Montag, 2. April 2012

NASA: Entdeckung von zweiter Erde durch Weltraumteleskop Kepler innerhalb von zwei Jahren


Ferne zweite Erde (Illu.).
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Washington/ USA - Während mit dem NASA-Weltraumteleskop Kepler nahezu täglich neuen Planetenkandidaten entdeckt und bereits Hunderte von Planeten alleine im abgesuchten Himmelsausschnitt bestätigt werden konnten (...wir berichteten , s. Links), warten die beteiligten Wissenschaftler immer noch auf den Nachweis eines erdartigen Planeten innerhalb der sogenannten habitablen Zone um einen der von Kepler gemusterten fernen Sterne. Die weiteren Schritte in der Untersuchung einer solchen Entdeckung haben NASA-Forscher derweil schon einmal skizziert. Denn, ob ein solcher Planet auch erdähnlich ist hängt davon ab, ob auf ihm tatsächlich auch Leben existiert, bzw. existieren könnte.

"Ich glaube, dass wir schon innerhalb der nächsten zwei Jahre einen Planeten innerhalb der habitablen Zone (also jenem Abstandsbereich um einen Stern, innerhalb dessen sich ein Planet befinden muss, damit auf seiner Oberfläche aufgrund gemäßigter Temperaturen flüssiges Wasser und damit die Grundlage für erdähnliches Leben existieren kann) finden werden", zeigt sich die Exobiologin Shawn Domagal-Goldman vom Hauptquartier der NASA überzeugt. "Dann werden wir zu einen bestimmten Stern am Himmel blicken und sagen können: Dort gibt es einen Planeten, auf dem es Leben geben könnte."

Zwar hat Kepler bereits einige erdgroße Planeten entdeckt, doch umkreisen diese ihre Sterne zu dicht, als dass auf ihnen Leben, nach irdischen Maßstäben existieren könnte. Umso mehr erwarten die NASA-Forscher, dass die Entdeckung einer solchen Welt nicht mehr lange auf sich warten lassen kann.

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"Die Entdeckung eines solchen Planeten, wäre aber nur der erste Schritt. Genaueres über diesen Planeten zu erfahren, ist hingegen schon sehr viel schwieriger", so die Forscher.

Das Hauptproblem liegt derzeit noch in der schier unvorstellbaren Entfernung zwischen der Erde und jenen Planeten, die von Kepler entdeckt werden können. Die meisten dieser Planeten sind Hunderte oder gar Tausende von Lichtjahren entfernt und werden dadurch nahezu vollständig vom Licht ihrer Zentralgestirne überstrahlt. Dadurch können sie auch nur äußerst schwer gezielt untersucht werden.

Doch genau dieses von einem Planeten reflektierte Licht seines Sterns ist es, was den Forschern eine Vielzahl an Informationen über die Beschaffenheit seiner Atmosphäre verraten könnte.
"Um diese Informationen zu erhalten und damit etwas über die Zusammensetzung der Atmosphäre eines solchen Planeten zu erfahren, können wir die sogenannte Transit-Spektroskopie (transit spectroscopy) anwenden", erläutert der Kepler-Missionswissenschaftler Doug Hudgins.

Die hinter dieser Technologie stehende Grundidee ist einfach: Reflektiert ein Planet das Licht seines Sterns, so hinterlässt die Atmosphäre dieses Planeten, durch die das von der Oberfläche reflektierte Licht wieder hindurch muss, eine charakteristische Signatur in dieser Reflexion – eine Art spektralen Fingerabdruck der Bestandteile der Atmosphäre.

Genau für diese Art der Analyse ist eine im Rahmen des Explorer-Programms der NASA anvisierte zukünftige NASA-Mission mit der Bezeichnung "FINESSE" ausgelegt. Der "Fast INfrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer" könnte zukünftig das Lichtspektrum sowohl der Sterne als auch ihrer Planeten auslesen, indem das Teleskop das Spektrum des Sternenlichts zum ersten Mal während eines Transits (also dem Vorbeiziehen des Planeten vor der "Sonnenscheibe" seines Sterns) und ein weiteres Mal dann analysiert, wenn der sich Planet hinter seinem Stern befindet - von diesem dann also verdeckt wird. Auf diese Weise soll FINESSE das schwache Lichtspektrum des Planeten von dem seines Sterns unterscheiden, trennen und so auswerten können.


Grafische Konzeptstudie des geplanten FINESSE-Weltraumteleskops der NASA (Illu.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Hinzu wägt die NASA derzeit ebenfalls die Umsetzung der Mission "TESS" ab. Mit der Unterstützung von Google soll der vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) geleitete "Transiting Exoplanet Survey Satellite" hunderte von Sterne innerhalb von nur 50 Lichtjahren Entfernung zum Sonnensystem analysieren und hier nach Planeten innerhalb der habitablen Zonen fahnden.

"Mit besseren Detektoren und Instrumenten, die das Licht der Zentralgestirne abschirmen, könnte schon diese nächste Generation von Teleskopen nicht nur Planeten in den grünen Zonen finden, sondern uns auch eine Vielzahl an Informationen über die Zusammensetzung ihrer Planeten verraten. Hierzu könnten etwa Informationen über die Art der Bewölkung und Oberflächenstrukturen wie mögliche Ozeane und Landmassen zählen", so Hudgins.

"Wir haben bislang schon so viele unerwartete Dinge über ferne Planeten erfahren, sodass ich von zukünftigen Daten erwarte, regelrecht überwältigt zu werden", kommentiert Domagal-Goldman abschließend. "Wenn wir einen Planeten innerhalb der habitablen Zone genauer studieren können, so glaube ich, dass wir etwas ganz revolutionäres darüber erfahren werden, wie das Leben mit der dortigen planetaren Umwelt interagiert. Die Natur ist viel vielfältiger als wir uns das vorstellen können. Die Möglichkeiten sind unendlich."

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