Mars Perseverance Sol 803 – Linke Mastcam-Z-Kamera : Dieses von der Mastcam-Z-Kamera aufgenommene Bild zeigt unseren ersten Probenversuch, der in der Röhre sichtbar ist. Dieses Bild wurde am 24. Mai 2023 (Sol 803) aufgenommen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/ASU . Bild herunterladen >
Kürzlich kämpfte Perseverance auf dem Mars mit der Probenahme eines bröckeligen Steins und setzte unsere Felsbrocken-Bonanza fort!
Hmm. After two tries drilling this pebbly outcrop, it seems this crumbly rock doesn’t want to hold together for a core sample. I’ll look for something similar at another spot nearby.
— NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) June 8, 2023
Hmm. Nach zwei Bohrversuchen in diesem kiesigen Felsvorsprung scheint es, als ob dieses bröckelige Gestein für eine Kernprobe nicht zusammenhalten will. Ich werde an einer anderen Stelle in der Nähe nach etwas Ähnlichem suchen. Why are pebbles so enticing? go.nasa.gov/3OVzUhO Where to next? go.nasa.gov/42BHPEk
Wir haben den Onahu-Aufschluss in den letzten drei Wochen erkundet und zuvor eine Abtragung namens Ouzel Falls durchgeführt . Anhand dieses Abriebs konnten wir erkennen, dass es sich bei dem Gestein höchstwahrscheinlich um ein Konglomerat handelte, das eine Probenahme wert war, das aber wahrscheinlich auch bröckelig war. Das Team entschied sich daher dafür, den Rover in einem Winkel zu fahren und neu zu positionieren, der es begünstigt, Steine in das Probenröhrchen zu bringen (und weg von den Teilen des Rovers, da Kieselsteine in unserem Karussell dem Team zuvor einige Kopfschmerzen bereiteten , bevor wir sie schließlich entfernten) .). Wir haben auch zusätzliche Mastcam-Z-Aufnahmen der Röhre hinzugefügt (siehe Bild oben), um zu bestätigen, dass das Gestein dort hineingelangt ist, bevor wir die Probe versiegelt haben. Obwohl Gestein sichtbar ist, haben wir nur ca. 1,3 cm Probe entnommen, weshalb wir uns für einen erneuten Probenahmeversuch an der Abriebstelle bei Ouzel Falls entschieden haben. Leider entzieht sich uns dieses bröckelige Konglomerat weiterhin! Wir werden daher etwa 40 m zu einem Ort namens Stone Man Pass fahren und prüfen, ob dort Konglomerate vorhanden sind, die für die Probenahme von Interesse sind.
Zusätzlich zu unseren Probenahmeversuchen haben wir Mastcam-Z und SuperCam verwendet, um andere Felsbrocken in der Nähe zu beobachten . Dazu gehört ein Felsen, den wir „Crystal Lake“ genannt haben, der eine interessante Oberflächenstruktur aufweist und möglicherweise aus zwei verschiedenen Gesteinsarten besteht; und „Milner Pass“, was zu haben scheintviolette Beschichtungen .
Als nächstes machen wir uns auf den Weg zur „Margin Unit“, den karbonathaltigen Gesteinen am inneren Rand von Jezero. Bei unserem letzten Stopp am Echo Creek entdeckten wir Gesteine, die mit der krummlinigen Einheit übereinstimmen , und so warten wir immer noch voller Vorfreude darauf, auf die Randeinheit zu stoßen. Es wird angenommen, dass die Randeinheit mit einer regionalen, olivin- und karbonatreichen Einheit zusammenhängt, die sich über Tausende von Quadratkilometern erstreckt. Daher wird uns die Beurteilung, ob diese Vorkommen dem olivinreichen Séítah ähneln oder etwas Neues sind, uns helfen, sowohl die Geschichte von Jezero als auch der Umgebung zu verstehen.
Mars 2020 ist im Vergleich zu früheren Rover-Missionen insofern einzigartig, als wir zwar die Freiheit haben, die Erde zu erkunden, Perseverance sich aber irgendwann mit dem Probenrückgabefahrzeug treffen wird, um unsere Proben für die Rückführung zur Erde zu übergeben . Bei dieser Mission handelt es sich um einen Marathon, nicht um einen Sprint. Deshalb nehmen wir uns die Zeit, die Stopps auf dem Weg zu genießen!
Dieses Bild wurde am 6. Juni 2023 (Sol 815) zur lokalen mittleren Sonnenzeit von 12:30:54 Uhr aufgenommen. Bildnachweis: NASA/JPL-CaltechDer Mars-Rover Perseverance der NASA hat dieses Bild des Gebiets vor ihm mit seiner Bordkamera A zur Gefahrenvermeidung vorne links aufgenommen .
Dieses Bild wurde am 4. Juni 2023 (Sol 813) zur lokalen mittleren Sonnenzeit von 16:14:43 Uhr aufgenommen. Bildnachweis: NASA/JPL-CaltechDer Mars-Rover Perseverance der NASA hat dieses Bild mit seiner an Bord befindlichen linken Navigationskamera (Navcam) aufgenommen . Die Kamera ist hoch oben am Mast des Rovers angebracht und hilft beim Fahren.
Dieses Bild wurde am 3. Juni 2023 (Sol 812) zur lokalen mittleren Sonnenzeit von 15:49:07 Uhr aufgenommen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Alle an Bord! „Nehmen Sie an der Mission teil und lassen Sie Ihren Namen in die NASA-Raumsonde Europa Clipper eingravieren, während sie 1,8 Milliarden Meilen zurücklegt, um Europa zu erkunden, eine Meereswelt, die Leben beherbergen könnte. Unterschreiben Sie noch heute mit Ihrem Namen…“ Quelle: https://europa.nasa.gov/message-in-a-bottle/sign-on/
— Christian Dauck (Autism-Spectrum) (@ChatcontrolFan) June 2, 2023
In Praise of Mystery: US Poet Laureate Ada Limón has penned a tribute to the connections between two ocean worlds, Earth and Jupiter’s moon Europa. You’re invited to sign the poem, and #SendYourName aboard our spacecraft to Jupiter: https://t.co/wWc5qx7q1hpic.twitter.com/D6Ae9r4sZo
— NASA Europa Clipper (@EuropaClipper) June 2, 2023
Die „Message in a Bottle“-Kampagne bietet jedem die Möglichkeit, seinen Namen auf einen Mikrochip mit dem Text „In Praise of Mystery: A Poem for Europa“ der US-amerikanischen Dichterin Ada Limón eingravieren zu lassen. Der Chip wird an Bord der NASA-Raumsonde Europa Clipper zum Jupiter und seinem Mond Europa fliegen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Mitglieder der Öffentlichkeit sind eingeladen, ihre Namen zu einem Originalgedicht hinzuzufügen, das der NASA-Mission Europa Clipper gewidmet ist, bevor die Raumsonde im Oktober 2024 ihre Reise zum Jupitermond Europa antritt. Das Gedicht und die Namen werden wie eine Flaschenpost sein, die Milliarden reist Meilen zurücklegen, während die Mission untersucht, ob der Ozean, von dem man annimmt, dass er unter der Eiskruste Europas liegt, Leben beherbergen könnte.
Im Rahmen der „Message in a Bottle“-Kampagne werden Namen, die vor dem 31. Dezember 2023, 23:59 Uhr EST eingehen, zusammen mit dem Gedicht der US-amerikanischen Dichterpreisträgerin Ada Limón mit dem Titel „In Lob des Mysteriums: Ein Gedicht für Europa.“
Um zu unterschreiben, das Gedicht zu lesen und zu hören, wie Limón das Gedicht in einem animierten Video vorträgt, gehen Sie zu: https://go.nasa.gov/MessageInABottle
Auf der Website können die Teilnehmer außerdem ein anpassbares Souvenir erstellen und herunterladen – eine Illustration Ihres Namens auf einer Flaschenpost vor einer Darstellung von Europa und Jupiter –, um an das Erlebnis zu erinnern. Die Teilnehmer werden ermutigt, ihre Begeisterung in den sozialen Medien mit dem Hashtag #SendYourName zu teilen.
„‚Message in a Bottle‘ ist die perfekte Konvergenz von Wissenschaft, Kunst und Technologie, und wir freuen uns, mit der Welt die Gelegenheit zu teilen, Teil der Reise von Europa Clipper zu sein“, sagte Nicola Fox, stellvertretende Administratorin der Wissenschaftsmission der NASA Direktion in Washington. „Ich liebe einfach den Gedanken, dass unsere Namen an Bord der strahlungstoleranten Raumsonde durch unser Sonnensystem reisen werden, die versucht, die Geheimnisse von Jupiters gefrorenem Mond zu entschlüsseln.“
Die „Message in a Bottle“-Kampagne ähnelt anderen NASA-Projekten, die es zig Millionen Menschen ermöglicht haben, ihre Namen zu senden, um an der Artemis I und mehreren Mars-Raumschiffen teilzunehmen. Es basiert auf der langen Tradition der Agentur, inspirierende Botschaften auf Raumschiffen zu versenden, die unser Sonnensystem und darüber hinaus erforscht haben. In Anlehnung an die Goldene Schallplatte der NASA, die eine Zeitkapsel aus Tönen und Bildern verschickte, um die Vielfalt des Lebens und der Kultur auf der Erde zu vermitteln, zielt das Programm darauf ab, die Fantasie von Menschen auf der ganzen Welt anzuregen.
„Inspiration war der Antrieb für die Menschen, die diese Flaggschiff-Mission entwickelten und das größte Raumschiff, das die NASA zur Erkundung des Sonnensystems geschickt hat, handgefertigt haben. „Das ist es, was die Menschheit dazu bringt, die großen Fragen zu stellen, zu denen diese Mission beitragen wird“, sagte Laurie Leshin, Direktorin des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, das die Entwicklung von Europa Clipper leitet. „Die Inspiration begleitet jeden einzelnen Namen, der die Reise nach Europa antreten wird.“
Europa Clipper wird derzeit vor laufender Kamera am JPL zusammengebaut. Die Raumsonde soll von Cape Canaveral, Florida aus starten und 1,8 Milliarden Meilen (2,6 Milliarden Kilometer) zurücklegen, um das Jupitersystem zu erreichen, wo sie im Jahr 2030 ankommen wird. Während sie Jupiter umkreist und etwa 50 Mal an Europa vorbeifliegt, wird sie ein weiteres Mal aufzeichnen Eine halbe Milliarde Meilen (800.000 Kilometer) zurücklegen, während eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente Daten über den unterirdischen Ozean, die Eiskruste und die Mondatmosphäre sammelt.
Im Januar besuchte Limón JPL, um die Raumsonde zu besichtigen und mehr über die Mission zu erfahren. Sie wurde 2022 von der Kongressbibliothekarin Carla Hayden zur 24. Poet Laureate Consultant in Poetry ernannt und im April 2023 für eine zweite, zweijährige Amtszeit wiederernannt. Limón wurde in Sonoma, Kalifornien, geboren und ist mexikanischer Abstammung. Sie ist Autorin mehrerer Gedichtbände, darunter „The Hurting Kind“ und „The Carrying“, die mit dem National Book Critics Circle Award for Poetry ausgezeichnet wurden.
