Das vergangene Jahr war eine aufregende Zeit für diejenigen, die auf der Suche nach außersolaren Planeten und potenziell bewohnbaren Welten sind. Im August 2016 bestätigten Forscher des European Southern Observatory (ESO) die Existenz des der Erde am nächsten gelegenen Exoplaneten (Proxima b). Einige Monate später (Februar 2017) folgte die Ankündigung eines Sieben-Planeten-Systems um TRAPPIST-1.
Die Entdeckung dieser und anderer außersolarer Planeten (und ihr Potenzial, Leben zu beherbergen) war ein übergeordnetes Thema auf der diesjährigen Breakthrough Discuss-Konferenz. Die Konferenz fand vom 20. bis 21. April statt und wurde vom Department of Physics der Stanford University veranstaltet und vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Breakthrough Initiatives gesponsert.
Breakthrough Initiatives wurde 2015 von Yuri Milner und seiner Frau Julia gegründet, um die Erforschung anderer Sternensysteme und die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) zu fördern. Sie bereiten nicht nur die erste Mission für ein anderes Sternensystem vor (Breakthrough Starshot), sondern entwickeln auch die weltweit fortschrittlichste Suche nach außerirdischen Zivilisationen (Breakthrough Listen).
Am ersten Tag der Konferenz wurden Präsentationen vorgestellt, die sich mit den jüngsten Entdeckungen von Exoplaneten rund um M-Sterne (auch bekannt als Roter Zwerg) befassten und welche möglichen Strategien verwendet werden, um sie zu untersuchen. Die Präsentationen befassten sich nicht nur mit der Fülle terrestrischer Planeten, die in den letzten Jahren um diese Arten von Sternen herum entdeckt wurden, sondern auch damit, wie und wann das Leben auf diesen Planeten bestätigt werden könnte.
Eine solche Präsentation trug den Titel „SETI-Beobachtungen von Proxima b und nahegelegenen Sternen“ und wurde von Dr. Svetlana Berdyugina moderiert. Dr. Berdyugina ist nicht nur Professor für Astrophysik an der Universität Freiburg und Mitglied des Kiepenheuer-Instituts für Sonnenphysik, sondern auch eines der Gründungsmitglieder der Planets Foundation - einem internationalen Team von Professoren, Astrophysikern, Ingenieuren und Unternehmern und Wissenschaftler, die sich der Entwicklung fortschrittlicher Teleskope widmen.
Wie sie im Verlauf der Präsentation angedeutet hat, könnten dieselben Instrumente und Methoden zur Untersuchung und Charakterisierung entfernter Sterne verwendet werden, um das Vorhandensein von Kontinenten und Vegetation auf der Oberfläche entfernter Exoplaneten zu bestätigen. Der Schlüssel hier ist - wie durch jahrzehntelange Erdbeobachtung gezeigt wurde - die Beobachtung des reflektierten Lichts (oder der „Lichtkurve“), das von ihren Oberflächen kommt.
Messungen der Lichtkurve eines Sterns werden verwendet, um zu bestimmen, welche Art von Klasse ein Stern ist und welche Prozesse in ihm ablaufen. Lichtkurven werden auch routinemäßig verwendet, um das Vorhandensein von Planeten um Sterne herum zu erkennen - auch bekannt als. die Transitmethode, bei der ein Planet, der vor einem Stern durchläuft, einen messbaren Helligkeitsabfall verursacht - sowie die Größe und Umlaufzeit des Planeten bestimmt.
Wenn die Lichtkurve von Welten wie Proxima b aus Gründen der planetaren Astronomie verwendet wird, können Astronomen nicht nur den Unterschied zwischen Landmassen und Ozeanen erkennen, sondern auch das Vorhandensein meteorologischer Phänomene erkennen. Dazu gehören Wolken, periodische Variationen der Albedo (d. H. Saisonale Veränderungen) und sogar das Vorhandensein photosynthetischer Lebensformen (auch bekannt als Pflanzen).
Beispielsweise absorbiert die grüne Vegetation, wie im obigen Diagramm dargestellt, fast alle roten, grünen und blauen (RGB) Teile des Spektrums, reflektiert jedoch Infrarotlicht. Diese Art von Verfahren wird seit Jahrzehnten von Erdbeobachtungssatelliten verwendet, um meteorologische Phänomene zu verfolgen, das Ausmaß von Wäldern und Vegetation zu messen, die Ausdehnung von Bevölkerungszentren zu verfolgen und das Wachstum von Wüsten zu überwachen.
Darüber hinaus bedeutet das Vorhandensein von durch Chlorophyll verursachten Biopigmenten, dass das reflektierte RGB-Licht stark polarisiert ist, während UR-Licht schwach polarisiert ist. Auf diese Weise können Astronomen den Unterschied zwischen Vegetation und etwas erkennen, das einfach eine grüne Farbe hat. Um diese Informationen zu sammeln, seien außeraxiale Teleskope erforderlich, die sowohl groß als auch kontrastreich sind.
Dazu gehört voraussichtlich das Colossus Telescope, ein Projekt für ein massives Teleskop, das von der Planets Foundation geleitet wird - und für das Dr. Berdyugina die Projektleitung übernimmt. Nach seiner Fertigstellung wird Colossus das größte optische und infrarote Teleskop der Welt sein, ganz zu schweigen von dem größten Teleskop, das für die Erkennung von extrasolarem Leben und außerirdischen Zivilisationen optimiert ist.
Es besteht aus 58 unabhängigen außeraxialen 8-Meter-Teleskopen, die ihre Teleskop-Interferometrie effektiv zusammenführen, um eine effektive Auflösung von 74 Metern zu bieten. Neben Colossus ist die Planets Foundation auch für den ExoLife Finder (ELF) verantwortlich. Dieses 40-m-Teleskop verwendet viele der gleichen Technologien wie Colossus und wird voraussichtlich das erste Teleskop sein, das Oberflächenkarten von nahe gelegenen Exoplaneten erstellt.
Und dann ist da noch das polarisierte Licht aus der Atmosphäre eines nahe gelegenen außerirdischen Planeten (PLANETS) -Teleskops, das derzeit in Haleakala, Hawaii, gebaut wird (voraussichtlich bis Januar 2018 fertiggestellt). Auch hier ist dieses Teleskop ein Technologiedemonstrator für das, was letztendlich dazu führen wird, dass Colossus Wirklichkeit wird.
Über die Planets Foundation hinaus wird erwartet, dass auch andere Teleskope der nächsten Generation hochwertige spektroskopische Untersuchungen entfernter Exoplaneten durchführen. Das bekannteste davon ist wohl das James Webb-Teleskop der NASA, das nächstes Jahr auf den Markt kommen soll.
Schauen Sie sich auch das Video von Dr. Berdyugina an:
