First Light: SPECULOOS-Teleskope beginnen Suche nach lebensfreundlichen Planeten um nahe Zwergsterne

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Die Teleskope des SPECULOOS Southern Observatory blicken in den Nachthimmel über der Atacama-Wüste, Chile.
Copyright: ESO/ P. Horálek

Liege (Belgien) – Am Paranal-Observatorium der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Nordchile haben die vier Teleskope der SPECULOOS-Südsternwarte (SSO) ihre ersten Beobachtungen gestartet, mit denen Astronomen nach erdgroßen, lebensfreundlichen Planeten um nahe ultrakühle Sterne  – sog. Braune Zwerge – suchen werden.

Gestartet wurde die Arbeit am SSO mit den ersten Test- und Kalibrierungsaufnahmen – einem Vorgang, der als „First Light“ bezeichnet wird. „Nach Abschluss dieser Phase der Inbetriebnahme wird diese neue Familie von Planetensuchern den wissenschaftlichen Betrieb aufnehmen, der im Januar 2019 beginnt“, berichtet die ESO-Pressemitteilung.

Hintergrund
Das SSO ist das Herzstück eines neuen Exoplaneten-Jagdprojekts namens „Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOOl Stars (SPECULOOS)“ und besteht aus vier Teleskopen, die mit 1-Meter-Hauptspiegeln ausgestattet sind. Die Teleskope – benannt nach den vier galileischen Monden des Jupiter: Io, Europa, Ganymed und Callisto – genießen makellose Beobachtungsbedingungen auf dem Paranal-Gelände, das auch das Flaggschiff, das Very Large Telescope (VLT) der ESO beherbergt. Der Paranal bietet einen nahezu perfekten Standort für die Astronomie, mit dunklem Himmel und einem stabilen, trockenen Klima.

Bislang wurden nur wenige Exoplaneten um Braune Zwegsterne, und noch weniger dieser Planeten liegen innerhalb der habitablen – also lebensfreundlichen – Zone ihres Muttersterns. Doch obwohl diese leuchtschwachen Sterne nur schwer zu beobachten sind, so gibt es sie doch im Überfluss – sie machen etwa 15% der Sterne im nahen Universum aus.

Rund 1.000 solcher Sterne, soll SPECULOOS nun auf der Suche nach dortigen erdgroßen bewohnbaren Planeten erforschen – darunter die uns nächstgelegenen, hellsten und kleinsten dieser Art von Sternen.

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„SPECULOOS ermöglicht es uns, erdähnliche Planeten zu entdecken, die regelmäßig einige unserer kleinsten und kühlsten Nachbarsterne bedecken“, erklärte Michaël Gillon von der Universität Lüttich und Forschungsleiter des Projekts SPECULOOS. „Das ist eine einzigartige Gelegenheit, die Geheimnisse dieser nahen Welten zu ergründen.“

Nach den Planeten such wird SPECULOOS wird mit Hilfe der sog. Transitmethode nach Exoplaneten suchen: „Wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, blockiert er einen Teil des Sternenlichts – im Grunde genommen verursacht er eine kleine partielle Sonnenfinsternis – was zu einer geringen aber erkennbaren Abdunkelung des Sterns führt. Exoplaneten von kleineren Sternen blockieren während eines Vorbeizugs einen größeren Anteil des Sternlichts, so dass diese periodischen Finsternisse viel leichter zu erkennen sind als die von größeren Sternen.“

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Bisher hatte nur ein kleiner Bruchteil der mit dieser Methode nachgewiesenen Exoplaneten Erdgröße oder weniger. Durch die geringen Durchmesser der untersuchten Sterne im SPECULOOS-Programm in Kombination mit der hohen Empfindlichkeit der neuen Teleskope können jedoch Exoplaneten von der Größe der Erde innerhalb der habitablen Zone dieser Sterne nachgewiesen werden.

Bei der „habitablen Zone“ handelt es sich um jene Abstandsregion um einen Stern, innerhalb deren ein Planet diesen Stern umkreisen muss, damit aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser – und damit zumindest die Grundlage des irdischen Lebens – existieren kann.

Solche Planeten eignen sich dann besonders gut für Folgebeobachtungen mit großen boden- oder weltraumgestützten Teleskopen.

„Unsere Teleskope sind mit Kameras ausgestattet, die im nahen Infrarot hochempfindlich sind“, erklärt Laetitia Delrez vom Cavendish Laboratory, Cambridge, einer Co-Verantwortlichen im SPECULOOS-Team. „Diese Strahlung liegt ein wenig jenseits dessen, was das menschliche Auge erkennen kann. Die leuchtschwachen Sterne, die SPECULOOS anvisieren wird, strahlen primär in diesem Bereich.“

Das Projekt wird von den beiden TRAPPIST 60-cm-Teleskopen unterstützt, eines am ESO-Observatorium La Silla und das andere in Marokko [3]. Das Projekt wird zu absehbarer Zeit auch die Sternwarte SPECULOOS-Nord und SAINT-Ex umfassen, die sich derzeit auf Teneriffa, Spanien, bzw. in San Pedro Mártir, Mexiko, im Bau befinden. Zudem besteht auch Potenzial für eine spannende zukünftige Zusammenarbeit mit dem Extremely Large Telescope (ELT), dem zukünftigen Flaggschiffteleskop der ESO, das derzeit auf dem Cerro Armazones gebaut wird. Das ELT wird in der Lage sein, die von SPECULOOS entdeckten Planeten in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit zu beobachten – vielleicht sogar ihre Atmosphäre zu analysieren.

„Diese neuen Teleskope werden es uns ermöglichen, die nahegelegenen erdähnlichen Welten im Universum genauer zu erforschen, als wir es uns noch vor zehn Jahren hätten vorstellen können“, schloss Gillon. „Das sind ungeheuer aufregende Zeiten für die Exoplanetenforschung.“

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