Das Library of Congress Poetry and Literature Center ist die Heimat des offiziellen Dichters des Landes, des Poet Laureate Consultant in Poetry – eine Position, die es seit 1937 gibt. Die Library of Congress ist die größte Bibliothek der Welt und bietet Zugang zu den kreativen Aufzeichnungen des USA – und umfangreiche Materialien aus der ganzen Welt – sowohl vor Ort als auch online. Es ist der wichtigste Forschungszweig des US-Kongresses und Sitz des US Copyright Office.
Mehr über die Mission
Das wichtigste wissenschaftliche Ziel von Europa Clipper besteht darin, herauszufinden, ob es unter der Oberfläche Europas Orte gibt, die Leben beherbergen könnten. Die drei wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der Mission bestehen darin, die Beschaffenheit der Eisschale und des Ozeans darunter sowie die Zusammensetzung und Geologie des Mondes zu verstehen. Die detaillierte Erkundung Europas durch die Mission wird Wissenschaftlern helfen, das astrobiologische Potenzial für bewohnbare Welten jenseits unseres Planeten besser zu verstehen.
Unter der Leitung des Caltech in Pasadena, Kalifornien, leitet das JPL die Entwicklung der Europa-Clipper-Mission in Zusammenarbeit mit dem Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. APL entwarf den Hauptkörper des Raumfahrzeugs in Zusammenarbeit mit JPL und dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. Das Planetary Missions Program Office im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, führt das Programmmanagement der Europa Clipper-Mission durch.
Woraus besteht das Weltall? Wir wissen es noch immer nicht. Die uns bekannte, sichtbare Materie macht nur fünf Prozent aus – 95 Prozent bilden die geheimnisvolle Dunkle Energie und Dunkle Materie. Doch was genau verbirgt sich dahinter? Und wie will die ESA-Mission Euclid nun endlich Licht ins dunkle Universum bringen? Damit beschäftigt sich die neue Folge des Magazins ʺSpace Night scienceʺ – am Sonntag, 4. Juni 2023, um 19.00 Uhr in ARD alpha und bereits ab Samstag, 3. Juni auf ardalpha.de und in der ARD Mediathek.
Seit unser Universum vor 13,8 Milliarden Jahren entstanden ist, dehnt es sich aus – und zwar mittlerweile immer schneller. Warum ist das so? Und wie konnten die unzähligen Galaxien entstehen, die wir heute beobachten? Die Antworten liefern zwei extrem rätselhafte Phänomene: Dunkle Materie und Dunkle Energie.Aber was wissen wir eigentlich darüber? Und warum glauben wir, dass es die beiden Phänomene gibt, obwohl wir sie weder sehen noch wirklich verstehen? Oder haben wir uns womöglich doch geirrt und es sind nur interessante Theorien?
Das soll die ESA-Mission Euclid herausfinden, die im Juli ins All startet. Sie will die wahre Natur von Dunkler Materie und Dunkler Energie entschlüsseln. Dafür ist das Teleskop mit zwei besonderen Kameras ausgestattet: mit dem Visible Instrument VIS für sichtbares Licht und mit NISP, einem Nahinfrarot-Spektro- und Photometer. Dessen Linsenoptik ist die größte und präziseste, die je für eine Weltraumanwendung gebaut wurde. Entwickelt wurde sie von Frank Grupp und seinem Team am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. Doch wie spürt man etwas auf, das unsichtbar ist? Sibylle Anderl spricht mit dem Wissenschaftler über die größten Herausforderungen und nervenaufreibende Momente bei der Entwicklung.
Zum Magazin ʺSpace Night scienceʺ
Was gibt es Neues aus dem Universum? Welche Auswirkungen haben die Ergebnisse der Weltraumforschung auf die Zukunft der Menschheit? Im Space-Magazin ʺSpace Night scienceʺ in ARD alpha präsentiert die Astrophysikerin und Wissenschaftsjournalistin Dr. Sibylle Anderl jeden ersten Sonntag im Monat um 19.00 Uhr spannende Fakten und Neuigkeiten aus unserem Sonnensystem, der Milchstraße oder fernen Galaxien. Die Folgen stehen 12 Monate in der ARD Mediathek zur Verfügung.
Space Night science – Weitere Sendetermine:
Sonntag, 2. Juli 2023, 19.00 Uhr Sonntag, 6. August 2023, 19.00 Uhr
Hamburgs Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank, DESY-Direktor Helmut Dosch und weitere Ehrengäste haben heute den Grundstein für DESYs neues Besuchszentrum DESYUM gelegt. Das sechsstöckige Gebäude soll neben einem großen Atrium, einer Cafeteria und Büros auch eine multimediale Ausstellung beherbergen, die DESY, seine Forschung und Innovationen lebendig und allgemeinverständlich vermittelt. Als öffentliche Begegnungsstätte und Treffpunkt für alle soll das DESYUM das neue Wahrzeichen für den Campus werden. Die Eröffnung ist für 2025 geplant.
„Forschung ist ein wichtiger Teil der Gesellschaft, ein integraler Teil unserer Kultur“, sagt Helmut Dosch, Vorsitzender des DESY-Direktoriums. „DESY sucht daher traditionell den engen Austausch mit der Öffentlichkeit und so laden wir regelmäßig zu Veranstaltungen und Führungen auf unseren international geprägten DESY-Campus ein. Mit dem DESYUM und einer faszinierenden, interaktiven Wissenschaftsausstellung für alle, die sich über zwei Etagen erstreckt, schaffen wir eine neue Dialogplattform und einen neuen Anlaufpunkt für alle, die sich für Wissenschaft interessieren: Das DESYUM wird DESYs Schaufenster zu Welt.“
Hamburgs Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank sagt: „Das DESYUM wird die zentrale Anlaufstelle für Besucherinnen und Besucher sowie Gastforschende aus aller Welt. Es bereichert die rund um DESY entstehende Science City Hamburg Bahrenfeld nicht nur mit einem multimedialen Ausstellungshaus, sondern es wird auch der Treffpunkt für den offenen Dialog zwischen Wissenschaft und Zivilgesellschaft. Das DESYUM ist damit nicht nur eine herausragende Visitenkarte für DESY, sondern für die gesamte Science City Hamburg Bahrenfeld.“
Download [22.4 MB, 6844 x 4563] Der Vorsitzende des DESY-Direktoriums, Prof. Dr. Helmut Dosch, Hamburgs Wissenschaftssenatorin und Zweite Bürgermeisterin Katharina Fegebank, DESYs Administrativer Direktor Christian Harringa sowie Architekt Matthias Latzke von HPP Architekten (v.l.n.r.) mauern die mit Zeitdokumenten befüllte Zeitkapsel im DESYUM-Grundstein ein. Bild: DESY, Cristina Lopez Gonzalez
Mit seiner zentralen Lage auf dem Campus, der prägenden Gestaltung und der dauerhaften Wissenschaftsausstellung soll das DESYUM Anziehungspunkt für die Öffentlichkeit und zu einer festen Größe unter den Hamburger Attraktionen werden.
Im DESYUM findet sich künftig auch der Welcome Service, das Servicezentrum für die vielen Tausend Gastwissenschaftler:innen, die DESY jährlich begrüßt. Außerdem arbeiten von dort die Abteilungen Presse und Kommunikation (PR) und Innovation und Technologietransfer (ITT).
Auf seinen sechs Etagen (einschließlich Untergeschoss) wird das DESYUM 3250 Quadratmeter Nutzfläche bieten. Der Entwurf stammt vom Architekturbüro HPP Architekten aus Hamburg. Die streifenförmige Fassade aus eloxiertem Aluminium ist inspiriert von hochpräzisen Spurdetektoren, mit denen schnelle Teilchen vermessen werden können. Schwünge und Kreise im Grundriss, auf der Dachterrasse und auch in der Fassade entstanden in Anlehnung an DESYs Teilchenbeschleuniger.
Gebaut wird das Gebäude nach dem BNB-Nachhaltigkeitsstandard Silber. Für die Fassade wird beispielsweise verschraubtes recyceltes und recycelbares Aluminium verwendet. Durch eine spezielle Bauweise werden 30 Prozent Beton am Tragwerk eingespart. Das energieeffiziente Gebäude wird an das DESY-Nahwärmenetz angeschlossen und direkt mit Abwärme aus DESYs Teilchenbeschleunigern geheizt. Durch ein biodiverses Gründach mit Regen-Speicherfähigkeit wird zumindest ein Teil der durchs Gebäude belegten Fläche hochwertig kompensiert.
Inklusive der ersten Ausstellungsausstattung kostet das DESYUM rund 28,7 Millionen Euro. Finanziert wird es zu 90 Prozent durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und zu 10 Prozent von der Stadt Hamburg.
Das DESYUM in Kürze:
3250 Quadratmeter Nutzfläche auf 6 Etagen (inklusive Untergeschoss)
Baukosten inklusive Erstausstellung: 28,7 Mio. Euro (Stand April 2023)
Das Gebäude wird zu 90 Prozent durch das Bundesforschungsministerium BMBF finanziert, zu 10 Prozent vom Land Hamburg
Bauliche Fertigstellung: Ende 2024. Danach folgt eine Inbetriebnahme-Phase von zwei bis drei Monaten.
Im zweiten Quartal 2025 soll das DESYUM an die Nutzer übergegeben werden.
Die Ausstellungseröffnung ist für April/Mai 2025 geplant
DESY zählt zu den weltweit führenden Teilchenbeschleuniger-Zentren und erforscht die Struktur und Funktion von Materie – vom Wechselspiel kleinster Elementarteilchen, dem Verhalten neuartiger Nanowerkstoffe und lebenswichtiger Biomoleküle bis hin zu den großen Rätseln des Universums. Die Teilchenbeschleuniger und die Nachweisinstrumente, die DESY an seinen Standorten in Hamburg und Zeuthen entwickelt und baut, sind einzigartige Werkzeuge für die Forschung: Sie erzeugen das stärkste Röntgenlicht der Welt, bringen Teilchen auf Rekordenergien und öffnen neue Fenster ins Universum. DESY ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands, und wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent von den Ländern Hamburg und Brandenburg finanziert.
