Die CHEOPS-Mission der Europäischen Weltraumagentur ESA soll bekannte Exoplaneten genauer untersuchen. So lernen wir etwas über deren Masse, Dichte und vielleicht sogar ihre Atmosphäre.
Für Star Trek-Fans und Science Fiction-leser ist es schon lange klar: Selbstverständlich gibt es unzählige Planeten im Universum. Doch wirklich wissen tun wir das erst seit den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts.
Seitdem wurden tausende sogenannte Exoplaneten, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, entdeckt. Woraus diese Planeten bestehen, ob sie eine Atmosphäre haben oder ob es Leben auf ihnen gibt, wissen wir nicht.
Deshalb soll die CHEOPS-Mission der europäischen Weltraumagentur (ESA) einige der bereits entdeckten Exoplaneten jetzt genauer untersuchen.
Messung der Lichtintensität von Sternen
CHEOPS steht für “Characterizing Exo Planet Satellite”, also ein Satellit zum Erforschen von Exoplaneten. Dafür, dass Exoplaneten unglaublich weit weg von uns sind – weit außerhalb unseres Sonnensystems um ferne Sterne kreisen, ist die Mission eigentlich gar nicht so aufwendig. “CHEOPS ist eine kleine Mission, in Bezug auf Umfang, Kosten und auch bezogen auf den Zeitraum, den die Entwicklung der Mission braucht,” sagt Kate Isaak, wissenschaftliche Koordinatorin von CHEOPS. “Die Mission soll die Größe von Planeten messen, die um nahegelegene Sonnen kreisen.”
Mehr dazu: Exoplaneten – auf der Suche nach Leben im Universum
Video ansehen 06:10 Teilen
Gibt es Leben da draußen?
Versenden Facebook Twitter google+ Tumblr VZ Xing Newsvine Digg
Permalink https://p.dw.com/p/3UKiL
Erforschung fremder Welten mit Cheops
Und das geht so: Wenn ein Planet auf seiner Umlaufbahn einen Stern passiert, wird dessen Licht kurzfristig dunkler. Das ist eine Art kleiner Sonnenfinsternis, die von CHEOPS beobachtet werden kann.
Und selbst wenn derselbe Planet vom Beobachter aus hinter dem Stern steht, reflektiert er das Licht des Sterns. Auch das kann CHEOPS noch sehen. Aus der Dämpfung des Lichts können die Astronomen auf die Größe des Planeten schließen. Und die Lichtreflektionen, die der Planet selbst aussendet, geben Anhaltspunkte dafür, ob er zum Beispiel eine Atmosphäre hat.
Bekannte Exoplaneten genauer im Blick
“Wir messen die Größe besonders von kleinen Planeten, die wir schon von anderen Missionen her kennen”, sagt Isaak. “Indem wir die Größe der Planeten mit ihrer Masse kombinieren, etwas das wir mit Teleskopen auf der Erde messen können, erfahren wir viel über die Zusammensetzung der Planeten und über deren Evolution.”
Mehr dazu: Teleskope Kepler und Hubble entdecken ersten Exomond
CHEOPS misst Lichtschwankungen, erzeugt von vorbeiziehenden und Licht-reflektierenden Planeten.
All diese Unterschiede sind natürlich sehr gering, schließlich sind die beobachteten Sterne und Planeten mehrere Lichtjahre entfernt. Damit man sie überhaupt messen kann, muss jede Störung ausgeschlossen werden. Das ist der Grund, warum solche Beobachtungen aus dem Weltraum gemacht werden und nicht von Teleskopen auf der Erde. Die Erdatmosphäre wäre hier schlicht im Weg. CHEOPS soll Planeten ins Visier nehmen, die größer sind als die Erde und kleiner als Neptun.
Wird CHEOPS auf Außerirdische treffen?
Dreieinhalb Jahre dauert die Mission. Doch auch diesmal wird die Frage, aller Fragen nicht beantwortet werden. “Die Frage, ob wir allein im Universum sind, ist sicher eine der grundlegendsten Fragen überhaupt”, sagt Isaak. Aber so weit wird CHEOPS nicht kommen. “Andere Satelliten haben gezeigt, dass es Planeten jenseits unseres Sonnensystems gibt. Es ist also klar, dass es Exoplaneten gibt. Was wir nun zeigen wollen, ist wie diese kleineren Gesteinsplaneten beschaffen sind und wie sie sich entwickeln.”
Mehr dazu: Gibt es Leben auf Planet K2-18b?
Gesteinsplaneten, Gasplaneten, Eisplaneten: Kann CHEOPS sie auseinanderhalten?
