Eine künstlerische Darstellung des vorgeschlagenen LUVOIR-Weltraumteleskops, mit dem Exoplaneten direkt abgebildet werden können.
(Bild: © NASA / GSFC)
Ein heute (5. September) vom Kongress veröffentlichter Bericht der führenden wissenschaftlichen Beratergruppe in den USA hat ergeben, dass die NASA ihr Exoplaneten-Forschungsbudget auf große weltraum- und bodengestützte Teleskope konzentrieren sollte.
Der neue Bericht der Nationalen Akademie der Wissenschaften speist sich in ein dekadisches Prioritätensetzungssystem in der Astronomie ein, das die langfristige Strategie der NASA steuert.
"Die wirklich große Botschaft ist, dass dies ein ganz besonderer Moment in der Geschichte der Menschheit ist", sagte David Charbonneau, Astronom an der Harvard University und Co-Vorsitzender des Komitees hinter dem neuen Bericht, gegenüber Space.com. "Die Menschen haben sich gefragt, ob es Hunderte von Jahren, wohl Tausende von Jahren, Leben auf anderen Planeten gibt." [13 Möglichkeiten zur Suche nach intelligenten Außerirdischen]
Wenn wir uns für die richtigen Investitionen entscheiden, fuhr er fort: "Wir könnten die Antwort auf diese Frage in den nächsten 20 Jahren tatsächlich lernen."
Dem neuen Bericht zufolge sind diese Investitionen klar und es werden sieben Hauptprioritäten genannt, darunter der Bau eines Weltraumteleskops, das leistungsstark genug ist, um Exoplaneten direkt zu sehen. Bau großer bodengestützter Teleskope; Fortsetzung des Entwicklungs- und Startprozesses für das weltraumgestützte WFIRST-Teleskop (Wide Field Infrared Survey Telescope).
"In diesem Bericht verdoppeln sie die Strategie der großen Mission wirklich", sagte Jessie Christiansen, die Exoplaneten an der Caltech und am Exoplanet Science Institute der NASA studiert und nicht an dem neuen Bericht beteiligt war, gegenüber Space.com. "Dies werden unglaublich große und teure Anstrengungen sein, aber sie könnten etwas bewirken, worüber wir uns freuen", sagte sie - wie das Finden und Studieren kleiner, felsiger Planeten um Sterne wie unsere eigene Sonne.
Da sich der Bericht auf Instrumente konzentriert, die 15 oder 20 Jahre später zum Einsatz kommen könnten, werden aktuelle Projekte nur kurz erörtert, beispielsweise der kürzlich gestartete Transiting Exoplanet Survey Satellite, der Ende Juli mit der Datenerfassung begann, und kurzfristige Projekte wie das James Webb Space Telescope (Webb), dessen Start derzeit für 2021 geplant ist. Das Komitee hat diese Projekte ausdrücklich unterstützt.
Astronomen haben im Allgemeinen ihre Unterstützung für Webbs wissenschaftliche Ziele zum Ausdruck gebracht, aber dieses Teleskop hat den Ruf entwickelt, über dem Budget und hinter dem Zeitplan zu liegen. Christiansen befürchtet, dass der Fokus des neuen Berichts auf ähnlich ehrgeizige Projekte problematisch werden könnte, wenn auch Kosten- und Zeitplanprobleme auftreten. Große Projekte wie Webb, sagte sie, "essen nur das Mittagessen aller anderen", und ihre Stolpersteine haben einige Wissenschaftler ermutigt, sich stattdessen auf kleinere Projekte zu konzentrieren. Dies ist jedoch bei den Autoren des neuen Berichts nicht der Fall.
"Es ist eine wirklich mutige Strategie zu sagen, wir sollten alle unsere Eier in einen Korb legen", sagte Christiansen und fügte hinzu, dass der Ansatz zwar potenziell hohe Belohnungen mit sich bringt, aber auch potenziell hohe Risiken birgt. "Wenn wir mit den vorherigen Missionen zu viele Brücken gebrannt haben und es nicht funktioniert, sind wir ein bisschen ruderlos", sagte Christiansen. Sie war überrascht, dass in dem Bericht nicht mehr über die winzigen, relativ kostengünstigen Satelliten namens CubeSats gesprochen wurde und wie sie zur Exoplanetenwissenschaft beitragen könnten, obwohl die Berichtsleiter während einer Pressekonferenz spezifizierten, dass diese kleineren Missionen auch wertvoll sein würden.