Die außerordentliche Empfindlichkeit und die hochspezialisierten Instrumente des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA/ESA/CSA enthüllen Details darüber, wie einer der Saturnmonde die Wasserversorgung für das gesamte System des Ringplaneten speist. Größeres Bild – ESA/NASA
Daily hydration reminder 💧
Webb spotted a massive water emission from Saturn's moon Enceladus, spanning over 6000 miles and gushing out at 79 gallons per second. (Webb's data shows Enceladus as a white pixel. Compare its size to the water jet below!) https://t.co/VdOVcyGwGFpic.twitter.com/3dyJMUIuvf
Eine Wasserdampfwolke vom Saturnmond Enceladus mit einer Länge von mehr als 9.600 Kilometern – lang genug, um sich über den eurasischen Kontinent von Irland bis Japan zu erstrecken – wurde von Forschern mit dem NASA/ESA/CSA-Weltraumteleskop James Webb entdeckt. Dies ist nicht nur das erste Mal, dass ein solcher Wasserausstoß über eine so große Entfernung beobachtet wurde, sondern Webb gibt Wissenschaftlern auch zum ersten Mal einen direkten Einblick in die Art und Weise, wie diese Emission die Wasserversorgung für das gesamte Saturnsystem und seine Umgebung antreibt Ringe.
Enceladus, eine Meereswelt mit einem Durchmesser von etwa vier Prozent der Größe der Erde und einem Durchmesser von nur 505 Kilometern, ist eines der aufregendsten wissenschaftlichen Ziele in unserem Sonnensystem bei der Suche nach Leben jenseits der Erde. Zwischen der eisigen Außenkruste des Mondes und seinem felsigen Kern befindet sich ein globales Reservoir an Salzwasser. Geysirartige Vulkane spucken Eispartikel, Wasserdampf und organische Chemikalien aus Spalten in der Mondoberfläche, die informell „Tigerstreifen“ genannt werden.
Bilder der NIRCam (Near-Infrared Camera) des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA/ESA/CSA zeigen eine Wasserdampfwolke, die vom Südpol des Saturnmondes Enceladus ausströmt und sich über die 40-fache Größe des Mondes selbst erstreckt. Der Einschub, ein Bild vom Cassini-Orbiter, betont, wie klein Enceladus im Webb-Bild im Vergleich zur Wasserfahne erscheint. — ESA/NASA
Zuvor haben Observatorien Jets kartiert, die Hunderte von Kilometern von der Mondoberfläche entfernt sind, doch Webbs außerordentliche Sensibilität enthüllt eine neue Geschichte.
Die Länge der Wolke war nicht das einzige Merkmal, das die Forscher faszinierte. Besonders beeindruckend ist auch die Geschwindigkeit, mit der der Wasserdampf ausströmt, etwa 300 Liter pro Sekunde. Bei dieser Geschwindigkeit könnten Sie ein olympisches Schwimmbecken in nur wenigen Stunden füllen. Im Vergleich dazu würde dies mit einem Gartenschlauch auf der Erde mehr als zwei Wochen dauern.
Die NASA/ESA/ASI-Mission Cassini verbrachte mehr als ein Jahrzehnt damit, das Saturnsystem zu erforschen, und machte nicht nur zum ersten Mal ein Bild der Enceladus-Fahnen, sondern flog direkt durch sie hindurch und untersuchte, woraus sie bestanden. Während Cassinis Position im Saturnsystem unschätzbare Einblicke in diesen fernen Mond lieferte, bot Webbs einzigartiger Blick vom Sonne-Erde-Lagrange-Punkt 2, 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, zusammen mit der bemerkenswerten Empfindlichkeit seiner Integral Field Unit an Bord der NIRSpec (Near-Infrared). Spektrograph) Instrument bietet einen neuen Kontext.
Die Webb-Beobachtungen zeigen direkt, wie die Wasserdampffahnen des Mondes den Torus speisen, einen flockigen Donut aus Wasser, der sich neben dem E-Ring des Saturn befindet. Durch die Analyse der Webb-Daten haben Astronomen festgestellt, dass etwa 30 Prozent des Wassers in diesem Torus bleiben und die anderen 70 Prozent entweichen, um den Rest des Saturnsystems mit Wasser zu versorgen.
Geometrische Oberflächenalbedo von Enceladus und nachgewiesene Wasserdampfemissionen. a) Geometrische Oberflächenalbedo der hinteren Hemisphäre, normalisiert in Bezug auf ein reflektiertes Sonnenmodell30. Das Spektrum zeigt mehrere starke Signaturen von H2O-Eis, während für CO2-, CO- oder NH3-Eis bei den erwarteten Wellenlängen keine Absorptionen beobachtet werden. b) Modell der beobachteten Wasserausgasung, in dem vier verschiedene Regionen identifiziert werden: die mittlere Region (orangefarbener Kreis) innerhalb von 7 Enceladus-Radien (RE); die innere Fahnenregion zwischen 7 und 30 RE; die ausgedehnte Fahnenregion (blaue Kontur) nach Süden und zwischen 30 und 38 RE; und die Torus-Hintergrundregion (rosa Kontur) nach Norden und zwischen 30 und 38 RE. c) Daten (schwarze Linien) und Modell (farbige Linien) der H2O-Fluoreszenzemissionen in den vier Regionen von Tafel b, zur besseren Verdeutlichung vertikal verschoben. Die abgerufene Anzahl der Moleküle für jede Region wird ebenfalls angezeigt. Alle Modelle sind konsistent mit einer Rotationstemperatur von 25 ±3K.
In den kommenden Jahren wird Webb als Hauptinstrument für die Beobachtung des Ozeanmondes Enceladus dienen, und die Entdeckungen von Webb werden dazu beitragen, künftige Satellitenmissionen im Sonnensystem zu informieren, die darauf abzielen, die Tiefe des unterirdischen Ozeans, die Dicke der Eiskruste usw. zu erforschen mehr.
Aufbauend auf den Entdeckungen von Webb sowie denen der ESA-Mission Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) plant die ESA, mit zukünftigen Missionen noch näher an die Eismonde von Jupiter und Saturn heranzukommen, um nach möglichen Biosignaturen zu suchen.
Webbs Beobachtungen von Enceladus wurden im Rahmen des Guaranteed Time Observation (GTO)-Programms 1250 abgeschlossen. Das ursprüngliche Ziel dieses Programms besteht darin, die Fähigkeiten von Webb in einem bestimmten Bereich der Wissenschaft zu demonstrieren und die Voraussetzungen für zukünftige Studien zu schaffen.
Im gesamten Sichtfeld sind Wasseremissionen zu beobachten, die eine gewaltige Wasserfahne erkennen lassen, die von Enceladus ausgeht und einen ausgedehnten Hintergrundtorus um Saturn speist. a) Die Beobachtungen erfassen die hintere Hemisphäre von Enceladus und den Rand des Torus, wobei sich RS auf den mittleren Radius des Saturn bezieht. b) Bei jedem Spaxel (0,1″×0,1″) wurde die H2O-Säulendichte aus den beobachteten molekularen Fluoreszenzemissionen im Bereich von 2,62 bis 2,72 μm ermittelt. Enceladus hat einen Durchmesser von 0,07 Zoll (kleiner als ein Spaxel) und das Kontinuumsbild der Point-Spread-Function (PSF) wird im Nebenfeld angezeigt. Es ist eine gewisse verbleibende diagonale Streifenbildung zu beobachten, die vermutlich auf Detektoreffekte zurückzuführen ist. c) Ein Modell30 mit zwei Komponenten wie in Abbildung 1b dargestellt, bestehend aus einer Wolke und einer Torus-Hintergrundemission, reproduziert die Beobachtungen gut.
Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All geschossen wurde. Im Rahmen einer internationalen Kooperationsvereinbarung stellte die ESA den Startdienst des Teleskops mithilfe der Trägerrakete Ariane 5 bereit. In Zusammenarbeit mit Partnern war die ESA für die Entwicklung und Qualifizierung von Ariane-5-Anpassungen für die Webb-Mission sowie für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA stellte außerdem den leistungsstarken Spektrographen NIRSpec und 50 % des Mittelinfrarotinstruments MIRI zur Verfügung, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Zusammenarbeit mit dem JPL und der University of Arizona entworfen und gebaut wurde.
Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen NASA, ESA und der Canadian Space Agency (CSA).
„Castell Henylls“ von oben : Dieses farbverstärkte Bild aus dem Hubschrauber zeigt die Region „Castell Henylls“ im Jezero-Krater auf dem Mars. Dieses und andere während Flug 48 aufgenommene Bilder ermöglichten Wissenschaftlern und Roverplanern etwa zwei Wochen bevor Perseverance dieses Gebiet erreichte, eine erweiterte Aufklärung. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech. Bild herunterladen >
26. Mai 2023
Noch vor dem Ende der Hauptmission von Ingenuity als Technologiedemonstrator zeigte der Hubschrauber, dass er taktische und wissenschaftliche Aufklärungsarbeit für die Perseverance-Mission leisten kann. In der Praxis war dies nicht immer möglich, aber Ingenuity hat im Laufe der Mission tatsächlich mehr als ein paar Mal seinen Wert unter Beweis gestellt. Wie in einem früheren Beitrag erwähnt, freute sich das Team darauf, dies noch einmal zu tun, während der Rover den langen Aufstieg das Jezero-Delta hinauf machte.
Flug 46hatte Ingenuity in Sichtweite der wissenschaftlich wichtigen Tenby-Region gebracht, aber eine Reihe kleinerer Probleme verzögerten die Durchführung von Flug 47, sodass Perseverance den Hubschrauber einholen konnte. Dies schloss jegliche Erkundungsflüge von Tenby aus der Nähe aus, da Ingenuity dafür die Flugbahn des Rovers überfliegen müsste, was ein inakzeptables Risiko für beide Fahrzeuge darstellte. Stattdessen versuchte das Ingenuity-Team, Tenby aus der Ferne abzubilden, während sich der Hubschrauber auf Flug 47 weiter das Delta hinauf bewegte. Das Sichtfeld der Return to Earth (RTE)-Kamera von Ingenuity ist diagonal nach unten gerichtet und erfasst einen relativ schmalen Bereich von etwas oben den Horizont auf etwa 40 Grad nach unten. Dieses schmale Sichtfeld ermöglicht es der Kamera, wunderschön detaillierte Bilder der Marsoberfläche aufzunehmen, lässt jedoch wenig Spielraum für Fehler bei der Zielerfassung. Da die Fluglage des Hubschraubers (Gieren, Nicken, Rollen) als Reaktion auf äußere Faktoren während des Fluges natürlich schwankt, bleiben Merkmale in der Nähe der Grenzen des geplanten Bildes oft außerhalb des tatsächlichen Bildes. Weit entfernte Merkmale befinden sich immer in der Nähe des Horizonts und somit nahe am Rand des Kamerarahmens und sind schwer zuverlässig zu erfassen. Diese Schwierigkeit trat bei Flug 47 ins Spiel, als die von Tenby versuchten Erkundungsbilder das Hauptinteresse nur knapp verfehlten. Das Bild, mit dem das Helikopter-Team das Rover-Wissenschaftsteam beeindrucken wollte, war nur um wenige Grad unsichtbar. Obwohl diese Bilder dem Wissenschaftsteam vor der Ankunft des Rovers zur Verfügung gestellt wurden, waren sie leider von geringem praktischen Wert. Merkmale in der Nähe der Grenzen des geplanten Bildes bleiben oft außerhalb des tatsächlichen Rahmens. Weit entfernte Merkmale befinden sich immer in der Nähe des Horizonts und somit nahe am Rand des Kamerarahmens und sind schwer zuverlässig zu erfassen.
