Amerikanische, britische und deutsche Astronomen haben erstmals gezeigt, dass sie mit einem „David“ unter den erdgebundenen Teleskopen Erkenntnisse bei der Erforschung fremder - möglicherweise erdähnlicher - Planeten gewinnen können, die den Leistungen eines Goliath entsprechen. Ihre Arbeit, die sie im heutigen „Nature“ Heft*) veröffentlichen, wird die Suche nach organischen „Lebens“-Molekülen auf Exoplaneten – damit bezeichnet man Planeten um fremde Sterne- um Jahre nach vorne katapultieren.
Mit dem 30 Jahre alten Infrarotteleskop der National Aeronautics and Space Administration
(NASA) auf dem Vulkan Mauna Kea in Hawaii, dessen Hauptspiegel einen Durchmesser von „nur“ drei
Metern hat, haben die Wissenschaftler organische Moleküle in der Atmosphäre des 63 Lichtjahre
entfernten jupitergroßen Gasplaneten HD 189733b identifiziert. Für ein erdgebundenes Teleskop ist
das ein bislang beispielloser Erfolg. „Die Tatsache, dass wir ein vergleichsweise kleines Teleskop
benutzt haben, macht Hoffnung, dass wir mit großen erdgebundenen Teleskopen und deren exzellenten
Instrumenten von der Erde aus organische Moleküle in den Atmosphären erdähnlicher fremder Planeten
charakterisieren können“, freut sich Mark Swain vom NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) in
Kalifornien. Bislang waren solche Untersuchungen nur mit satellitengestützten Weltraumteleskopen
möglich.
Neue Auswertetechnik mit Stuttgarter Know-how
Der Schlüssel zum Erfolg ist eine neue Auswertetechnik von Pieter Deroo vom JPL, an
deren Entwicklung unter anderen auch Daniel Angerhausen vom Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der
Universität Stuttgart mitgewirkt hat. Mit Hilfe dieser neuen Technik ist es möglich, das extrem
schwache Signal des eigentlichen Exoplaneten von dem dominanten Hintergrund der Erdatmosphäre
optimal zu trennen.
Zurzeit sind rund 400 Exoplaneten bekannt, die meisten davon sind jupiterähnliche Gasriesen;
einige davon könnten aber auch so genannte „Supererden“ sein: riesige Gesteinsplaneten mit einer –
wie auch immer gearteten - Atmosphäre. Auch HD 189733b ist ein jupiterähnlicher Gasriese, der
seinen sonnenähnlichen Zentralstern in der Konstellation
Füchschen alle 2,2 Tage umkreist. Verschiedene Weltraumteleskope
hatten bereits Fingerabdrücke von Wasser, Methan und Kohlendioxid in seiner Atmosphäre gefunden.
Das Team um Mark Swain hat HD 189733b am 11. August 2007 unter anderem in einem bis dahin nicht
abgedeckten infraroten Wellenlängenbereich beobachtet und dort eine starke Methanemission entdeckt,
die auf eine starke Aktivität in der Planetenatmosphäre hinweist. Die genauen Ursachen hierfür
sollen mit weiteren Beobachtungen geklärt werden. „Das ist nur ein Vorgeschmack auf die
Überraschungen, die wir bei der Erforschung von Exoplaneten noch erleben werden“, prognostiziert
Swain.
Auch Daniel Angerhausen vom IRS wird weiter in diesem Bereich forschen. Zusammen mit seinen
amerikanischen Kollegen will er zunächst die neue Analysemethode weiter optimieren und dann auf
eigene Beobachtungsdaten anwenden. „Endlich haben wir ein Werkzeug an der Hand, mit dem wir die
Stecknadeln im Heuhaufen unserer Datensätze finden können“, freut sich der Stuttgarter Physiker und
Astronom. Die Verwendung von satelliten- oder flugzeuggestützten Observatorien wie die fliegende,
amerikanisch-deutsche Infrarotsternwarte SOFIA (Stratosphären Observatorium Für
Infrarot-Astronomie) ist trotzdem weiterhin unbedingt nötig. SOFIA zum Beispiel, deren
Betriebszentrum an der Universität Stuttgart angesiedelt ist, eignet sich hervorragend, Planeten
anderer Sterne genauestens zu untersuchen. SOFIA arbeitet einerseits – wie Satelliten –
oberhalb der störenden Erdatmosphäre und andererseits verfügt sie über die nötigen
Instrumente, um alle relevanten Wellenlängenbereiche ausgiebig studieren zu können. Außerdem hat
SOFIA als flugzeuggestütztes Observatorium den unschlagbaren Vorteil, dass sie grundsätzlich an
jeden Ort der Erde fliegen kann, an dessen Nachthimmel Exoplaneten aktuell beobachtet werden
können. Alle anderen Teleskope sind an einen bestimmten Ort auf der Erde oder einen Orbit im All
gebunden.
Weitere Informationen und Bilder bei:
Daniel Angerhausen, Tel. 0711/685-60335
e-mail:
angerhausen@dsi.uni-stuttgart.de
oder
Dörte Mehlert Tel. 0711/685-669632
e-mail:
mehlert@dsi.uni-stuttgart.de sowie
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-038
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Fond: 50OK0901) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut(DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA).
*) Seth Redfield, Extrasolar planets: Fluorescent methane spotted, Nature 463 (4 February 2010), doi:10.1038/463617a; http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7281/full/463617a.html
