Gehe zu…
RSS Feed

21. November 2018

Zweite Erde: Wie uns NASA-Sonden der Entdeckung von Exo-Leben näher bringen




In Unkenntnis

„Vor 35 Jahren, als über die Entwicklung des Weltraumteleskops Kepler gesprochen wurde, kannten wir keinen einzigen Planeten außerhalb des Sonnensystems. Jetzt wurde festgestellt, dass es in der Galaxie mehr Planeten als Sterne gibt. Das Kepler-Teleskop zeigte, dass die künftigen Generationen eine reale Chance auf die Erforschung und Kolonisierung der Milchstraße haben“, zitiert die US-Luft- und Raumfahrtbehörde NASA den Forschungsleiter der Mission, William Borucki.

Bis zum Ende des vergangenen Jahrhunderts waren die Vorstellungen von der Galaxie ziemlich simpel. Astronomen meinten, dass sie Milliarden Sterne, einige schwarze Löcher, riesige Gas- und Staubnebel sowie Tausende Pulsare und andere ausgebrannte Sterne enthält. 

Fehlende Informationen über andere Welten ließen die Planetenforscher rätseln, welche einzigartige Bedingungen sich im Sonnensystem bildeten, damit dort gleich neun Planeten entstehen konnten.

Die ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems wurden nicht dort entdeckt, wo sie erwartet wurden – nahe des Pulsars PSR B1257+12 im Sternbild der Jungfrau. 1992 entdeckten polnische Astronomen ungewöhnliche Störungen bei der Frequenz seiner Radioblitze, was auf die Existenz zumindest eines Satelliten hinwies.

Weitere Beobachtungen dieses Objekts ließen die Quelle dieser Anomalien feststellen – zwei große steinige Planeten, die sich nahe dieses Pulsars drehten.

Diese Entdeckung stellte mehrere neue Fragen vor die Astronomen: Wie viele Planeten gibt es in der Milchstraße? Womit hängt diese unglaublich hohe Masse der Weltraum-Begleiter des Objekts zusammen? Gibt es Unterschiede zwischen den Planeten einfacher Sterne und Pulsare? Wie entstehen diese Himmelskörper? Gibt es dort Leben?

Lange Zeit begnügte man sich mit Hypothesen, weil die Planetenforscher keine Erfahrung  einer großangelegten „Zählung“ der Welten außerhalb des Sonnensystems hatten.

Weltraum-Zyklop

Klassische Mittel der Entdeckung von Planeten, die sich auf Verschiebungen im Lichtspektrum der Sterne und auf die Frequenz der Blitze von Pulsaren stützen, eigneten sich nur für die Suche nach einzelnen Planeten. Eine „Inventur“ allein des Umfeldes der Sonne hätte mehrere Jahrhunderte in Anspruch genommen.

Das wurde möglich dank der Entwicklung von Computertechnologien und neuer Methoden für die Suche nach Exoplaneten – die so genannte Transit-Methode, die die Präzision zugunsten der Geschwindigkeit opferte. Eine hohe Sensibilität der Kameras war ein sehr wichtiges Element der Transit-Methode, die darauf beruhte, dass die Helligkeit der fernen Sterne sinkt, wenn sich auf deren Scheibe ein bzw. mehrere Planeten bewegen.

Solche Ereignisse sind sehr schwer zu fixieren angesichts vieler zufälliger Faktoren bzw. Prozesse in den Sternen, die ihre Helligkeit beeinflussen. Neue statistische Methoden und große Kapazitäten der Computer sorgen dafür, dass dies nun festgestellt werden kann. Nach diesem Prinzip funktioniert das NASA-Weltraumteleskop Kepler, das 600 Mio. Dollar kostete und im März 2009 in den Orbit gebracht wurde. Es handelt sich faktisch um eine riesige Spiegel-Digitalkamera, die aus 42 Filmmatrizen besteht. Die Gesamtauflösung liegt bei 95 Megapixel, die gesamte Menge der zu erstellenden Angaben war so groß, dass das Teleskop nur rund fünf Prozent davon in Echtzeit an die Bodenstationen auf der Erde übermitteln konnte. Insgesamt wurden rund 530.000 Himmelskörper bis zu seiner Abschaltung Ende Oktober erforscht.