Die Umstände waren für Flug 48 weitaus günstiger. Perseverance plante, mindestens zwei Wochen in Tenby zu verbringen, gefolgt von einer Erkundung zweier weiterer geplanter Standorte westlich: Castell Henllys und Foel Drygarn. Wissenschaftler waren verständlicherweise bestrebt, ihren Plan für diese Regionen auszuarbeiten, und baten das Ingenuity-Team um eine erweiterte Erkundung von Castell Henllys. Da die Nähe des Rovers zu einer guten Telekommunikationsstärke führte und keine Bedenken bestanden, den Weg des Rovers zu kreuzen, waren die Voraussetzungen für einen idealen wissenschaftlichen Erkundungsflug geschaffen. Tatsächlich produzierte Ingenuitys 48. Flug eine Schatzkammer an Luftbildern, die den genauen Bereich von Interesse mit einer Auflösung zeigten, die um mehrere Größenordnungen besser war als alles zuvor. Alle diese Bilder wurden mit der Erde verbunden und den Rover-Planern und Wissenschaftlern volle zwei Wochen bevor der Rover dieses Gebiet erreichen würde, zur Verfügung gestellt. Zum ersten Mal seit Beginn der Delta-Kampagne hatte das Team wissenschaftliche Erfolge erzielt und damit den Grundstein für die zukünftige Zusammenarbeit mit Projektwissenschaftlern gelegt.
Wissenschaftler hielten Luftaufnahmen des dritten Wissenschaftsgebiets, Foel Drygarn, für von minimalem Wert, daher entschied sich das Team dafür, den Hubschrauber weiter das Delta hinauf zu schicken, anstatt zusätzliche Erkundungsflüge in der Region durchzuführen. Dieser Plan wurde durch zwei abgebrochene Flugversuche verzögert, der erste aufgrund starker Winde, die die Batterie unter das Niveau vor der Flugkontrolle abkühlten, und der zweite aufgrund eines geringfügigen Problems bei der Befehlssequenzierung. Beim dritten Versuch absolvierte Ingenuity seinen 49. Flug zum Mars. Dem Guidance Navigation and Control-Team gelang es erneut, mit einem 16 Meter hohen vertikalen Popup am Ende des Fluges die Grenzen des Fluges zu überschreiten. Auf dem Höhepunkt machte Ingenuity das höchste suborbitale Bild der Marsoberfläche seit der Landung. mit der Hoffnung, die innere Südwand des Belva-Kraters zu sehen (etwas, das Perseverance aus Zeitgründen auslassen wollte). Das Team führte eine Transferaktivität durch, um (unter anderem) dieses Bild abzurufen, aber auch hier sorgte die Entfernung zum Krater dafür, dass er knapp über der Oberkante des Bildes verborgen blieb.
Wo ist der Helikopter?
Dieser Downlink war für eine quälend lange Zeit das letzte Mal, dass das Team etwas vom Hubschrauber hörte. Begierig darauf, das Delta weiter hinaufzufahren, versuchte das Team mehrere Male, die Anweisungen für Flug 50 hochzuladen, scheiterte jedoch. Sol für Sol blieb der Helikopter unerreichbar. Jedes Mal kam die Downlink-Telemetrie von der Helicopter Base Station (HBS) auf dem Rover zurück und zeigte kein Funksignal des Hubschraubers.
Seit dem ersten nächtlichen „Überleben“ nach dem Winter auf Sol 685 war der Hubschrauber unglücklicherweise immer wieder in den nächtlichen Überlebensmodus übergegangen (und hatte genug Energie, um Stromausfälle über Nacht zu vermeiden). Wie in einem früheren Beitrag besprochenStromausfälle über Nacht führen zu Unsicherheiten hinsichtlich der Aufwachzeit von Ingenuity, was die Planung erheblich erschwert. Der neue Übergangs-Leistungszustand machte es noch schwieriger, die morgendlichen Weckzeiten vorherzusagen, da es zu großen Schwankungen kam, als sich der Leistungszustand des Hubschraubers seiner Überlebensschwelle für die Nacht näherte. Einschränkungen bei der Rover-Leistung und der Instrumentenplanung verhinderten im Allgemeinen, dass das Team jeden Morgen den gesamten Weckbereich absuchen konnte. Es überrascht nicht, dass das Team in den letzten Wochen eine beträchtliche Anzahl von Sols damit verbracht hatte, den Hubschrauber zu verlieren, zu suchen und dann wiederzuerlangen.
Daher machte sich das Team keine allzu großen Sorgen, als die Kommunikation mit dem Helikopter auf Sol 755 unterbrochen wurde. Die Standardpraxis bestand darin, Teilmengen des erwarteten Aufwachfensters über mehrere Sol hinweg methodisch abzusuchen und schließlich eine ausreichende Abdeckung aufzubauen, um das Aufwachen des Helikopters zu erfassen. Kurz nach der verpassten Kommunikation auf Sol 755 bewegte sich der Rover zu einem Ort unmittelbar südöstlich von Castell Henllys, um mit einer genauen wissenschaftlichen Untersuchung des Gebiets zu beginnen. Dies brachte es in einen tiefen Kommunikationsschatten, der durch den Felsvorsprung erzeugt wurde. Während das Team weiterhin erfolglos das nominelle Suchfenster abdeckte, löste der Gedanke, dass es sich möglicherweise um ein Kommunikationsproblem handelte, weiterhin erhebliche Bedenken aus. Als der Rover auf dem Weg nach Foel Drygarn aus dem Kommunikationsschatten auftauchte und der Hubschrauber immer noch nirgends zu finden war, Die Situation begann etwas Unruhe hervorzurufen.
Wir weiteten die Suchfenster weiter aus und versuchten gleichzeitig mit immer größeren mentalen Übungen zu erklären, wie der Helikopter zu diesen Stunden aufwachen konnte. Als plausible Erklärung wurde eine schlechte Telekommunikationsleistung angesehen, es gab jedoch Gründe, daran zu zweifeln. Bei mehr als 700 Einsätzen des Helikopters auf dem Mars hatten wir noch nie einen völligen Funkausfall erlebt. Selbst in den schlechtesten Kommunikationsumgebungen hatten wir immer Anzeichen von Aktivität gesehen. Dies war ein mentaler Wettbewerb zwischen zwei ähnlich unwahrscheinlichen und beispiellosen Erklärungen. Als plausible Erklärung wurde eine schlechte Telekommunikationsleistung angesehen, es gab jedoch Gründe, daran zu zweifeln.
Schließlich beobachtete unser Kommunikationsteam auf Sol 761, fast eine Woche nach unserem ersten verpassten Check-in, um 9:44 LMST (Local Mean Solar Time) eine einzelne, einsame Funkbestätigung (ACK, Radio Acknowledgement), genau zu der Zeit, zu der wir es auch getan hatten Erwarten Sie, dass der Helikopter aufwacht. Ein weiteres einzelnes ACK zur gleichen Zeit auf Sol 762 bestätigte, dass der Hubschrauber tatsächlich am Leben war, was für das Team eine willkommene Erleichterung war. Letztlich war dieser erste Kommunikationsausfall seiner Art auf zwei Faktoren zurückzuführen.
Erstens stellte die Topologie zwischen Rover und Hubschrauber eine große Herausforderung für das von Ingenuity verwendete Funkgerät dar. Zusätzlich zum oben genannten Kommunikationsschatten trennte ein mittelschwerer Bergrücken südöstlich des Landeplatzes von Flug 49 den Hubschrauber vom Einsatzgebiet des Rovers. Der Aufprall dieses Grats würde erst nachlassen, wenn der Rover dem Hubschrauber unangenehm nahe gekommen wäre. Zweitens befindet sich die HBS-Antenne auf der rechten Seite des Rovers, tief genug über dem Deck, um erhebliche Verdeckungseffekte von verschiedenen Teilen des Rovers aus zu erkennen.
Im Vorfeld von Flug 50: Diese Karte zeigt die Standorte des Rovers und des Hubschraubers im Vorfeld von Flug 50. Der Hubschrauber wird mit einem grünen Punkt angezeigt. An Stellen, an denen eine Kommunikation mit dem Helikopter nicht möglich war, wird der Rover mit einem roten Punkt dargestellt. Der Rover ist vor der Ausführung von Flug 50 mit einem gelben Punkt an seinem nächstgelegenen Punkt zum Hubschrauber dargestellt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech. Bild herunterladen >
Bereit oder nicht, hier kommt der Rover
Auf Sol 762, nicht lange nachdem das HBS das Funksignal ACK empfangen hatte, schloss der Rover seine Untersuchung von Foel Drygarn ab, drehte um und begann einen aggressiven Sprint das Delta hinauf.
Mit dem Helikopter kam es nun auf Hochtouren an die Distanz heran. Dies stellte das Hubschrauberteam vor ein ernstes Dilemma. Wie in früheren Beiträgen erwähnt, ist es für Ingenuity äußerst wichtig, Perseverance einen Schritt voraus zu sein, während es sich durch die engen Kanäle des Jezero-Deltas bewegt. Der Rover sollte den Hubschrauber nun im nächsten Sol in die 45-Meter-Flugverbotszone bringen.
Obwohl das Team eine Woche lang nicht mit dem Helikopter gesprochen hatte und nur ungefähr wusste, wann es mit dem Aufwachen zu rechnen hatte, musste es nun einen Flug synchronisieren, sonst riskierte es, überholt zu werden. Das Team stützte sich auf die Vorflugkontrollen des Hubschraubers an Bord, um die Sicherheit des Fahrzeugs zu gewährleisten, und vertraute auf solide Kommunikation aus der unmittelbaren Nähe des Rovers, um den Flugplan zu verknüpfen.
Wie befohlen erwachte Ingenuity und führte seinen 50. Flug auf dem Roten Planeten durch, wobei er über 300 Meter zurücklegte und einen neuen Höhenrekord von 18 m aufstellte. Als der Helikopter in der Nachmittagssonne des Mars abhob, hatte sich der Rover auf nur noch 80 Meter genähert. Es wäre eine Untertreibung zu sagen, dass das Helikopterteam erleichtert war, als es am nächsten Morgen die erfolgreiche Flugtelemetrie im Sol 763-Downlink sah.
Trotz der bevorstehenden Rückkehr des Marssommers scheint es nun, dass der Staub, der unser Solarpanel bedeckt, dafür sorgen wird, dass Ingenuity wahrscheinlich noch einige Zeit in diesem Übergangszustand der Energie bleiben wird.
Das bedeutet, dass wir, sehr zum Leidwesen ihres Teams, noch nicht mit diesem riskanten Versteckspiel mit dem verspielten kleinen Hubschrauber fertig sind.
