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Detaillierte Bildgebung bietet ein klareres Bild weit entfernter Planeten

Die Entdeckung von Exoplaneten ist schwierig, da diese oft vom Sternenlicht überstrahlt werden. Jetzt könnten verbesserte Bildgebungstechniken der Astronomie ein klareres Bild dieser entfernten Welten vermitteln.

Weltraum

Das Leben auf der Erde ist aus verschiedenen Gründen möglich, nicht zuletzt, weil Wasser hier aufgrund unserer Entfernung zur Sonne fließen kann. Weit entfernte Planeten, die ihre Sonnen innerhalb ähnlicher „bewohnbarer Zonen“ umkreisen, regen schon seit langer Zeit die Fantasie der Menschen an. Die Hoffnung, dass es irgendwo da draußen Leben gibt, besteht weiterhin. Oft liegt es an der Astronomie, uns auf den Boden der Tatsachen zurückzuholen. „Die Vorstellung, dass flüssiges Wasser benötigt wird, damit es Leben geben kann, ist hauptsächlich auf die Art von Leben zurückzuführen, wie wir es hier von der Erde her kennen“, so Pierre Baudoz, Projektkoordinator von Exoplanet Finder und Astronom am Pariser Observatorium in Frankreich. Er fügt hinzu, dass Exoplaneten – Planeten, die andere Sterne umkreisen – außerordentlich schwer zu finden sind. Bisher wurden die meisten Exoplaneten durch die Messung der Bewegung des Sterns, die durch den Planeten verursacht wird, oder durch die Verdunklung während des Transits eines Planeten vor einem Stern entdeckt. „Auf diese Weise wurden Tausende Exoplaneten entdeckt“, so Baudoz weiter. Die Herausforderung mit diesen Techniken besteht jedoch darin, dass das vom Stern empfangenen Licht mit dem Licht des Planeten vermischt ist. Außerdem ist Sternenlicht um ein Vielfaches heller als das Licht selbst der größten Planeten. Baudoz vergleicht die Aufnahme von Bildern dieser Planeten mit einem Blick vorbei an den blendenden Scheinwerfern eines Fahrzeugs bei Nacht. Um die weit entfernten Exoplaneten besser zu verstehen, müssen Forschende diese Lichtquellen unterscheiden können.

Das Licht erblicken

Das Projekt Exoplanet Finder wurde mit dem Ziel ins Leben gerufen, die derzeitigen Aufnahmetechniken zu verbessern. Diese Forschung wurde mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt. „Das Very Large Telescope Europas konnte mithilfe einer unglaublich raffinierten Technologie erfolgreich Bilder von Dutzenden Exoplaneten aufnehmen“, erläutert Baudoz. Koronografen sind beispielsweise optische Instrumente, die das Sternenlicht abblocken können und das Licht von Planeten durchlassen. Hierdurch können Forschende die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Atmosphäre von Exoplaneten untersuchen. Koronografen können jedoch nicht das gesamte Sternenlicht abblocken; ein Grund dafür ist, dass die atmosphärische Turbulenz der Erde das Sternenlicht streut. Zusammen mit der Postdoktorandin Garima Singh arbeitete Baudoz an der Entwicklung neuer Techniken, die dieses spezifische Problem lösen sollten, indem sie die Abweichungen aufgrund der atmosphärischen Turbulenz berichtigten.

Ein klareres Bild

In einer Testumgebung im Pariser Observatorium konnten Baudoz’ Team und Singh demonstrieren, wie durch die atmosphärische Turbulenz verursachte Abweichungen mit hoher Präzision erfasst und ausgeglichen werden konnten. In der Praxis könnten hochempfindliche Instrumente mit dieser Methode möglicherweise Exoplaneten erkennen, die weniger hell sind als diejenigen, die bisher entdeckt wurden. „Durch diesen Fortschritt könnte die Astronomie junge Riesenplaneten in anderen Sonnensystemen finden“, merkt Baudoz an. „Obwohl Riesenplaneten im Allgemeinen hauptsächlich aus Gasen bestehen, könnte es vielleicht Monde aus Gesteinen geben, auf denen Leben existiert.“ Das Projekt Exoplanet Finder ist Teil eines größeren Puzzles, dass die europäische Astronomie voranbringt. „In der Astronomie geht es Schritt für Schritt voran“, fügt er hinzu. Daher konzentriert sich das Team momentan darauf, zu versuchen, junge Riesen-Exoplaneten zu entdecken. „Das Ziel ist weiterhin, die Technologie zu entwickeln und zu verbessern, bis wir vielleicht in der Lage sind, der Erde ähnliche Planeten zu erkennen, die andere Sterne umkreisen.“ Fortschritte dieses Projekts fließen in die Entwicklung eines Instruments der nächsten Generation am europäischen Extremely Large Telescope (ELT) ein, welches derzeit gebaut wird. Durch einen Spiegel mit einem Durchmesser von 40 Metern am ELT wird die Astronomie in der Lage sein, die Atmosphäre von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu untersuchen. Der Bau wird voraussichtlich 2025 oder 2026 abgeschlossen sein.

Schlüsselbegriffe

Exoplanet Finder, Astronomie, Sterne, Sternenlicht, Exoplaneten, Koronografen, ELT

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