Schatten von Tausend Planeten

Was hat das Kepler-Teleskop entdeckt? Es stellte sich heraus, dass fast alle Vorstellungen der Planetenforscher davon, wie die Planeten aussehen könnten und wie häufig sie anzutreffen seien, oft teilweise bzw. völlig fehlerhaft waren.

Borucki zufolge zeigten bereits die ersten Jahre des Kepler-Einsatzes, dass es in der Galaxie Milliarden Planeten gibt. Nach aktuellen NASA-Einschätzungen gibt es in der Milchstraße mehr Planeten als Sterne.

Im Laufe seines neun Jahre dauernden Einsatzes entdeckte das Kepler-Teleskop rund 5500 mögliche Planeten, darunter Dutzende potentielle Analoga zur Erde, die sich innerhalb der „Lebenszone“ befinden. Rund die Hälfte davon wurde als vollwertige Exoplaneten anerkannt – ihre Existenz wurde durch Beobachtungen mit anderen Teleskopen bestätigt.

Zudem weisen die Angaben dieser „Inventur“ darauf hin, dass Exoplaneten, die der Erde ähnlich sind, in der Galaxie deutlich häufiger anzutreffen sind als die Wissenschaftler geahnt hatten. Es hieß bislang, dass die verbreitetsten Planeten die so genannten „heißen Jupiter“ sein sollen. So nennen Wissenschaftler riesige Planeten, die sich äußerst nahe der Sonne drehen und extrem hohe Temperaturen haben.

Dank dem Kepler-Teleskop wurde festgestellt, dass dem nicht so ist. Kleinere steinige Planeten drehen sich fast um jeden zweiten Stern, der der Sonne ähnelt — „heiße Jupiter“ sind seltener anzutreffen. Allerdings gehören fast alle diese Planeten zu so genannten „Supererden“, deren Masse um das Drei- bzw. Vierfache größer als der Erde ist. Über ihre Struktur, Zusammensetzung und Eigenschaften weiß man jedoch bislang nichts.

Eine weitere Überraschung hing damit zusammen, wo sich diese „unklaren“ Planeten befinden  – ein Teil davon erwies sich als „Bewohner“ der Doppel- und Trippel-Sternensysteme, eine Art Analoga von „Tatooine“ aus dem erfundenen „Star Wars“-Universum.

Zuvor meinten die meisten Wissenschaftler, dass sich bei solchen Sternen wegen Gravitations-Instabilität im Prinzip keine Planeten bilden können, doch „Kepler“ entdeckte ein Dutzend solcher Sternensysteme und Hinweise auf die Existenz der „Tatooine“-Analoga der Erde.

Darüber hinaus entdeckte das Teleskop einige andere exotische Planetenfamilien, die den Glauben der Astronomen an die Einmaligkeit des Sonnensystems ins Wanken brachte. Die Drehung der Planeten im System Kepler-80 wurde beispielsweise so synchronisiert, dass sie sich alle 27 Tage in ein und dieselbe Figur bringen – auf ähnliche Weise sind Pluto und Neptun sowie Jupiter und mehrere Kometen verbunden.

Die Orbits der zwei „Supererden“ liegen im Kepler-36-System so nahe beieinander, dass sie sich fast berühren, doch es kommt nie zu einem Zusammenstoß wegen der synchronen Drehung. Noch exotischer sieht das Sternensystem Kepler-90 aus – es besteht aus acht kleinen und großen Planeten — ebenso wie das Sonnensystem —, würde aber im Raum zwischen der Sonne und der Erde bzw. zwischen den Orbits von Mars und Jupiter Platz finden.

Einzigartige Erde

Die Entdeckung dieser ungewöhnlichen Systeme sowie das Fehlen der direkten Analoga des Sonnensystems bewegten Wissenschaftler zu Gedanken darüber, wie einmalig die Erde, Venus, Mars und andere Planeten unseres Sonnensystems sind.

„Kepler“ und andere orbitale Teleskope bieten leider keine Antwort auf diese Frage —  aus zwei Gründen. Sie können neue Planeten entdecken, aber lassen nicht verstehen, wie diese Planeten aussehen und ob es dort „Bausteine“ für Leben gibt. Zudem kann nicht gezählt werden, wie viele Supererden und andere „exotische“ Welten, die der Erde nicht ähnlich sind, in der Galaxie anzutreffen sind.