Die Raumsonde Cassini fliegt durch die Wolken des Saturnmondes Enceladus (künstlerische Darstellung). Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat beobachtet, wie der Saturnmond Enceladus eine riesige Wasserdampfwolke ausstößt, die weitaus größer ist als alles, was zuvor dort gesehen wurde. Diese riesige Wolke könnte die chemischen Bestandteile des Lebens enthalten, die unter der eisigen Oberfläche des Mondes hervorkommen.
A 2nd series of JWST observations of Enceladus' plume was obtained; the results will be in a forthcoming paper.
“The new observation will give us our best shot yet at searching for habitability indicators on the surface."
Im Jahr 2005 entdeckte eine NASA-Raumsonde namens Cassini eisige Partikel, die aus dem unterirdischen Ozean von Enceladus durch Risse in der Mondoberfläche spritzten. JWST zeigt jedoch, dass das Material viel weiter sprüht als bisher angenommen – um ein Vielfaches tiefer in den Weltraum als Enceladus selbst.
„Es ist immens“, sagte Sara Faggi, Planetenastronomin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, am 17. Mai auf einer Konferenz am Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. Nähere Angaben wollte sie nicht machen und verwies auf eine bald erscheinende wissenschaftliche Arbeit.
Seltene Meereswelt
Enceladus begeistert Astrobiologen, weil es eine der wenigen „Ozeanwelten“ im Sonnensystem ist und damit einer der besten Orte für die Suche nach außerirdischem Leben. Der salzige Ozean, der unter der äußeren Eisschicht von Enceladus liegt, ist ein möglicher Zufluchtsort für lebende Organismen, die durch chemische Energie an hydrothermalen Quellen am Meeresboden ernährt werden könnten.
Das Material, das aus Enceladus herausspritzt, hauptsächlich durch Brüche, die als Tigerstreifen um den Südpol des Mondes bekannt sind, ist eine direkte Verbindung zu diesem potenziellen außerirdischen Ökosystem. Die von Cassini gesehenen Wolken enthielten Kieselsäurepartikel, die wahrscheinlich durch aufgewirbelte Flüssigkeiten vom Meeresboden nach oben getragen wurden 1 . Cassini flog viele Male durch die Wolken von Enceladus und maß Eiskörner und lebensfreundliche Chemikalien wie Methan, Kohlendioxid und Ammoniak.
Aber erst JWST, ein 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entferntes Teleskop, entdeckte etwas, das Cassini von seinem Sitz am Ring aus nicht sehen konnte. Während Cassini Eiskörner erkennen konnte, die sich nicht weit von der Oberfläche entfernen, verfügt JWST über eine breitere Perspektive und empfindliche Instrumente, die schwache Gassignale rund um Enceladus erfassen können.
Enceladus auf einen Blick
Am 9. November 2022 warf JWST einen kurzen Blick auf Enceladus. Nur 4,5 Minuten an Daten brachten die enorme, sehr kalte Wasserdampfwolke zum Vorschein.
Das kommende Papier werde quantifizieren, wie viel Wasser herausspritzt und welche Temperatur es hat, sagte Faggi. Aber die Wolke hat wahrscheinlich eine geringe Dichte und ähnelt eher einer diffusen, kalten Wolke als einem feuchten Sprühnebel. Das sind keine guten Neuigkeiten für alle, die Proben aus der Wolke entnehmen und darauf hoffen, Leben zu finden, da die Lebenszeichen möglicherweise zu spärlich sind, um entdeckt zu werden 2 . Eiskörner, die Cassini viel näher an Enceladus gesehen hat, weisen mit größerer Wahrscheinlichkeit hohe Konzentrationen organischer Partikel auf, sagt Shannon MacKenzie, Planetenforscherin am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland.Wissenschaftler haben eine neue Art von Eis hergestellt, das möglicherweise auf fernen Monden existiert
JWST analysierte auch das Spektrum des von Enceladus reflektierten Sonnenlichts und fand Hinweise auf viele Chemikalien, darunter Wasser und möglicherweise andere Verbindungen, die auf geologische oder biologische Aktivität im Ozean des Mondes hinweisen könnten. „Wir haben noch viele weitere Überraschungen“, sagte Faggi.
Forscher planen bereits, wie die Entdeckung weiterverfolgt werden soll. Letzte Woche veröffentlichten die JWST-Organisatoren eine Liste der Beobachtungen, die in der zweiten Betriebsrunde des Teleskops gemacht werden sollen – und sie enthält ein weiteres Projekt zur Untersuchung von Enceladus. Diese Arbeit wird Enceladus sechsmal länger untersuchen als die erste JWST-Studie und darauf abzielen, chemische Verbindungen zu finden, die mit der Bewohnbarkeit in Zusammenhang stehen, wie etwa organische Verbindungen und Wasserstoffperoxid.
Siehe unter: James Webb Beobachtungen Cycle 2/GO 4320.
Christian Dauck
„Die neue Beobachtung wird uns unsere bisher beste Chance bei der Suche nach Bewohnbarkeitsindikatoren an der Oberfläche geben“, sagt Projektleiter Christopher Glein, Geochemiker am Southwest Research Institute in San Antonio, Texas.
Monderkundender Schlangenroboter
Die Ergebnisse des JWST liefern weiteren Grund für eine mögliche NASA-Mission nach Enceladus, um dort nach Lebenszeichen zu suchen. Zu den in Betracht gezogenen Vorschlägen gehört eine „Orbilander“-Mission, die den Mond eineinhalb Jahre lang umkreisen soll, bevor sie an seinem Südpol landet. Ein weiterer Vorschlag sieht die Entwicklung eines autonomen Schlangenroboters vor, der unter dem Eis von Enceladus hindurchgleiten könnte, um den Ozean zu erkunden.
Auch andere Eismonde im Sonnensystem erregen die Aufmerksamkeit des JWST. Auf der Konferenz berichtete Geronimo Villanueva, ein Planetenforscher in Goddard, dass das Teleskop Kohlendioxid auf dem Jupitermond Europa entdeckt habe. Das begeistert Wissenschaftler, denn Kohlenstoff und Sauerstoff sind Schlüsselbausteine für das Leben auf der Erde. Die NASA startet nächstes Jahr eine Mission nach Europa, um diese Meereswelt genauer zu erkunden. „Dies ist definitiv eine neue Ära in der Erforschung des Sonnensystems“, sagte Villanueva.
Dear Christian, The observations are now being planned to take place in October, November and in December. Several orbitalrestrictions and observatory operational and scheduling restrictions will define on which specific dates the differentobserving blocks will take place. At this stage, the MRS observations are not being planned, and will take place once the issues with the instrumentare resolved. Best, Geronimo
Email an Christian Dauck
James Webb Beobachtungen Cycle 2 Start July 1, 2023
GO 4320
Fri May 19 17:48:41 GMT 2023
Principal Investigator: Christopher Glein PI Institution: Southwest Research Institute Investigators(xml)
Title: Seeking New Clues to the Habitability and Plume Activity of the Ocean World Enceladus using JWST-NIRSpec Cycle: 2 Allocation: 3.5 hours Exclusive Access Period: 12 months
We propose to make the first measurements of Enceladus’s leading hemisphere with JWST-NIRSpec. These data are needed to test results from Cassini, to put them in greater context, and to support a path between the Cassini era of Enceladus exploration and the next stage of spacecraft exploration. Enceladus has dazzled the science community and the public alike, and is among the highest-priority targets in the solar system as affirmed by the recently released Decadal Survey. Yet, important questions remain pertaining to the habitability of its ocean and its plume activity, despite Cassini’s in-depth investigations and JWST’s previous fleeting glimpse of the trailing hemisphere. questions:
Are ocean-derived materials relatively abundant on Enceladus’s surface? Are carbon-bearing compounds relatively abundant on Enceladus’s surface? Are strong oxidants relatively abundant on Enceladus’s surface? Do Enceladus’s gas plume and torus exhibit variability? Sensitive searches for key signatures of indicator molecules (carbonate salts, ammonia, CO2, CH-organics, hydrogen peroxide, and water vapor in the range 1.66-5.1 µm) that strike at the heart of these questions will be performed using NIRSpec’s integral field unit with G235H and G395M gratings. Much longer exposures, driven by the need to detect CO2, will provide a substantial boost in SNR, which is one of several advancements over the previous GTO observation of Enceladus. By providing access to required spectral regions that are opaque or compromised from the ground, JWST will enable the next breakthrough in our understanding of Enceladus, which otherwise may not happen for at least 20 years.
In ein paar Tagen bzw. Wochen muss sich der von Forschern hoch gelobbte Exoplanet TRAPPIST-1E dem scharfen Auge des James Webb Teleskop stellen und das mehrmals über ein langen Zeitraum hinweg. Damit wird es ernster im Bereich Exoplaneten-Forschung und Astrobiologie
Der Ausgang dieser Beobachtungen völlig offen: mögliche Ozeane die existieren könnten, eine Atmosphäre oder sogar schon mögliches leben, Biomarker die auf: Bakterien, Pilze, Pflanzen hindeuten könnten. Besonderes letzteres Prophezeien Wissenschaftler seit Jahren: Wasser.
Oder doch was völlig anderes mit denen Wissenschaftler nicht rechen, denn das James Webb Teleskop ist nicht gut darin Fakten zu Schafen sondern auch für seine Überraschungen bei den Messungen Exoplaneten-Atmosphäre.
Wirklich eine Chance hatte Trappist 1 B eigentlich nie, mit der Beobachtung von TRAPPIST-1e wird das ganze schon ernster für Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Forschungsfelder: Exoplaneten und Astrobiologie
Wobei bestimmt auch ein wie weiter aufkommen wird, je nachdem welche Antworten TRAPPIST-1e liefern wird. Welche weichen wird Trappist 1E mit seinen James Webb Daten stellen?
Spannend! Spannend! Spannend!
Aber auch wenn wir vielleicht mit Trappist 1E kein Glück haben, gibt es auch andere mögliche Wasserwelten die das James Webb Teleskop in Zukunft erforscht. Denn GTO 1331 ist nicht das einzige, interessante und spannende Beobachtungspogramm im Bereich Exoplaneten. Negative Daten über TRAPPIST-1e werde also nur ein kurzweiliger Dämpfer sein. Asse gibt es noch ein Paar und neue davon kommen hin und wieder auch mal dazu. Es wird weiter gehen.
Spannend! Spannend! Spannend!
Gleichzeitig diese Vorfreude das nun endlich eines der stärksten Teleskope Trappist 1E Bobachtet und auf der anderen Seite wie Standhaft die bisherigen Modelberechnungen über den Planeten bleiben werden. Hoffentlich lässt uns das James Webb Teleskop bei Trappist 1E weiterhin im Spiel was „lebensfreundlich“ angeht. Ein Game-Over kann ich mir eigentlich gefühlt nicht vorstellen, also ein hartes verschieben der Modelberechnungen ins aus.