Immerhin dürfte es möglich sein zumindest einige Planeten zu identifizieren, auf denen außerirdisches Leben wenigstens denkbar ist. “Was wir nun suchen, sind die besten planetaren Kandidaten zur zukünftigen Erforschung durch andere Satelliten wie das James Webb Weltraumteleskop oder durch Observatorien, wie etwa das European Southern Observatory (ESO) in Südamerika. Von dort aus können wir die Atmosphären dieser besten Kandidaten untersuchen und nach Molekülen zu forschen, die charakteristisch für das Vorhandensein von Leben sind.”
Forschungssatelliten nach Baukastenprinzip
Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen, die die CHEOPS-Mission liefern soll, verfolgt die ESA auch noch andere Ziele: Forschungssatelliten sollen preisgünstiger werden. Dafür haben die Satellitenentwickler sich neue Techniken einfallen lassen,
“Satelliten sind sehr teuer und sehr aufwändig zu bauen. Und diese Programme dauern immer sehr lange”, sagt Richard Southworth vom European Space Operations Centre (ESOC). Er ist verantwortlich für die Steuerung des CHEOPS-Satelliten. “Mit CHEOPS war die Idee, ob wir das vielleicht besser, etwas schneller und weniger kostspielig machen können. Wir haben versucht, die Sonde relativ simpel zu halten und vor allem Teile zu benutzen, die schon einmal auf anderen Missionen geflogen sind. Diese Bauteile sind dann nicht mehr so teuer und auch zuverlässiger, weil sie schon getestet wurden.”
Auch beim Transport der Sonde ins Weltall spart die ESA: CHEOPS fliegt auf einer Sojus-Rakete als zweiter Passagier mit. Man teilt sich also die Fahrtkosten mit einem anderen – in diesem Fall einem italienischen – Satelliten.
Und selbst dann, wenn der Satellit bereits am Himmel ist, gibt es noch Gelegenheit, die Kosten zu senken. Die CHEOPS-Forscher benutzen das fliegende Teleskop nur 80 % der Zeit. Den Rest der Zeit können andere ihn für ihre eigenen Forschungen mieten.
Mehr dazu: Erdähnliche Planeten: Sieben neue auf einen Streich
CHEOPS reist mit einer Sojus-Rakete ins All – So soll die Sonde in ihrem Orbit ankommen.
Verschrottung bereits fest eingeplant
Am 17. Dezember wird CHEOPS ins All starten. Die Forschung selbst beginnt dann nach einem mehrmonatigen Testzeitraum. Doch was geschieht eigentlich mit CHEOPS, wenn das Projekt beendet ist?
“Geplant ist ein Betrieb von dreieinhalb Jahren”, sagt Satelliten-Pilot Southworth. “Aber das Design des Satelliten soll sicherstellen, dass wir auch fünf Jahre fliegen könnten, wenn Geld und Interesse da sind. Am Ende führen wir eine Deaktivierung durch und leiten ein Deorbiting ein”.
Dann wird der Satellit zuerst passiv geschaltet, damit er nicht mehr durch Funksignale oder ähnliches andere Satelliten stören kann. “Zum Schluß werden wir auch eine Umlaufbahnkorrektur machen. Die führt dazu, dass er wieder sicher zurück zur Erde kommt. Das heißt, er wird langfristig kein Weltraummüll.” Und dann verglüht die Sonde beim Eintritt in die Erdatmosphäre.
Mehr dazu: Area 51 – wo wohnen die Außerirdischen wirklich?
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllEine zweite Erde?
Der Exoplanet Kepler-186f liegt 500 Lichtjahre von uns entfernt und umkreist dort den Roten Zwerg Kepler-186, eine Sonne, die nur vier Prozent der Energie unserer Sonne hat. Kepler 186f umkreist seine Sonne in einem Abstand, der gerade richtig ist, dass theoretisch Leben entstehen könnte: Wasser gefriert oder verdampft dort nicht. Aber ob es dort überhaupt Wasser gibt, ist unbekannt.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllSieht es so aus, oder ganz anders?
