Weltraumteleskope zur Beobachtung entfernter Planeten müssen leistungsstark sein, aber sie benötigen auch eine Methode, um das Licht des Muttersterns zu blockieren, wodurch alle dunkleren Objekte, die ihn umkreisen, vollständig ausgewaschen werden. Ein Weltraumteleskop, das Tausende von Kilometern hinter dem Schatten liegt, könnte dann viel schwächere Objekte sehen, die den Stern umgeben.
Laut einer Studie der Universität von Colorado in Boulder könnte ein gigantischer, gänseblümchenförmiger Weltraumschild verwendet werden, um lästiges Sternenlicht auszublenden und Astronomen, die ein umlaufendes Teleskop verwenden, die Möglichkeit zu geben, erdähnliche Planeten in anderen Sonnensystemen aufzuspüren.
Der dünne „Sternenschirm“ aus Kunststoff würde es einem Teleskop ermöglichen, das Tausende von Kilometern dahinter zurückliegt, Licht von entfernten Planeten abzubilden, die von den riesigen Blütenblättern überflogen werden, ohne vom Licht der Elternsterne überflutet zu werden, sagte CU-Boulder-Professor Webster Cash. Die Forscher könnten dann Planetenmerkmale wie Ozeane, Kontinente, Polkappen und Wolkenbänke identifizieren und sogar Biomarker wie Methan, Sauerstoff und Wasser nachweisen, wenn sie existieren, sagte er.
"Wir halten dies für ein überzeugendes Konzept, insbesondere weil es heute mit vorhandener Technologie erstellt werden kann", sagte Cash. "Wir werden in der Lage sein, erdähnliche Planeten in einer Entfernung von mehreren zehn Billionen Meilen zu untersuchen und ihre Atmosphäre chemisch auf Lebenszeichen zu untersuchen."
Ein Artikel zu diesem Thema von Cash ist auf dem Cover der Nature-Ausgabe vom 6. Juli zu finden. Das Papier enthält mathematische Lösungen für optische Herausforderungen wie das Biegen und Streuen von Licht zwischen dem biegsamen Sternschatten mit einem Durchmesser von 50 Metern und dem Weltraumteleskop, das zusammen etwa 24.000 Kilometer voneinander entfernt umkreisen würde.
Wissenschaftler würden das Teleskop und den Sternschatten zusammen in eine Umlaufbahn von ungefähr 1 Million Meilen von der Erde aus starten, dann den Sternschatten aus der Ferne entfalten und ihn mit kleinen Triebwerken in Sichtlinien von Sternen in der Nähe bewegen, von denen angenommen wird, dass sie Planeten beherbergen, sagte Cash. Die Triebwerke würden zeitweise eingeschaltet, um den Sternschatten während der Beobachtungen der Planeten, die als helle Flecken erscheinen würden, ruhig zu halten.
"Stellen Sie sich einen Outfielder vor, der eine Hand hochhält, um das Sonnenlicht abzuhalten, während er einen Fliegenball verfolgt", sagte Cash, Direktor des CU-Boulder-Zentrums für Astrophysik und Weltraumastronomie. "Wir würden den Sternschatten als riesige Hand verwenden, um das von einem Zentralstern ausgehende Licht um einen Faktor von etwa 10 Milliarden zu unterdrücken."
Das neuartige Konzept könnte verwendet werden, um Planetensysteme um entfernte Sterne herum abzubilden und Planeten zu entdecken, die so klein wie der Erdmond sind, sagte Cash. In den letzten Jahren wurden mehr als 175 Planeten entdeckt, die andere Sterne umkreisen.
Cashs Design, das als New Worlds Observer bezeichnet wird, wurde im vergangenen Oktober vom NASA Institute for Advanced Concepts für eine Aufstockung um 400.000 USD ausgewählt, nachdem es 2004 für die erste Studie ausgewählt worden war. Das Team besteht aus Forschern der Princeton University, dem Goddard Space Flight Center der NASA, Ball Aerospace of Boulder , Northrop Grumman Corp. aus Los Angeles und der Carnegie Institution in Washington, DC
Das Team hat außerdem mit dem NASA-Entdeckungsprogramm einen Vorschlag in Höhe von 400 Millionen US-Dollar eingereicht, um einen eigenständigen Sternschirm für die Zusammenarbeit mit dem leistungsstarken James Webb-Weltraumteleskop auf den Markt zu bringen. Das James Webb-Weltraumteleskop ist ein Infrarotobservatorium, dessen Start für 2013 geplant ist und das als Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops gilt.
Alternative Vorschläge für die Abbildung entfernter Planeten beinhalten die Unterdrückung des Sternenlichts der Eltern nach dem Eintritt in das Teleskop - ein kompliziertes, Rube Goldberg-ähnliches Unterfangen, bei dem Spiegel und aktive Elektronik verschoben werden, sagte Marc Kuchner vom Exoplaneten- und Stellar Astrophysics Laboratory des Goddard Space Flight Center der NASA. "Im Gegensatz dazu ist dies ein sehr sauberes und einfaches optisches Konzept und möglicherweise die vielversprechendste Idee, wie wir unsere erdähnlichen Nachbarn direkt abbilden können", sagte Kuchner, ebenfalls Mitglied des New Worlds Observer-Wissenschaftsteams.
"Seit über einem Jahrhundert spekulieren Science-Fiction-Autoren über die Existenz erdähnlicher Planeten um nahegelegene Sterne", schrieb Cash in Nature. "Wenn sie tatsächlich existieren, könnte die Verwendung eines Okkulters sie innerhalb des nächsten Jahrzehnts finden."
Eine noch weiter fortgeschrittene Version des New Worlds Imager könnte einen Ring von Teleskopen beinhalten, die auf dem Mond unter einer Flotte umlaufender Sternschatten platziert sind und es Wissenschaftlern ermöglichen würden, entfernte, erdähnliche Planeten tatsächlich zu fotografieren, spekulierte Cash. "Das New Worlds Imager-Konzept enthält ein bisschen Buck Rogers, aber das Suchen und Kartieren neuer Länder scheint tief in der menschlichen Psyche zu liegen."
Originalquelle: UCB-Pressemitteilung