Observing Template: NIRSpec Bright Object Time Series Comments: 2021-11-02 05:29:18.407881 d at -2 minutes. 2021-11-08 07:52:53.870213 b at +91 minutes. 2021-11-14 10:16:20.087723 b at +11 minutes. d at -76 minutes. 2021-11-20 12:44:09.306810 b at -75 minutes. 2021-11-26 15:07:03.037847 2021-12-02 17:30:44.634511 2021-12-08 19:57:58.170348 2022-06-03 16:58:16.917520 2022-06-09 19:19:12.021680 2022-06-15 21:41:12.876245 2022-06-22 00:00:47.023625 2022-06-28 02:22:12.540590 2022-07-04 04:43:15.334325 2022-07-10 07:03:48.665700 2022-07-16 09:23:59.878670 2022-07-22 11:46:08.941247 2022-10-28 01:27:29.774337 2022-11-03 03:48:59.265492 2022-11-09 06:11:50.490971 2022-11-15 08:35:14.548485 2022-11-21 10:56:46.285972 2022-11-27 13:20:08.529021 2022-12-03 15:43:54.013697 2022-12-09 18:06:13.098349 2023-06-04 15:51:08.863148 2023-06-10 18:14:07.346523 2023-06-16 20:36:18.914647 2023-06-22 23:02:22.812434 2023-06-29 01:25:00.991769 2023-07-05 03:47:05.388753 2023-07-11 06:12:18.051342 2023-07-17 08:35:06.425916 2023-10-29 00:53:49.223940 2023-11-04 03:16:59.371037
Status: 3. FlugbereitAlle Ihre Besuche wurden umgesetzt und stehen als Kandidaten für die Flugplanung zur Verfügung.
Erläuterung des Programmstatus
Ein Programm durchläuft normalerweise die folgenden Schritte (in der angegebenen Reihenfolge) von der Übermittlung bis zur Ausführung:1. Ausstehende EinreichungEine überarbeitete Einreichung Ihres Programms wird erwartet. Für Einzelheiten wenden Sie sich bitte an Ihren Programmkoordinator.
2. UmsetzungIhr Programmkoordinator bereitet Ihre Besuche für die Flugplanung vor. Für einige Besuche ist die Vorbereitung möglicherweise abgeschlossen, aber an mindestens einem Besuch wird noch gearbeitet. Weitere Informationen finden Sie in den Besuchsstatus. Wenn Sie weitere Informationen benötigen, wenden Sie sich bitte an Ihren Programmkoordinator.
3. FlugbereitAlle Ihre Besuche wurden umgesetzt und stehen als Kandidaten für die Flugplanung zur Verfügung.
4. GeplantAlle Ihre Besuche wurden in einen endgültigen Beobachtungsplan aufgenommen. Weitere Informationen finden Sie in den Besuchsstatus. Wenn Sie weitere Informationen benötigen, wenden Sie sich bitte an Ihren Programmkoordinator.
5. Das Programm wurde abgeschlossenIhr Programm ist abgeschlossen. Für die meisten Programme bedeutet dies, dass alle Beobachtungen gemacht wurden. In manchen Fällen können technische oder andere Probleme die Durchführung bestimmter Beobachtungen verhindern. Ein solches Programm kann als abgeschlossen markiert werden, wenn die Abschlussschwelle erreicht wurde. Bei Fragen hierzu wenden Sie sich bitte an Ihren Programmkoordinator.
Mehr Wasser als die Erde: Die sieben Erdzwillinge um den nahen Stern TRAPPIST-1 könnten größtenteils sehr wasserreich sein. Aus neuen Daten über die Dichte der Exoplaneten schließen Astronomen, dass mindestens einige von ihnen bis zu fünf Prozent flüchtige Stoffe enthalten – wahrscheinlich in Form von Wasserdampf, Ozeanen oder Eisschichten. Damit könnten sie sogar bis zu 250 Mal mehr Wasser besitzen als die Erde in ihren Ozeanen.
Sie gehören zu unseren vielversprechendsten Nachbarn: Seit der Entdeckung von gleich sieben erdähnlichen Planeten in nur knapp 40 Lichtjahren Entfernung versuchen Astronomen in aller Welt mehr über das System TRAPPIST-1 herauszufinden. Klar ist bisher, dass der Rote Zwerg fast doppelt so alt ist wie unsere Sonne und dass zumindest einige der Planeten in der habitablen Zone des Sterns kreisen.
Offen blieb jedoch bisher, wie die sieben Exoplaneten zusammengesetzt sind und ob es auf ihnen tatsächlich Wasser – und damit die Voraussetzung für Leben – gibt. Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble lieferten 2017 aber schon erste Hinweise darauf, dass zumindest die äußeren Planeten von TRAPPIST-1 Wasser beherbergen könnten.
Dichte näher eingegrenzt
Jetzt ist zwei Astronomenteams gelungen, mehr über die Atmosphären und die Dichte der TRAPPIST-1-Planeten in Erfahrung zu bringen. Das Team um Julien de Wit vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) analysierte die spektrale Zusammensetzung des Lichts, das beim Transit der Planeten vor ihrem Stern durch ihre Gashüllen fällt. Dadurch konnten sie erste Erkenntnisse über die chemische Zusammensetzung der Atmosphären erhalten.
Das Team um Simon Grimm von der Universität Bern hat winzige zeitliche Verschiebungen in den Transits der sieben Planeten genutzt, um auf ihre gegenseitige Schwerkraftwirkung und so auf ihre Masse und Dichte zu schließen. „Wir wissen dadurch nun mehr über TRAPPIST-1 als über jedes andere Planetensystem mit Ausnahme unseres eigenen“, erklärt Koautor Sean Carey vom California Institute of Technology.
Das wichtigste Ergebnis: Alle sieben Planeten von TRAPPIST-1 könnten wasserreich sein. Ihre relativ geringe Dichte spricht dafür, dass mindestens fünf von ihnen bis zu fünf Prozent flüchtige Stoffe wie Wasser besitzen. Zum Vergleich: Auf der Erde machen alle Ozeane zusammen nur rund 0,02 Prozent der Erdmasse aus. Einige der TRAPPIST-1-Planeten könnten dagegen 250 Mal mehr Wasser besitzen.
Die beiden innersten Planeten, TRAPPIST-1b und c, haben wahrscheinlich einen festen Gesteinskern und eine dichte Atmosphäre mit viel Wasserdampf, wie die Forscher berichten. TRAPPIST-1b könnte ähnlich wie die Venus eine heiße Atmosphäre mit extrem starkem Treibhaus-Effekt besitzen. Bei Planet c ist der Gesteinskern wahrscheinlich größer und die Gashülle weniger ausgedehnt.
TRAPPIST-1d ist mit etwa 30 Prozent der Erdmasse der leichteste der Planeten. Er muss daher eine dichte, ausgedehnte Hülle aus flüchtigen Substanzen besitzen. Ob diese Hülle jedoch eine wasserdampfreiche Atmosphäre, ein flüssiger Ozean oder aber eine Eisschicht ist, lässt sich noch nicht eindeutig feststellen. Die äußeren Planeten TRAPPIST-1f, g und h sind so weit vom Mutterstern entfernt, dass das Wasser an ihrer Oberfläche wahrscheinlich zu Eis gefroren ist.
Am erdähnlichsten aber ist TRAPPIST-1e. Er gleicht unserem Heimatplaneten in Bezug auf Größe, Dichte und die einfallende Strahlungsmenge, wie die Astronomen feststellten. Seine Dichte ist ein wenig größer als die der Erde, was dafür spricht, dass er relativ viel Gestein und möglicherweise sogar einen schweren Eisenkern besitzt. Gleichzeitig ist seine Hülle – ob Atmosphäre, Ozean oder Eis, weniger dick als bei seinen Nachbarn.
Die Entfernung von TRAPPIST-1e vom Zentralstern spricht dafür, dass dieser Erdzwilling auch in Bezug auf die Temperatur durchaus erdähnliche Bedingungen bieten könnte. Das Wasser könnte auf ihm in flüssiger Form vorliegen – eine wichtige Voraussetzung für Leben. Ob das aber tatsächlich der Fall ist, lässt sich allein anhand der bisherigen Daten noch nicht eindeutig feststellen. „Die Dichte gibt uns zwar wichtige Hinweise auf die Zusammensetzung der Planeten, sagt aber nichts über die Bewohnbarkeit aus“, betont Koautor Brice-Olivier Demory von der Universität Bern.
„Durch die verbesserten Dichtedaten unserer Studie haben wir nun eine viel bessere Vorstellung von diesen mysteriösen Welten“, sagt Carey. Die Astronomen hoffen, spätestens mit dem Start des James Webb-Weltraumteleskops im Jahr 2019 noch mehr über das TRAPPIST-1-System zu erfahren. (Astronomy & Astrophysics, in press)
(NASA/JPL, Universität Bern, ESO, 06.02.2018 – NPO)6. Februar 2018
Die Planeten von Trappist-1 | Die Planeten, dargestellt im Vergleich zu den Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars, unserem Mond und dem Zwergplaneten Ceres: Letzterer ist das größte Objekt im Asteroidengürtel. Die x-Achse zeigt die vom Stern stammende Strahlung, welche auf die Oberflächen der jeweiligen Planeten fällt, sie ist abhängig vom Abstand zum Stern. Auf der y-Achse sind die mittleren Dichten der Planeten wiedergegeben, jeweils im Vergleich zu den irdischen Werten. Die Himmelskörper sind in unterschiedlicher Größe entsprechend ihrem Durchmesser eingezeichnet.
Im Fall von Trappist-1 c, e und g passt die Dichte nicht zu toten Welten aus purem Gestein, sondern deutet auf weichere Bestandteile hin, beispielsweise ausgedehnte Ozeane und eine Lufthülle. Wissenschaftler sind auch der Frage nachgegangen, auf welchem der sieben Planeten sich Pflanzen entwickelt haben könnten. Laut einer aktuellen Analyse kommt hier am ehesten Trappist-1 e in Frage.
In der kosmischen Lotterie gibt es viele Variablen, die die Entstehung von Leben begünstigen oder behindern können. Dazu gehören einfache organische Moleküle, die Grundbausteine des Lebens, aber auch der Stern selbst. Denn die organischen Moleküle müssen aufgespalten worden sein, um aus der noch unbelebten Materie erst komplexere Verbindungen zu machen, die sich dann zu belebter Materie entwickelt haben könnten.
Zumindest im Fall der Erde hat wohl die UV-Strahlung unserer Sonne diese Startenergie für das Leben geliefert. Doch der Rote Zwerg Trappist-1 hat in dieser Hinsicht ein ruhigeres Naturell: Anders als unsere Sonne strahlt er im ultravioletten Teil des Spektrums viel schwächer als im Infraroten. Forscher um Elsa Ducrot von der Université de Liège argumentieren daher, dass Trappist-1 in seiner Jugendzeit wohl zu wenig UV-Licht lieferte, um biologischer Aktivität eine Starthilfe zu geben.