Fotos von Exoplaneten gibt es nicht. Die Wissenschaftler behelfen sich mit Modellen wie diesem von Kepler-186f. Vom jüngst entdecketen Kepler-438b gibt es noch nicht einmal eine Grafik. Obwohl er gar nicht so weit weg ist: Gerade mal 470 Lichtjahre sind es bis zu ihm. Kepler-438b umkreist einen sonnenähnlichen Stern und ist etwas größer als unsere Erde.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllSonde auf Planetensuche
Die Raumsonde Kepler ist seit 2009 auf der Suche nach erdähnlichen Planeten. Diese Planeten müssen in der bewohnbaren Zone von Sonnen bzw. Sternen liegen, also Temperaturen aufweisen, die zumindest theoetisch Leben ermöglichen. Ferner müssen sie aus Gestein bzw. Silikat oder Metallverbindungen mit einer festen Oberfläche bestehen. Das unterscheidet sie von Gas-Giganten.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllOzean-Riesen?
Diese Darstellung von Kepler-62e zeigt einen Planeten, der offenbar von einem Ozean bedeckt ist. Wahrscheinlich sind das die meisten erdähnlichen Exoplaneten. Sicher ist bei diesem Planeten allerdings nur, dass er im Sternbild Lyra liegt – 1200 Lichtjahre von uns entfernt. Sein Mutter-Stern Kepler-62 hat übrigens noch einen erdähnlichen Trabanten…
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllDie Kepler-Brüder
Der Radius von Kepler-62f ist etwa 1,4 mal so groß wie der der Erde. Er liegt etwas weiter draußen als sein großer Bruder Kepler-62e, dessen Radius 1,6 mal der Erde entspricht. Aber ansonsten könnte auch er sich zum Leben eignen. Die Forscher halten jedenfalls das Vorhandensein von Gestein und Wasser für durchaus plausibel.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllWer zwei Sonnen umkreist
Kepler 16b liegt zwar auch am Rande der bewohnbaren Zone von Sternen, ist aber ziemlich sicher nicht bewohnbar. Eigentlich schade, denn dort könnte man jeden Tag zwei Sonnenauf- und untergänge beobachten. Der Exoplanet von der Größe des Saturn umkreist nämlich zwei Sonnen gleichzeitig. Das Problem: Er ist eine Mischung aus Gas- und Gesteins- bzw. eisbedeckten Planeten.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllFaszinierende Bilder vom Hubble-Teleskop
Diese Pfeiler der Schöpfung liegen im Adlernebel, etwa 7000 Lichtjahre von uns entfernt. Sie wurden vom Hubble Teleskop, das die ESA und NASA gemeinsam betreiben, aufgenommen. Hier sehen wir die Nebelsäulen durch ihr infrarotes Licht, das tiefer in die Wolken eindringt als ein normales Lichtspektrum. Innerhalb der Säulen sind unzählige helle Sterne und Baby-Sterne zu sehen – auch Sonnensysteme.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllLicht an!
So sehen die Pfeiler der Schöpfung durch sichtbares Licht aus: Mehr Nebel, aber auch mehr Farbe. Staub und Gas in den Pfeilern werden durch Strahlung, die von jungen Sternen stammt, durchbrochen. Die neuen Bilder des Hubble-Teleskops ermöglichen es den Forschern, Veränderungen im Sternbild über einen längeren Zeitraum genau zu verfolgen.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllTief im Großen Wagen verborgen
Diese Galaxie namens NGC 4102 ist eine LINER-Galaxie. Das heißt, sie sendet, wie etwa ein Drittel aller Galaxien, eine niedrig ionisierende Strahlung aus. Im Zentrum gibt es eine Region, in der scheinbar junge Sterne entstehen. Das Zentrum der Sternenbildung ist eine rotierende Scheibe mit einem Durchmesser von 1000 Lichtjahren. Was sich dort genau abspielt, wissen die Astronomen nicht.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllEin Haufen in der Milchstrasse
Messier 92 nennt sich dieser Sternennebel, der zum nödlichen Teil des Sternbildes Herkules gehört und in der Milchstrasse liegt. Bei klarem Himmel und dunkler Nacht kann man ihn sogar mit bloßem Auge erkennen. Diese Wolke enthält gut 330.000 Sterne. Die meisten von ihnen bestehen wohl aus Wasserstoff und Helium. Schwerere Elemente, wie etwa Metalle, gibt es dort wahrscheinlich kaum.
-
Erdähnliche Planeten und andere Entdeckungen aus dem AllDer beste Blick je auf Andromeda
Dieses Foto der Andromeda-Galaxie hat im Original 1,5 Milliarden Pixel. Es ist das detailierteste Gesamtbild, das je von der Galaxie angefertigt wurde. Das Hubble-Teleskop hat 100 Millionen Sterne und tausende von Sternen-Clustern darauf gebannt. Um es sich in voller Schönheit anzuschauen, bräuchte man 600 HD-Fernseher. Die beiden Enden des Bildes liegen 40.000 Lichtjahre von einander entfernt.