Gut möglich ist, dass es in der Tat noch mehr kleinere Planeten gibt, die der Erde nach der Größe ähnlich sind, wodurch das Sonnensystem noch einzigartiger erscheint. Bislang ist es laut dem Professor der University of Colorado, Phil Armitage, unmöglich, diese Idee zu beweisen bzw. zu widerlegen.

Auf der anderen Seite wurden einige Antworten auf diese schwierige Frage in der NASA dank einer weiteren Mission erhalten –  der Raumsonde Dawn, der ersten „mehrfach einsetzbaren“ interplanetaren automatisierten Station.

Die Raumsonde Dawn wurde im September 2007 gestartet, im Juli 2011 erreichte die Sonde erstmals in der Geschichte den Orbit um Vesta –  eines Asteroiden des Hauptgürtels. Nach fünf Jahren erreichte Dawn  den Zwergplaneten Ceres und blieb auf dessen Orbit bis zum Herbst dieses Jahres.

Wie sind diese zwar großen, jedoch kaum ungewöhnlichen Himmelskörper des Sonnensystems mit den Entdeckungen des Kepler-Teleskops und mit der Erforschung der Exoplaneten verbunden? Die von der Dawn-Sonde gesammelten Angaben zeigten, dass die beiden Zwergplaneten so genannte „gescheiterte“  Planeten-Keime waren, die sich einst in die Erde, ihre „große Schwester“, bzw. in Riesen-Planeten hätten verwandeln können.

Tausende solche „Embryonen“ entstanden während der ersten Etappe der Entstehung des Sonnensystems und anderer Planetenfamilien. Ihr weiteres Schicksal hing von vielen Parametern ab, darunter von der Entfernung von der Sonne, von der Entstehungszeit, der chemischen Zusammensetzung und von anderen Merkmalen, deren Spuren im Stoff von Ceres und Vesta bestehen blieben.

Erste solche Spuren wurden von der Dawn-Sonde im Krater Rheasilvia auf dem Südpol des Asteroiden Vesta vor fast sieben Jahren entdeckt. Da wurden nicht nur Wasservorräte, sondern auch Hinweise entdeckt, dass im Kern, Mantel und Kruste von Vesta Magma-Gestein zu finden ist, das sich nur während „heißer“ geologischer Prozesse bilden kann.

Das bestätigte die „Embryonen-Natur“ dieses Zwergplaneten — und das sich solche Himmelskörper in den ersten Augenblicken der Existenz des Sonnensystems bildeten. Diese Entdeckung  reduzierte bedeutend die Zahl der möglichen Varianten der Bildung der Erde, der Supererden und anderer Exoplaneten.

Zudem zeigte die weitere Erforschung der Vesta-Oberfläche, dass sie mit einem „Staub-Mantel“ bedeckt werden könnte, der vor Sonnenwind schützt und aus dem primären Stoff des Sonnensystems besteht. Das Erhalten von Proben würde es ermöglichen, die Unbestimmtheit noch mehr zu klären.

Der Flug der Dawn-Sonde zu Ceres ließ zudem feststellen, dass rund die Hälfte dieses Zwergplaneten mit großen Vorräten an organischen Molekülen bedeckt ist, woran früher kaum jemand geglaubt hatte.

Das vereinfacht bedeutend die Suche nach der Antwort auf die wichtigste Frage über die Entstehung des Lebens auf der Erde – woher tauchten auf der Erde die „Bausteine“ auf? Laut Dawn-Entdeckungen waren sie da von Anfang an anwesend bzw. wurden von ähnlichen Protoplanetenkörpern gebracht, mit denen die Erde in den ersten Augenblicken ihres Lebens kollidierte.

Laut Vertretern der beiden Missionen ist die Menge der gesammelten Forschungsdaten so groß, dass die Wissenschaftler die Analyse noch nicht abgeschlossen haben. Vielleicht stecken darin noch weitere interessante Entdeckungen, die die Menschheit zur Antwort auf die Hauptfragen näher bringen: Wie einzigartig sind wir? Gibt es noch anderes Leben im Universum?





Source link

Free Download WordPress Themes
Premium WordPress Themes Download
Download Nulled WordPress Themes
Free Download WordPress Themes
download udemy paid course for free

Schlüsselwörter:, , , , , ,

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Weitere Geschichten ausAllgemein