Andererseits weiß man bisher nur wenig über die Physik roter Zwergsterne. So gehen die meisten Astrophysiker davon aus, dass die Ministerne in ihrer Jugend zu häufigen Strahlungsausbrüchen neigen. Diese Flares sind mit Episoden starker UV-Strahlung verbunden. Das könnte einerseits die Chancen für die Entstehung von Leben auf den Trappist-1-Planeten erhöhen. Andererseits sind solche Strahlungsausbrüche natürlich auch eine Gefahr: Finden sie zu oft statt, können sie Organismen auf der Oberfläche von Planeten schädigen oder die Atmosphäre dezimieren.
Dieses Risiko wächst mit der Nähe eines Planeten zu seinem Stern. Und alle sieben Trappist-1-Planeten kreisen auf extrem engen Bahnen, in unserem Sonnensystem lägen diese innerhalb der Merkurbahn. Da der rote Zwergstern weniger Energie abstrahlt, dürfte es dort dennoch nicht zu warm sein.
Die Nähe zum Stern vergrößert indes nicht nur die Folgen eines stellaren Bombardements. Die Eigendrehung aller sieben Planeten dürfte dadurch auch stark verlangsamt sein, so wie es bei unserem Mond der Fall ist. Manche der Trappist-1-Welten würden daher ihrem Stern wohl dauerhaft dieselbe Hemisphäre zuwenden, Experten sprechen von gebundener Rotation.
Aber auch hier sind Experten seit Jahren eifrig am Debattieren: Galt die gebundene Rotation zunächst als wahrer Biosphärenkiller, sind die Forscher mittlerweile optimistischer: Eine dichte Atmosphäre oder ein besonders tiefer Ozean könnte die Wärme der sonnenzugewandten Seite auf die Nachtseite transportieren und dort die Luft daran hindern, zu kalt zu werden.
Warten auf James Webb
All diese Überlegungen kranken daran, dass sie auf Modellrechnungen beruhen. Viele Fragen zu den Trappist-1-Planeten werden daher erst von besseren Daten beantwortet werden. Dazu zählt, woher die gemessenen Unterschiede bei der mittleren Dichte der Planeten kommen. Denkbar ist hier zum Beispiel, dass manche der Planeten riesige Ozeane besitzen, während andere durch einen extremen Treibhauseffekt ihr Wasser bereits verloren haben, so wie die Venus im Sonnensystem. Andererseits könnten auch schlicht unterschiedlich große Eisenkerne im Inneren der Planeten für die Dichteunterschiede verantwortlich sein, sagt Eric Agol. »Wir wissen es schlicht nicht.«
Dass die Forscher trotz all der Unsicherheit nicht von Trappist-1 lassen können, liegt an den Aussichten, bald mehr erfahren zu können: Im Dezember 2021 hat, pandemiebedingt ein Jahr später als zuletzt geplant, das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) abgehoben. Eine Studie kam kürzlich zu dem Schluss, dass dessen tiefgekühlte Infrarotdetektoren und der 6,5 Meter große Spiegel gut geeignet sind, um planetare Atmosphären naher roter Zwergsterne zu untersuchen. Allerdings müssten diese weniger als 65 Lichtjahre von uns entfernt sein.
Eine Inventur der in Frage kommenden Sterne auf Basis neuer Entfernungsmessungen der Gaia-Mission der ESA zeigt: Damit liegen zwar 44 Zwergsterne in Reichweite des neuen Flaggschiff-Teleskops, aber statistisch gesehen kreuzen nur 2,5 Prozent der Planeten die Sichtlinie zwischen ihrem Stern und uns. Transits sind jedoch eine zwingende Voraussetzung, um mehr über die Atmosphären herauszufinden.
In dieser Rechnung bleibt am Ende womöglich bloß ein einziger Roter Zwerg übrig, dessen Planeten das James-Webb-Teleskop ohne Weiteres beobachten könnte: Trappist-1. Somit glauben die meisten Exoplanetenforscher, dass der erste Blick in die Atmosphäre eines erdgroßen, potenziell habitablen Exoplaneten dort gelingen wird.
1000 Beobachtungsstunden pro Planet
Wer sich unter Astronomen umhört, stößt hier jedoch auf eher gedämpfte Erwartungen: Pro Planet sind 1000 Beobachtungsstunden mit dem JWST nötig, um auch nur die häufigsten Bestandteile einer der Atmosphären zu identifizieren. Und das mit einem Teleskop, das nicht nur Exoplanetenforscher gerne nutzen wollen, sondern fast alle astronomischen Disziplinen. Die Lebensdauer von James Webb wird aber wohl – anders als bei seinem mittlerweile 30 Jahre alten Vorgänger Hubble – bei lediglich fünf bis zehn Jahren liegen, da dann der Treibstoff ausgeht.
Schon deshalb fordert eine Gruppe von Astronomen um die Trappist-1-Entdecker Michaël Gillon und Eric Agol derzeit, die Exoplaneten-Beobachtung mit dem neuen großen Weltraumteleskop gut zu koordinieren. Was dabei am Ende herauskommt, ist noch völlig offen. Die Szenarien reichen hier von trockenen Felskugeln wie dem Merkur über extreme Treibhausplaneten wie der Venus bis hin zu Welten mit einer exotischen Atmosphäre aus anorganisch erzeugtem Sauerstoff und Kohlenstoffmonoxid, für die es in unserem Sonnensystem kein Vorbild gibt. Auch die fluffigen Wasserstoffatmosphären, von Hubble eigentlich ausgeschlossen, könnten aus Sicht mancher Forscher ein Comeback erleben, wenn sie etwa von hoch fliegenden Wolken verdeckt werden.
Oder das James-Webb-Teleskop findet bei ein oder zwei Planeten eine Atmosphäre, die der unserer Erde ähnelt. Selbst in diesem Fall wäre wohl weiterhin Geduld gefragt, schließlich müssen potenzielle »Biomarker« wie Sauerstoff oder Methan nicht zwangsläufig auf Leben zurückgehen. Eine große NASA-Pressekonferenz gäbe es wohl trotzdem – gefolgt von vielen weiteren Beobachtungen, um ganz sicher zu sein.
(Anm. der Red.: Der Artikel wurde am 9.2.2022 bezüglich des Starts des JWST aktualisiert.)
Keine Atmosphäre um nahen Exoplaneten TRAPPIST-1 b
Haben die Planeten um den Roten Zwerg TRAPPIST-1 eine Atmosphäre? NASA/JPL-Caltech/ R. Hurt (IPAC)
Um den rund 40 Lichtjahre von uns entfernten Roten Zwergstern TRAPPIST-1 kreisen gleich sieben erdähnliche Planeten – einige davon in der habitablen Zone ihres Sterns. Doch nun belegen neue Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA, dass zumindest der innerste Planet keine Atmosphäre besitzt. Die von der Tagseite des Planeten abgegebene Wärmestrahlung deutet auf Temperaturen von rund 230 Grad und keinerlei Umverteilung der Wärme auf die dauerhaft im Dunkeln liegende Nachtseite hin. Auch spektrale Signaturen von Kohlendioxid und anderen Gasen konnten die Astronomen nicht detektieren. Dies stimmt mit der Annahme überein, dass Planeten im nahen Umfeld eines Roten Zwergs schon in dessen Jugend einer starken Erosion ihrer Atmosphären ausgesetzt sind.
Der Rote Zwergstern TRAPPIST-1 liegt rund 40 Lichtjahre von uns entfernt, ist kaum größer als der Planet Jupiter und relativ kühl und leuchtschwach. Deshalb bot er Astronomen besonders gute Möglichkeiten, nach Exoplaneten in seinem nahen Umfeld zu suchen. Tatsächlich wurden sie fündig: 2017 enthüllten Beobachtungen mit dem NASA-Weltraumteleskop Spitzer und mehreren erdbasierten Teleskopen, dass es um diesen Roten Zwerg gleich sieben erdähnliche Planeten gibt. Diese haben zwischen 75 und 110 Prozent des Erdradius, sind Gesteinsplaneten und mindestens drei von ihnen kreisen in der habitablen Zone ihres Sterns. Weitere Beobachtungen in den Folgejahren sprachen zudem dafür, dass es auf allen sieben Planeten um TRAPPIST-1 Wasser geben könnte – bei den inneren in Form von Wasserdampf, den äußersten als Eis und den potenziell lebensfreundlichen Mittelplaneten in flüssiger Form.
James-Webb-Teleskop beobachtet TRAPPIST-1 b
Offen war jedoch bisher, ob die TRAPPIST-1-Planeten eine Atmosphäre besitzen. „Rote Zwerge durchlaufen eine rund eine Milliarde Jahre lange Phase hoher Leuchtkraft in ihrer Prä-Hauptreihenphase“, erklären Thomas Greene vom Ames Research Center der NASA und seine Kollegen. In dieser Zeit kann die starke Strahlung die Gashüllen um junge Planeten zerstören und ins All hinausreißen. „Energiereiche stellare Strahlenausbrüche und koronare Massenauswürfe solcher Sterne können ebenfalls Moleküle aufspalten und den Verlust der Atmosphäre vorantreiben“, erklären die Forscher. Schon länger vermuten Astronomen daher, dass vor allem innere, nah am Stern kreisende Planeten um Rote Zwerge möglicherweise keine Gashüllen mehr besitzen – es sei denn, es gibt auf ihnen vulkanische oder andere Prozesse, die regelmäßig für Gasnachschub sorgen.
Greene und sein Team haben nun die hochauflösenden Optiken des James-Webb-Weltraumteleskops genutzt, um sich den innersten der sieben Planeten, TRAPPIST-1 b, näher anzuschauen. Er benötigt nur 1,5 Tage für einen Umlauf und erhält gängigen Schätzungen nach viermal so viel Strahlung von seinem Stern wie die Erde von der Sonne. „Die inneren Planeten sind warm genug, um ihre thermale Abstrahlung durch Beobachtungen im mittleren Infrarot zu detektieren“, erklären die Astronomen. Sie nutzten daher das Mid-Infrared Instrument (MIRI) des Webb-Teleskops, um die Abstrahlung des Planeten über sekundäre Eklipsen zu messen. Dabei vergleichen die Forscher das Licht, das von Planet und Stern gemeinsam abgestrahlt wird, mit dem Licht des Sterns, das dieser abstrahlt, während er den Planeten von uns aus gesehen verdeckt.
Keine Wärmeumverteilung durch eine Atmosphäre
Die Auswertungen dieser Daten ergaben, dass die Tagseite von TRAPIST-1 b rund 508 Kelvin heiß sein muss – dies entspricht etwa 235 Grad Celsius. Wie die Astronomen mithilfe von planetarischen Modellrechnungen ermittelten, spricht dies dagegen, dass auf diesem Planeten eine Umverteilung der eingestrahlten Energie stattfindet, wie es bei Anwesenheit einer Atmosphäre der Fall wäre. Denn eine Gashülle nimmt einen Teil dieser Energie auf und leitet sie durch Winde auf die kühle Nachtseite ab. Sie wirkt damit ausgleichend und müsste den Berechnungen zufolge die beobachtete Helligkeitstemperatur auf 300 Kelvin oder weniger reduzieren, wie Greene und seine Kollegen erklären. Doch das ist den Beobachtungen nach nicht der Fall. Die Spektraldaten des MIRI-Instruments konnten zudem frühere potenzielle Hinweise auf eine CO2-haltige Gashülle um TRAPPIST-1 b nicht bestätigen.
