Seit dem Kepler Das Weltraumteleskop entdeckte Tausende von Exoplaneten in unserer Galaxie. Die Astronomen haben gespannt auf den Tag gewartet, an dem Missionen der nächsten Generation eingesetzt werden. Dazu gehören die mit Spannung erwarteten James Webb Weltraumteleskop, das 2019 in den Weltraum gebracht werden soll, aber auch die vielen bodengestützten Observatorien, die derzeit gebaut werden.
Eines davon ist das ExTlan-Projekt (Exoplaneten in Transiten und ihren Atmosphären) (ExTrA), das die neueste Ergänzung des La Silla-Observatoriums der ESO in Chile darstellt. Mit der Transit-Methode wird diese Einrichtung auf drei 60-Zentimeter-Teleskope zurückgreifen, um nach erdgroßen Exoplaneten um M-Sterne (Roter Zwerg) in der Milchstraße zu suchen. Diese Woche begann die Einrichtung mit dem Sammeln ihres ersten Lichts.
Die Transit-Methode (auch bekannt als Transit-Photometrie) besteht aus der Überwachung von Sternen auf periodische Helligkeitseinbrüche. Diese Einbrüche werden durch Planeten verursacht, die vor dem Stern (auch als Transit bezeichnet) relativ zum Beobachter vorbeiziehen. In der Vergangenheit war die Detektion von Planeten um Sterne vom Typ M mit dieser Methode eine Herausforderung, da rote Zwerge die kleinste und dunkelste Klasse von Sternen im bekannten Universum sind und den größten Teil ihres Lichts im nahen Infrarotbereich emittieren.
Diese Sterne haben sich jedoch auch als Schatzkammer erwiesen, wenn es um felsige, erdähnliche Exoplaneten geht. In den letzten Jahren wurden felsige Planeten um Sterne wie Proxima Centauri und Ross 128 entdeckt, während TRAPPIST-1 ein System von sieben felsigen Planeten hatte. Darüber hinaus gab es Studien, die darauf hinwiesen, dass potenziell bewohnbare felsige Planeten in der Umgebung von roten Zwergsternen sehr häufig sein könnten.
Im Gegensatz zu anderen Einrichtungen ist das ExTrA-Projekt aufgrund seiner Lage am Rande der Atacama-Wüste in Chile gut geeignet, um Vermessungen für Planeten um rote Dwrfs durchzuführen. Wie Xavier Bonfils, der leitende Forscher des Projekts, erklärte:
“La Silla wurde aufgrund der hervorragenden atmosphärischen Bedingungen als Standort der Teleskope ausgewählt. Die Art von Licht, die wir beobachten - nahes Infrarot - wird sehr leicht von der Erdatmosphäre absorbiert, daher benötigten wir die trockensten und dunkelsten Bedingungen, die möglich sind. La Silla passt perfekt zu unseren Spezifikationen.”
Darüber hinaus wird die ExTrA-Einrichtung auf einem neuartigen Ansatz beruhen, bei dem optische Photometrie mit spektroskopischen Informationen kombiniert wird. Diese besteht aus drei Teleskopen, die zum Vergleich Licht von einem Zielstern sammeln, und vier Begleitsternen. Dieses Licht wird dann durch optische Fasern in einen Mehrobjektspektrographen eingespeist, um es in vielen verschiedenen Wellenlängen zu analysieren.
Dieser Ansatz erhöht die erreichbare Präzision und trägt dazu bei, die störenden Auswirkungen der Erdatmosphäre sowie das durch Instrumente und Detektoren verursachte Fehlerpotential zu verringern. Über das Ziel hinaus, einfach Planeten zu finden, die vor ihren roten Zwergsternen durchqueren, werden die ExTrA-Teleskope auch die gefundenen Planeten untersuchen, um ihre Zusammensetzung und ihre Atmosphäre zu bestimmen.
Kurz gesagt, es wird helfen festzustellen, ob diese Planeten wirklich bewohnbar sind oder nicht. Wie Jose-Manuel Almenara, ein Mitglied des ExTrA-Teams, erklärte:
“Mit ExTrA können wir auch einige grundlegende Fragen zu Planeten in unserer Galaxie beantworten. Wir hoffen zu untersuchen, wie häufig diese Planeten sind, wie sich Mehrplanetensysteme verhalten und welche Umgebungen zu ihrer Entstehung führen.”
Das Potenzial, nach außersolaren Planeten um rote Zwergsterne zu suchen, ist eine immense Chance für Astronomen. Sie sind nicht nur der häufigste Stern im Universum und machen allein in unserer Galaxie 70% der Sterne aus. Sie sind auch sehr langlebig. Während Sterne wie unsere Sonne eine Lebensdauer von etwa 10 Milliarden Jahren haben, können rote Zwerge bis zu 10 Billionen Jahre in ihrer Hauptsequenzphase bleiben.
Aus diesen Gründen gibt es Menschen, die glauben, dass Sterne vom Typ M unsere beste Wahl sind, um auf lange Sicht bewohnbare Planeten zu finden. Gleichzeitig gibt es ungelöste Fragen, ob Planeten, die rote Zwergsterne umkreisen, aufgrund ihrer Variabilität und Neigung zum Aufflammen lange bewohnbar bleiben können oder nicht. Mit der Inbetriebnahme von ExTrA und anderen Instrumenten der nächsten Generation können Astronomen diese brennenden Fragen möglicherweise beantworten.
Wie Bonfils es aufgeregt ausdrückte:
“Mit der nächsten Generation von Teleskopen, wie dem Extrem Large Telescope von ESO, können wir möglicherweise die Atmosphäre von Exoplaneten untersuchen, die ExTra gefunden hat, um zu versuchen, die Lebensfähigkeit dieser Welten zu bewerten, um das Leben so zu unterstützen, wie wir es kennen. Das Studium der Exoplaneten bringt das, was einst Science-Fiction war, in die Welt der Science-Facts.”
ExTrA ist ein französisches Projekt, das vom Europäischen Forschungsrat und der französischen Agence National de la Recherche finanziert wird. Die Teleskope werden von Grenoble, Frankreich, aus ferngesteuert. Genießen Sie auch dieses Video der ExTrA, das mit freundlicher Genehmigung von ESOcast online geht:
