Riesenteleskop soll Ziele für interstellare Sonden ausspähen

10. Jänner 2017, 19:18
105 Postings

Vorbereitung für Projekt, bei dem winzige Flugkörper zu erdnahen Exoplaneten geschickt werden sollen

Garching – Im vergangenen August haben Astronomen die Entdeckung eines potenziell erdähnlichen Exoplaneten um den sonnennächsten Stern Proxima Centauri verkündet. Seither wird spekuliert, ob es auf der 4,25 Lichtjahre entfernten Welt auch Leben geben könnte. Auch der ebenfalls sehr nahe Stern Alpha Centauri könnte Exoplaneten beherbergen, die günstige Bedingungen bieten, doch hier steht eine Bestätigung noch aus.

In jedem Fall stellen derart nahe Sternsysteme für Juri Milners ambitionierte Initiative lohnenswerte Ziele dar: Der russische Milliardär möchte in den kommenden Jahrzehnten kleine Sonden losschicken, die binnen 20 Jahren die Sterne und deren Planeten erreichen und von dort Bilder zur Erde schicken sollen.

Um zu prüfen, ob so eine interstellare Mission mit den derzeit verfügbaren technischen Mitteln überhaupt möglich ist, hat Milner das auch von dem britischen Physiker Stephen Hawking unterstützte Projekt Breakthrough Starshot ins Leben gerufen und zunächst mit 100 Millionen Dollar finanziert. Geplant ist ein winziger Flugkörper, der per Lichtsegel und auf der Erde stationierten Lasern angetrieben wird.

Zielplaneten unter der modifizierten Lupe

Bevor die Sonden allerdings losgeschickt werden, sollen die Zielgebiete noch genauer unter die Lupe genommen werden. Dafür hat Breakthrough Initiatives mit der Europäischen Südsternwarte ESO eine Vereinbarung zur Adaptierung der Instrumentierung des Very Large Telescope in Chile unterzeichnet. Damit soll die Suche nach möglichen Exoplaneten im Sternsystem Alpha Centauri möglich werden.

Die Vereinbarung umfasst finanzielle Unterstützung für das Instrument VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared), das am Very Large Telescope (VLT) der ESO installiert ist. Durch eine Modifizierung soll die Leistungsfähigkeit des Instruments deutlich verbessert werden, so dass es um Alpha Centauri nach potentiell bewohnbaren Welten suchen kann. Das Abkommen sieht auch Beobachtungszeit am Teleskop für ein für 2019 geplantes umfangreiches Suchprogramm vor.

Ultraschnelle Nanocraft

Das größte Interesse des Breakthrough Starshot-Programms besteht darin, herauszufinden, wo sich die nächsten Exoplaneten befinden. Das Forschungs- und Entwicklungsprogramm wurde im April 2016 gestartet und hat zum Ziel, die Machbarkeit von ultraschnellen, lichtgetriebenen sogenannten "Nanocraft" zu belegen. Damit sollen die Voraussetzungen für einen Start zum Alpha Centauri-System innerhalb einer Generation geschaffen werden.

Der Nachweis einer bewohnbaren Welt stellt für Wissenschafter eine große Herausforderung dar, da in einem Planetensystem der Zentralstern um einiges heller leuchtet als die von ihm angestrahlten Exoplaneten. Eine Möglichkeit, dieses Problem teilweise zu umgehen, ist die Beobachtung im mittleren Infrarot-Wellenlängenbereich. Da der Exoplanet aufgrund seiner Eigenwärme in diesem Wellenlängenbereich um einiges heller leuchtet als im sichtbaren Licht, ist der Helligkeitsunterschied zwischen ihm und seinem Zentralstern geringer. Aber selbst im mittleren Infrarot-Wellenlängenbereich ist der Stern noch millionenfach leuchtkräftiger als der Exoplanet, den man entdecken möchte, weshalb ein bestimmtes technisches Verfahren notwendig ist, um das Licht des Sterns auszublenden.

Sobald es technisch modifiziert und die Bildqualität mit Adaptiver Optik deutlich verbessert wurde, wird das am VLT bereits vorhandene Infrarot-Instrument VISIR solche Beobachtungen möglich machen. Das Verfahren, dass das Licht vom Stern verringern und damit das Signal des potentiellen Gesteinsplaneten sichtbar machen soll, wird als Koronagrafie bezeichnet. Breakthrough Initiatives wird für einen Großteil der Entwicklungskosten sowie notwendige Technologien aufkommen, im Gegenzug stellt die ESO die benötigten Beobachtungsmöglichkeiten sowie Teleskopzeit zur Verfügung.

Technische Aufrüstung des VLT

Zu der neuen Hardware gehört auch ein Instrumentenmodul, das beim Unternehmen Kampf Telescope Optics (KTO) in München in Auftrag gegeben wurde und den Wellenfrontsensor sowie neuartige Detektor-Kalibriervorrichtungen beinhaltet. Außerdem gibt es Pläne für einen neuen Koronagrafen, der in Zusammenarbeit mit der Universität Liège in Belgien und der Universität Uppsala in Schweden entwickelt werden soll.

Potentiell bewohnbare Welten, die andere Sterne umkreisen, zu entdecken und zu untersuchen, wird eines der vorrangigen wissenschaftlichen Ziele des sich im Bau befindlichen European Extremely Large Telescope (E-ELT) sein. Obwohl das größere E-ELT unverzichtbar sein wird, um von kleinen Objekten in großer Entfernung innerhalb der Milchstraße Aufnahmen anfertigen zu können, reicht die Lichtsammelleistung des VLT bereits aus, um einen Exoplaneten um unseren nächsten Stern, Alpha Centauri, abzubilden.

Die Entwicklungen von VISIR werden auch für das zukünftige METIS-Instrument von Vorteil sein, das am E-ELT montiert werden soll, da das gewonnene Wissen und der Beweis der Umsetzbarkeit direkt übertragbar sein werden. Sollten solche Exoplaneten existieren, könnte die enorme Größe des E-ELT es METIS ermöglichen, Objekte von der Größe des Mars in einer Umlaufbahn um Alpha Centauri sowie andere potentiell bewohnbare Exoplaneten um andere nahe Sterne zu entdecken und zu untersuchen. (red, 10.1.2017)

  • Das Alpha-Centauri-System liegt nur 4,34 Lichtjahre entfernt. Juri Milner hofft, den Doppelstern mit kleinen lichtgetriebenen Sonden zu erreichen. Ob es sich überhaupt lohnt, dorthin zu reisen, sollen künftige Beobachtungen mit den VLT in Chile ergeben.
    foto: eso/b. tafreshi (twanight.org)/digitized sky survey 2

    Das Alpha-Centauri-System liegt nur 4,34 Lichtjahre entfernt. Juri Milner hofft, den Doppelstern mit kleinen lichtgetriebenen Sonden zu erreichen. Ob es sich überhaupt lohnt, dorthin zu reisen, sollen künftige Beobachtungen mit den VLT in Chile ergeben.

Share if you care.