„Unsere Beobachtungen stimmen am besten mit einer unbehinderten Albedo und wenig bis keiner Wärme-Umverteilung von der Tagseite zur Nachtseite bei TRAPPIST-1 b überein“, konstatieren die Astronomen. Die wahrscheinlichste Erklärung dafür sei, dass dieser Planet keine nennenswerte Atmosphäre besitze. Damit ähnelt der innerste Planet um den nahen Roten Zwerg TRAPPIST-1 wahrscheinlich eher dem Merkur in unserem Sonnensystem als einem erdähnlichen, lebensfreundlichen Planeten. Gleichzeitig bestätigt das Fehlen einer Gashülle um diesen Exoplaneten die Modelle, die von einem nahezu vollständigen Verlust einer Uratmosphäre bei diesen Planeten ausgehen. Wie es mit der Atmosphäre und potenziellen Lebensfreundlichkeit bei den anderen Planeten um TRAPPIST-1 aussieht, könnten künftige Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop klären.
MICADO und METIS sind zwei der vier Instrumente der ersten Generation für das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, die noch in diesem Jahrzehnt am Teleskop in Betrieb genommen werden sollen. Das MPIA ist ein Konsortialpartner in beiden Projekten und hat gerade mit dem Bau verschiedener Teilsysteme der Instrumente begonnen. Eine Mini-Dokumentation über beide Instrumente wurde während einer Live-Veranstaltung auf dem YouTube-Kanal der ESO am Freitag, dem 12. Mai gezeigt.
Das MICADO-Instrument des ELT, das hier im Modell zu sehen ist, wird sich auf tiefe Bilder unseres Universums… [mehr]Herkunftsnachweis: ESO
„Ich freue mich sehr, dass die ersten Teilstücke in den Labors und Werkstätten unserer Partner in ganz Europa ankommen“, sagt Eckhard Sturm, der MICADO-Projektleiter und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE). Um diesen wichtigen Meilenstein des Projekts zu würdigen, hat die ESO (Europäische Südsternwarte) zusammen mit den MICADO- und METIS-Konsortien die ersten beiden einer Reihe von Erklärvideos produziert. Sie wurden während einer Live-Veranstaltung am Freitag, dem 12. Mai gezeigt, in der unsere Wissenschaftlerinnen Nadine Neumayer und Silvia Scheithauer Fragen zu den beiden Projekten beantworteten.
MICADO ist die Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations. Sie wird das Extremely Large Telescope (ELT), dessen Hauptspiegel einen Durchmesser von 39 Metern haben wird, mit einem der ersten Instrumente mit einer beugungsbegrenzten Bildgebung und Langspaltspektroskopie im nahen Infrarotbereich ausstatten. MICADO wird unter der Leitung des MPE von einem Konsortium von Partnern aus Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Österreich, Italien und Finnland zusammen mit der ESO entwickelt und gebaut.
METIS, der Mid-infrared ELTImager and Spectrograph, ist ein weiteres ELT-Instrument der ersten Generation. Es wird die Beobachtungsmöglichkeiten im Infraroten ergänzen, indem es den mittleren Infrarotbereich abdeckt. METIS bietet beugungsbegrenzte Bildgebung, niedrig- und mittelauflösende Spaltspektroskopie und Koronografie für eine kontrastreiche Bildgebung bei Wellenlängen zwischen 3 und 13 Mikrometern und hochauflösende integrale Feldspektroskopie zwischen 3 und 5 Mikrometern. Es wird von einem europäischen Konsortium unter der Leitung des PI-Instituts NOVA (Niederländische Forschungseinrichtung für Astronomie) in den Niederlanden mit zwölf Partnern aus Deutschland, Großbritannien, Frankreich, der Schweiz, Belgien, Portugal, Österreich, Taiwan und den USA gebaut.
Grafisches Modell des Kryostaten, der die Hauptkomponenten des METIS-Instruments enthält. Nach dessen Fertigstellung… [mehr]Herkunftsnachweis: METIS Consortium
Das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg, Deutschland, spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und Herstellung beider Instrumente. Der koverantwortliche Forscher für MICADO und lokaler Instrumentenwissenschaftler Jörg-Uwe Pott leitet das MICADO-Team am MPIA. Ralph Hofferbert als lokaler Projektmanager und Friedrich Müller als Systemingenieur ergänzen es.
Das MPIA liefert die warme Voroptik von MICADO, die das Sternenlicht vom Teleskop mit minimalem Verlust an Empfindlichkeit und Bildschärfe in die kalte Kamera-Optik leitet. Darüber hinaus liefert das MPIA die Kalibrierungseinheit für alle wissenschaftlichen Standardbeobachtungsmodi.
Die High-Tech-Funktionen von MICADO und METIS versetzen sie in die Lage, weit über die Fähigkeiten der besten Observatorien von heute hinauszugehen, einschließlich des Hubble- und des James Webb-Weltraumteleskops. So wird die Empfindlichkeit von MICADO mit der des JWST vergleichbar sein, jedoch mit der sechsfachen Auflösung. Auf diese Weise wird MICADO Exoplaneten erforschen, die detaillierte Struktur entfernter Galaxien enthüllen und einzelne Sterne in nahen Galaxien untersuchen. MICADO wird auch ein einzigartiges und leistungsfähiges Instrument zur Erforschung von Umgebungen sein, in denen Gravitationskräfte und allgemeine relativistische Effekte extrem stark sind, wie in der Nähe des supermassereichen schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße.
Vom Entwurf bis zur Herstellung. Beide Bilder zeigen einen Spiegelzellenring für das MICADO-Instrument. Oben:… [mehr]Herkunftsnachweis: M. Nielbock (MPIA)
METIS verfügt über eine viel höhere spektrale und räumliche Auflösung als JWST und ermöglicht den Astronominnen und Astronomen, die Details der Stern- und Planetenentstehung sowie die extrem dünnen Atmosphären von Gesteins-Exoplaneten zu untersuchen. Da METIS im mittleren Infrarot beobachten wird, wird es vorwiegend kühle Objekte wie Gas- und Staubwolken erforschen – und dringt dabei in Galaxien vor, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat. Als ein weiteres aufregendes Forschungsfeld wird METIS nachschauen, ob unsere nächsten stellaren Nachbarn Gesteinsplaneten wie die Erde beherbergen.
Als zweitgrößter Partner des METIS-Konsortiums liefert das MPIA Teilsysteme wie die bildgebende Kamera und die adaptive Optik (AO). Die AO korrigiert atmosphärische Verzerrungen und ist daher für beugungsbegrenzte Beobachtungen mit METIS unerlässlich.
Der verantwortliche Wissenschaftler am MPIA für METIS ist Markus Feldt. Er ist zudem mitverantwortlich für wissenschaftliche Ausrichtung des METIS-Projekts. Weitere Teammitglieder am MPIA sind die lokale Projektmanagerin Silvia Scheithauer, der Instrumentenwissenschaftler Roy van Boekel, der Leiter der Kalibrierung Wolfgang Brandner und der Leiter der adaptiven Optik (AO) Thomas Bertram. „METIS ist ein enorm komplexes Instrument mit höchsten Anforderungen an Genauigkeit und Leistung. An der Realisierung eines solchen Instruments in Zusammenarbeit mit 12 europäischen und weltweiten Partnern beteiligt zu sein, ist einzigartig!“ sagt Markus Feldt.
Das ELT mit MICADO und METIS soll noch in diesem Jahrzehnt in Betrieb gehen.
Riesenteleskop ELT: Fertigung der ersten beiden Instrumente hat begonnen
Noch in diesem Jahrzehnt soll das Extremely Large Telescope in Chile die Arbeit aufnehmen. Jetzt werden die ersten beiden Instrumente gefertigt.
In Laboren und Werkstätten in ganz Europa ist mit der Fertigung der ersten Instrumente begonnen worden, die in wenigen Jahren im Riesenteleskop ELT das Universum erforschen sollen. Wie das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) mitteilt, handelt es sich um MICADO und METIS, die beide im Infrarotbereich arbeiten werden. Aus Anlass dieses Meilensteins hat die Europäische Südsternwarte ESO zwei Videos angefertigt, in denen die Funktionsweise der beiden Instrumente erklärt werden. Mit insgesamt vier Instrumenten soll das Extremely Large Telescope noch vor Ende des Jahrzehnts die besten bestehenden Observatorien weit übertreffen.
Das größte Teleskop der Welt
MICADO steht für Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations, das Instrument soll bezüglich der Empfindlichkeit dem Weltraumteleskop James Webb gleichkommen, aber gleichzeitig die sechsfache Auflösung bieten. Damit sollen Exoplaneten, Detailstrukturen ferner Galaxien und einzelne Sterne erforscht werden. Supermassereiche Schwarze Löcher, wie jenes im Zentrum der Milchstraße, soll es ebenfalls ins Visier nehmen. Es wird sechs Meter groß und 20 Tonnen wiegen. Das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) leitet die Fertigung nun, daran gebaut wird in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Österreich, Italien und Finnland.
Vergleich der Auflösung von Hubble (li.), James Webb (Mitte) und MICADO (re.)(Bild: ESO/MICADO consortium)
METIS, das zweite von insgesamt vier vorgesehenen Instrumenten, heißt ausgeschrieben Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph. Es wird die Beobachtungsmöglichkeiten im infraroten Spektrum ergänzen und den mittleren Infrarotbereich abdecken. Damit sollen unter anderem protoplanetare Scheiben erforscht und kleine Exoplaneten gesucht werden. Auch dem Sonnensystem soll es sich widmen und etwa in der Marsatmosphäre nach unbekannten Molekülen suchen oder Asteroiden im Hauptgürtel erforschen.
Das ELT wird gegenwärtig in Chile errichtet und 80 m hoch. Der gigantische Hauptspiegel des Teleskops mit einem Durchmesser von fast 40 Metern setzt sich – wie der des Weltraumteleskops James Webb (JWST) – aus sechseckigen Segmenten zusammen. Während es beim JWST aber 18 sind, kommt der Hauptspiegel des ELT auf 798, jedes einzelne anderthalb Meter groß und 250 Kilogramm schwer.
Einmal fertig wird das Observatorium das mit Abstand größte optische Teleskop der Welt sein. Von vergleichbarer Größe soll lediglich das Thirty Meter Telescope sein, das auf Hawaii errichtet werden soll. Der Beginn der Bauarbeiten verzögert sich dort aber schon seit Jahren wegen eines Streits über die Nutzung des Standorts.
Christian Dauck 
