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Mittwoch, 8. September 2010

Ozeanglitzern soll Ozeane auf Exoplaneten verraten

Der Sonnenaufgang spiegelt sich im Golf von Mexiko, aufgenommen von "Apollo 7" 20. Oktober 1968 | Copyright: NASA

Seattle/ USA - Schon lange spekulieren Astronomen darüber, Ozeane auf fernen Exoplaneten durch das Licht ihrer Sterne zu entdecken, wenn dieses sich in charakteristischer Weise auf den flüssigen Oberflächen spiegelt. Jetzt glauben US-Forscher, dass es schon mit der nächsten Generation von Weltraumteleskopen möglich sein wird, solches "Ozeanglitzern" zu finden.

"Ein Planet, auf dessen Wasseroberflächen sich das Licht seiner Sterns spiegelt und glitzert, sieht anders aus als ein Planet, bei dem das nicht der Fall ist", erläutert Tyler Robinson von der "University of Washington" in einem im Fachjournal "Astrophysical Journal Letters" veröffentlichten Artikel. "Diese Erkenntnis ist ein erster Schritt hin zum Nachweis für Ozeane auf der Oberfläche eines Planeten außerhalb unseres Sonnensystems."

Die Idee hinter der von Robinson vorgeschlagene Technik wurde bereits 1993 von Car Sagan vorgeschlagen und wurde bereits durch Sonnenlicht, dass sich auf den Seen aus flüssigem Methan auf dem Saturnmond Titan spiegelte und von der Erde aus beobachtet werden konnte, bestätigt (...wir berichteten).

"Besonders dann, wenn die Sonne sehr tief über dem Horizont steht, wird besonders viel Sonnenlicht von den irdischen Meeresflächen reflektiert, und genau so verhält es sich auch bei ganzen Planeten", so Robinson.

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Gemeinsam mit seinen Kollegen konnte der Wissenschaftler nun aufzeigen, dass immer dann, wenn ein Planet von der Erde aus betrachtet als Sichel erscheint, das reflektierte Sternenlicht Planeten mit flüssigen Ozeanen fast doppelt so hell 'leuchten" lässt als Planeten ohne flüssige Oberflächen. Auch zeigten sie, dass Ozeanglitzern durch Wolken anders aussieht als die gewöhnliche Reflexion eines Planeten.

Die meisten anderen der bislang angedachten Methoden zur Suche von Wasser auf Exoplaneten können lediglich in deren Spektren nach darin verborgenen Signaturen von Wassermolekülen suchen. Somit können sie nicht unterscheiden können, ob es sich dabei um durch Wasserflächen oder lediglich durch Wasserdampf in den jeweiligen Atmosphären handelt. Die nun erneut vorgeschlagene Technik könnte hingegen einen eindeutigen Nachweis für Ozeane liefern.

"Um ein gutes und aussagekräftiges Spektrum zu erhalten, benötigt man die besten Teleskope, wie sie erst in 10 bis 20 Jahren zur Verfügung stehen werden", zitiert "Wired.com" den Exoplaneten-Experten Darren Williams von der "Penn State University". Das Ozeanglitzern, da sind sich Robinson und Kollegen sicher, könnte schon mit der nächsten Generation von Weltraumteleskopen, etwa dem für 2014 geplanten "James Webb Space Teleskope", nachgewiesen werden. Hierzu müsste das Teleskop allerdings mit einem Koronographen-Schild ausgestattet werden, welches das Sternenlicht derart stark abdunkelt, damit das Ozeanglitzern auf den den Stern umkreisen Planeten überhaupt zu erkennen sein wird.

Um seine Theorie zu testen, nutzte Robinson Daten des NASA-Wettersatelliten EPOXI und erstellte damit ein Computermodell davon, wie die Erde mitsamt ihren Wettermustern, jahreszeitlichen Veränderungen und Winden, die für unterschiedlichen Wellengängen auf den Ozeanen verantwortlich sind, für einen weit entfernten Beobachter im Weltraum aussehen würde.

Auch, wenn selbst die Bilder des "James Webb Space Telescope" zu unscharf sein
werden, um durch eine direkte Beobachtung unterschieden zu können, in welcher Sichelphase sich ein ferner Exoplanet befindet, so könne doch anhand der sich abschwächenden und zunehmenden Helligkeit auf die jeweils aktuelle Phase geschlossen werden. Der anhand des Erdmodells nachgewiesene Anstieg der Helligkeit des reflektierten Lichts um den Faktor Zwei, sei hierbei von besonderer Bedeutung. Zudem sei der Effekt besonders stark im infraroten und elektromagnetischen Wellenspektrum auszumachen. Hinzu soll auch das "James Webb-Weltraumteleskop" unter anderem genau auf diese Wellenlängen ausgerichtet werden.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / wired.com / iopscience.iop.org
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