Das Komitee hinter dem Bericht ist jedoch der Meinung, dass sich die hohen Aufkleberpreise für mutige Missionen lohnen. "Die Kosten für diese Teleskope und die Missionen, über die wir sprechen, sind zwar beträchtlich, liegen aber sicherlich nicht außerhalb des Rahmens, den wir als Gesellschaft leisten können", so B. Scott Gaudi, Astronom an der Ohio State University und Co. -Vorsitzender des Komitees, sagte Space.com.
Bei diesen kostspieligen Projekten handelt es sich um ehrgeizige Weltraumteleskope wie den Large Ultraviolet / Optical / Infrared Surveyor (LUVOIR) und das Habitable Exoplanet Observatory, die jeweils stark genug wären, um das winzige Licht eines Planeten von der starken Blendung seines Sterns zu trennen. Dazu gehören auch die Finanzierung von riesigen bodengestützten Teleskopen wie dem 30-Meter-Teleskop (möglicherweise in Hawaii) und dem Riesen-Magellan-Teleskop (in Chile).
Diese Betonung der direkten Bildgebung fiel Thayne Currie auf, einer Astronomin am National Astronomical Observatory of Japan, die nicht an dem neuen Bericht beteiligt war und sich auf diese Technik konzentriert, die derzeit äußerst schwierig ist. "[Direkte Bildgebung] ist faszinierend, weil das Sehen glaubt", sagte er gegenüber Space.com. "Viele Leute, wenn man ihnen sagt, dass wir viele Planeten nicht direkt entdecken, ist das eine Art Kopfkratzer."
Exoplanetenerkennungen neigen derzeit dazu, Planeten durch das leichte Wackeln zu erkennen, das ihre Schwerkraft in der Position eines Sterns verursacht (als Radialgeschwindigkeitsmethode bezeichnet), oder durch das leichte Absinken der Helligkeit eines Sterns, das verursacht wird, wenn ein Planet zwischen dem Stern und einem Teleskop rutscht (als Transit bezeichnet) Methode). Im Gegensatz dazu konzentriert sich der Bericht auf Erkennungsmethoden, die die nächste Stufe der Technologie erfordern - direkte Bildgebung und Mikrolinsen, die einen optischen Trick verwenden, um entfernte Bereiche des Weltraums zu vergrößern, und die mit dem WFIRST-Teleskop möglich sein werden, dessen Start für 2025 geplant ist.
Die direkte Bildgebung bietet auch zusätzliche Informationen über den Planeten selbst und darüber, was auf seiner Oberfläche passieren könnte. "Sobald Sie den Planeten sehen können, können Sie alle möglichen interessanten Dinge tun", wie seine Umlaufbahn zu studieren, seine Zusammensetzung zu verstehen und möglicherweise Anzeichen von Wetter oder Rotation zu erkennen, Pat McCarthy, Vizepräsident für Operationen des Riesen-Magellan-Teleskops, der war nicht an dem neuen Bericht beteiligt, sagte Space.com. "Es öffnet wirklich die Welt." [10 Exoplaneten, die außerirdisches Leben beherbergen könnten]
Obwohl der Bericht den Reiz der Bestimmung der Bewohnbarkeit und der Suche nach Leben hervorhebt, ist er bestrebt, diese Fragen mit anderen Fragen im Zusammenhang mit Exoplaneten im Allgemeinen in Einklang zu bringen. "Das Komitee hat unsere Verantwortung für eine Exoplanetenstrategie sehr ganzheitlich gesehen", sagte Gaudi. "Wir glauben nicht, dass es möglich ist, das Leben zu identifizieren, ohne den Kontext dieses bestimmten Planeten zu verstehen."
Obwohl sich der Bericht in erster Linie auf die Wissenschaft konzentriert, richtet er sich auch an die Wissenschaftler hinter der Exoplanetenforschung und fordert eine interdisziplinäre Zusammenarbeit und Unterstützung für Forschungsstipendien. Der Bericht geht auch auf die Förderung der Vielfalt und die Verhinderung von Diskriminierung und Belästigung ein, enthält jedoch keine konkreten Empfehlungen zu diesen Themen.
Insgesamt skizziert der neue Bericht einen Weg, um Exoplanetenstudien in den nächsten zwei Jahrzehnten dramatisch zu verbessern, mit potenziell schwerwiegenden Folgen. "Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit können wir jetzt, wenn wir wollen, die Frage beantworten, ob es Leben auf anderen Planeten gibt", sagte Gaudi.
