, der eine erdähnlichere Umlaufbahn hat als jeder bisher mit derselben Technik entdeckte außerirdische Planet.
Der Planet findet: Der Satellit CoRot wird von der französischen Raumfahrtbehörde CNES betrieben und soll nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems suchen. Hier wird es vor der Markteinführung mechanischen Qualifikationstests unterzogen.
Der Planet namens CoRot-9b wurde von den Franzosen entdeckt Satelliten-CoRot , die sich seit 2006 im Orbit befindet. Die Raumsonde entdeckte CoRot-9b, indem sie die Abschwächung der Helligkeit seines Sterns beim Vorbeiziehen des Planeten maß, eine Technik, die als Transitbeobachtung bezeichnet wird. Der kleine Helligkeitsabfall erlaubt es, die Größe des Planeten zu berechnen. Durch die Messung der Zeit, die der Planet braucht, um seine Umlaufbahn zu vollenden, können Forscher die Entfernung des Planeten von seinem Stern bestimmen.
Der Planet umkreist seinen Stern alle 95 Erdtage, in einem Abstand von etwa der Hälfte des Abstands zwischen Erde und Sonne. Diese Entfernung ist immer noch 10 mal weiter als jeder andere Planet, der mit dieser Methode entdeckt wurde. Seine Oberflächentemperatur liegt zwischen -23 und 157 °C. Wenn CoRoT-9b also ein terrestrischer Planet wie die Erde wäre, könnte er flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche haben, aber er besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium und ist daher unwahrscheinlich, dass er Leben unterstützt.
Dies ist das erste Mal, dass wir die Atmosphäre eines so kühlen Planeten außerhalb des Sonnensystems untersuchen können, sagt Jason Wright, Assistenzprofessor für Astronomie an der Pennsylvania State University, der nicht an der Entdeckung beteiligt war. Wright sagt, dass die Entdeckung ein wichtiger Schritt vorwärts bei der Suche nach einem erdähnlichen Planeten ist, der Leben unterstützen könnte, eines der größten Ziele der Astronomie.
Astronomen verwendeten bodengestützte Teleskope in Chile, Israel und Teneriffa, einer spanischen Insel vor der afrikanischen Küste, um ihre Entdeckung zu bestätigen und die Masse des Planeten zu bestimmen, indem sie die auf seinen Mutterstern ausgeübte Anziehungskraft maßen (diese Anziehung verursacht den Stern wackeln).
Aus den Massen- und Radiusmessungen schätzten die Astronomen die Dichte des Planeten, was für das Verständnis seiner Zusammensetzung und Struktur wertvoll ist, sagt Suzanne Aigrain, Dozentin für Astrophysik an der Universität Oxford und Teil des Astronomenteams, das den Planeten entdeckt hat. Der neue Planet mag einen felsigen Kern haben, aber der Rest besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium, so dass keine Form von Leben, wie wir sie kennen, existieren könnte, sagt Aigrain.
Die Verkehrstechnologie ist auf dem neuesten Stand der Technik; es ist in seiner Blütezeit, sagt Wright. Dies ist das erste Mal, dass wir einen Planeten mit einer so langen Umlaufzeit entdeckt haben, wenn er so weit vom Stern entfernt ist, sagt er. Zuvor entdeckte Exoplaneten umkreisen viel näher, was sie sowohl extrem heiß als auch schwer zu untersuchen macht.
Jennifer Geduld , Dozent für Astrophysik an der University of Exeter in Großbritannien, sagt, dass es zwei zentrale technische Herausforderungen bei der Abbildung von Planeten gibt: die Überwindung des Kontrastverhältnisses im Licht von Stern und Planet und die Tatsache, dass die Planeten ein typisches ganz in der Nähe des Host-Stars.
Sternenlicht Sternen hell: Die Transitmethode zur Erkennung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems funktioniert, indem nach dem Helligkeitsabfall eines Sterns gesucht wird, der durch einen vor ihm vorbeiziehenden Planeten verursacht wird. Astronomen verwenden die Daten, um die Größe des Planeten und seine Entfernung zu seinem Stern zu berechnen.
Die Transitmethode des CoRot-Satelliten verwendet ein Teleskop, um Licht zu sammeln, das dann einer zweiteiligen Kamera zugeführt wird. Ein Teil der Kamera ist darauf ausgelegt, nach Sternen zu suchen; der andere ist optimiert, um die subtilen Variationen im Licht eines Sterns zu erkennen. Europäische Forscher haben ein Gerät gebaut, um die Kamera vor Licht abzuschirmen, das von anderen Quellen als den Objekten kommt, auf die das Teleskop blickt.
NASAs Kepler-Satellit , das letztes Jahr gestartet wurde, verwendet die Transitmethode auch, um nach erdähnlichen Planeten zu suchen. Wright sagt, dass die Raumsonde unsere Suche nach bewohnbaren Planeten revolutionieren wird. Kepler verfügt über 42 Detektoren, die die Helligkeit von 150.000 Sternen messen können und die Daten alle sechs Sekunden speichern. Niemand hat jemals ein [weltraumgestütztes] Instrument mit dieser Präzision gebaut, sagt William Borucki, wissenschaftlicher Leiter der Kepler-Mission.
John Johnson, Assistenzprofessor für Astronomie am Caltech, sagt, dass die neue Entdeckung von CoRot die Arbeit vorwegnimmt, die Astronomen von Kepler in den nächsten Jahren erwarten. Johnson sagt voraus, dass Kepler in den nächsten drei bis sechs Jahren die erste bewohnbare Erde außerhalb unseres Sonnensystems finden wird.
Damit Astronomen die Zusammensetzung der von ihnen entdeckten Exoplaneten wirklich verstehen können, müssen sie eine neue Methode namens Direktnachweis anwenden. Diese Technologie verwendet ein adaptives Optiksystem und ein als Koronagraph bezeichnetes Gerät, das so viel Licht wie möglich vom Stern blockiert, um den Planeten abzubilden. Das Hubble-Weltraumteleskop konnte einen Planeten um den Stern namens Fomalhuat mit einem Koronagraphen abbilden, und nur zwei andere Teleskope verfügen über diese Fähigkeit, das Keck-Observatorium auf Hawaii und die Sehr großes Teleskop in Chile.
Direct Imaging-Instrumente werden für die Gemini-Observatorium in Chile, die Subaru Teleskop in Japan und das Very Large Telescope. Das nächste Weltraumteleskop der NASA, das James Webb Space Telescope, das 2013 starten soll, wird ebenfalls direkte Detektion verwenden. Im Rahmen eines Technologieentwicklungsprogramms hat die NASA kürzlich Forschern des Rochester Institute of Technology in New York und des MIT Lincoln Laboratory einen zweijährigen Zuschuss in Höhe von 784.000 US-Dollar gewährt, um einen der Photonendetektoren des Lincoln Lab für die Abbildung von Planeten zu modifizieren. Der Detektor zählt einzelne Photonen digital, sagt Brian Aull, technischer Mitarbeiter am MIT Lincoln Laboratory. Der Vorteil besteht darin, dass er sehr schwache Objekte mit besseren Signal-Rausch-Eigenschaften als herkömmliche Detektortechnologie erkennen kann.
Die Hauptsache ist, Planeten zu finden, denn um unser Sonnensystem besser zu verstehen, müssen wir verstehen, wie andere Planetensysteme entstanden sind, sagt Borucki. Wenn Astronomen viele erdähnliche Planeten finden können, besteht der nächste Schritt darin, Instrumente zu entwickeln, die nach Lebenssignaturen suchen können. Wir müssen wissen: Gibt es da draußen Leben oder sind wir allein?