CHEOPS: Neues Weltraumteleskop untersucht ferne Planeten um helle Sterne

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Künstlerische Darstellung der CHEOPS-Mission (Illu.). Copyright: ESA/ATG medialab

Künstlerische Darstellung der CHEOPS-Mission (Illu.).
Copyright: ESA/ATG medialab

Köln (Deutschland) – Am 18. Dezember 2019 ist das europäische Weltraumteleskop “CHEOPS“ ins All gestartet und soll fortan hunderte heller Sterne untersuchen, auf deren Umlaufbahnen bereits mit anderen Teleskopen Planeten entdeckt wurden.

In ca. 800 Kilometern Höhe wird der „CHaracterising ExOPlanets Satellite“ in einer Umlaufbahn über der Tag- und Nachtgrenze (Terminator) kreisen und von hier aus über dreieinhalb Jahre etwa 500 helle Sterne beobachten und ihre Planeten charakterisieren.

Wie das an CHEOPS beteiligte Deutsche Zenrum für Luft und Raumfahrt (DLR) berichtet, misst CHEOPS winzige Helligkeitsänderungen im Licht der beobachteten Sterne, wie sie entstehen, wenn ein Planet während eines sogenannten „Transits“ vor der „Sonnenscheibe“ seines Sterns vorbeizieht. Diese Helligkeitsschwankung lassen sich dann analysieren und auswerten.

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„Die CEHOPS-Mission konzentriert sich dabei auf Sterne, um die Planeten im Größenbereich zwischen Erde und Neptun kreisen, also Planeten mit Durchmessern von zirka 10.000 bis etwa 50.000 Kilometern. Aus den Messungen des Verlaufs der Helligkeitskurven während des Transits vor ihrem Stern können die Wissenschaftler die Größe der am Stern vorbeiziehenden Planeten bestimmen. Diese Daten, zusammen mit bereits durch andere Beobachtungsmethoden gewonnene Informationen zu den Massen der Planeten, ermöglicht es darüber hinaus ihre Dichte zu bestimmen, eines der wichtigsten Kriterien zur Charakterisierung eines unbekannten Planeten. Damit lassen sich diese Welten außerhalb unseres Sonnensystems erstmals genauer verstehen. Denn die Dichte eines Planeten liefert wichtige Hinweise auf seine Zusammensetzung und Struktur – etwa ob er überwiegend aus Gestein besteht und im Inneren einen Kern aus Metall besitzt, ob sich auf dem Planeten vielleicht sogar große Ozeane befinden, oder ob er sich hauptsächlich aus Gasen zusammensetzt.“

Zudem soll CHEOPS die Planeten nicht nur während ihrer Transits, sondern auch dann beobachten, wenn sie in ihrem Orbit zu beiden Seiten ihres Sterns stehen und von diesem angeleuchtet werden. Anhand der so messbaren Lichtkurven wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dann Rückschlüsse auf die Existenz von Atmosphären ziehen und nach Möglichkeit sogar herausfinden, ob der Planet Wolken in seiner Atmosphäre besitzt.

Die Missionsdauer soll zunächst dreieinhalb Jahre betragen. Neben den Messungen und Beobachtungen durch das CHEOPS-Wissenschaftsteam sind auch 20 Prozent der Beobachtungszeit für externe Wissenschaftler aus der ganzen Welt reserviert.

CHEOPS ist zugleich die erste von drei europäischen Missionen zur Erforschung von Exoplaneten: Für 2026 ist der Start des ESA-Weltraumteleskops “PLATO” (PLanetary Transits and Oscillations of stars) geplant, mit dem die europäische Raumfahrtagentur nach erdähnlichen Planeten in unserer kosmischen Nachbarschaft suchen will (…GreWi berichtete). Mit 26 Einzeloptiken und Kameras ausgerüstet, wird das im Vergleich zu CHEOPS deutlich aufwendigere Weltraumteleskop als erstes Instrument erdgroße Planeten in der „habitablen“, also lebensfreundlichen Zone von sonnenähnlichen Sternen suchen – genau dort also, wo flüssiges Wasser – und damit die Grundlage zumindest des uns bekannten irdischen Lebens – auf Planetenoberflächen existieren kann. PLATO sucht also sozusagen nach der berühmten „zweiten Erde“ und soll darüber hinaus das Alter von Planetensystemen genauer als bisher bestimmen. 2028 soll dann mit der „Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission“ (ARIEL) ein weiteres Weltraumteleskop der ESA folgen, dessen Schwerpunkt die Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten sein wird. Auf diese Weise soll in den 2020er-Jahren ein umfangreicher Katalog mit den genauen Angaben von Orbit, Radius, Masse, Dichte und Alter der Planeten entstehen sowie für Gasplaneten mit Angaben zur Zusammensetzung ihrer Atmosphären.

– Die CHEOPS-Seite der Universität Bern finden Sie HIER
– Die CHEOPS-Seite der ESA finden Sie HIER

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Quelle: DLR, ESA, Universität Bern

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