Keine Atmosphäre um nahen Exoplaneten TRAPPIST-1 b, auf ein neues mit TRAPPIST-1 E

18. Mai 202318. Mai 2023 / chrisdauck

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.

Spannend! Spannend! Spannend!

Beobachtungspogramm: GTO 1331

Titel: Transitspektroskopie von TRAPPIST-1e

The TRAPPIST-1e observations are currently tentatively scheduled in June and October of2023. This may change, but I’ll note that you can see when any JWST program is scheduled using the programinformation tool:
https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/program-information.html?id=1331
Email: Nikole Lewis

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.

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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.

Vergleich von TRAPPIST-1 mit dem Sonnensystem: **Quelle:** https://www.jpl.nasa.gov/images/pia24371-comparison-of-trappist-1-to-the-solar-system

TRAPPIST-1-Planeten könnten wasserreich sein

Erste Einblicke in die Zusammensetzung der sieben nahen Erdzwillinge

Die Planeten um TRAPPIST-1 könnten reichlich Wasser besitzen – als Wasserdampf, Ozeane oder Eis. (Illustration)© ESO/M. Kornmesser

Vorlesen

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.

Was wir jetzt über die TRAPPIST-1-Planeten wissen© European Southern Observatory (ESO)

Bis zu fünf Massenprozent Wasser

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.

Haupteigenschaften der sieben TRAPPIST-1-Planeten und der vier innersten Planeten im Sonnensystem© NASA/JPL-Caltech/ R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

TRAPPIST-1e – der erdähnlichste

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

Quelle: https://www.scinexx.de/news/kosmos/trappist-1-planeten-koennten-wasserreich-sein/

Die Dichte spricht für Ozeanwelten

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.)

Quelle: https://www.spektrum.de/news/planetensystem-trappist-1-sieben-erdgrosse-fragezeichen/1792247

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.

Quelle: Thomas Greene (NASA Ames Research Center, Moffett Field) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-023-05951-7

Webb entdeckt LHS 475 b, einen erdgroßen, felsigen Planeten

13. Januar 2023 / chrisdauck

Forscher haben mit dem NASA/ESA/CSA-Weltraumteleskop James Webb zum ersten Mal die Anwesenheit eines Exoplaneten bestätigt, eines Planeten, der einen anderen Stern umkreist. Formal als LHS 475 b klassifiziert, hat der Planet fast genau die gleiche Größe wie unser eigener und misst 99 % des Erddurchmessers.

Das Forschungsteam wird von Kevin Stevenson und Jacob Lustig-Yaeger geleitet, beide vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland. Das Team entschied sich, dieses Ziel mit Webb zu beobachten, nachdem es die Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA, die auf die Existenz des Planeten hindeuteten, sorgfältig geprüft hatte. Der Nahinfrarot-Spektrograph (NIRSpec) von Webb erfasste den Planeten einfach und deutlich mit nur zwei Transitbeobachtungen. „Es steht außer Frage, dass der Planet da ist. Die makellosen Daten von Webb bestätigen dies“, sagte Lustig-Yaeger. „Die Tatsache, dass es sich auch um einen kleinen, felsigen Planeten handelt, ist für das Observatorium beeindruckend“, fügte Stevenson hinzu.

„Diese ersten Beobachtungsergebnisse von einem erdgroßen Gesteinsplaneten öffnen die Tür zu vielen zukünftigen Möglichkeiten für die Untersuchung der Atmosphären von Gesteinsplaneten mit Webb“, stimmte Mark Clampin, Direktor der Astrophysikabteilung im NASA-Hauptquartier in Washington, zu. „Webb bringt uns einem neuen Verständnis von erdähnlichen Welten außerhalb des Sonnensystems immer näher, und die Mission steht gerade erst am Anfang.“

Wie entdecken Forscher einen fernen Planeten? Indem er die Lichtveränderungen beobachtet, während er seinen Stern umkreist. Eine Lichtkurve des Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec) des James Webb-Weltraumteleskops der NASA/ESA/CSA zeigt die Helligkeitsänderung des Sternensystems LHS 475 im Laufe der Zeit, als der Planet am 31. August 2022 den Stern passierte. LHS 475 b ist a felsiger, erdgroßer Exoplanet, der einen etwa 41 Lichtjahre entfernten roten Zwergstern im Sternbild Octans umkreist. Der Planet ist seinem Stern extrem nahe und vollendet eine Umlaufbahn in zwei Erdentagen. Die Bestätigung der Anwesenheit des Planeten wurde durch Webbs Daten ermöglicht. [Bildbeschreibung: Die Grafik zeigt die Änderung der relativen Helligkeit des Stern-Planeten-Systems über einen Zeitraum von drei Stunden. Das Spektrum zeigt, dass die Helligkeit des Systems konstant bleibt, bis der Planet beginnt, den Stern zu passieren. Sie nimmt dann ab, was darstellt, wenn sich der Planet direkt vor dem Stern befindet. Die Helligkeit nimmt wieder zu, wenn der Planet den Stern nicht mehr blockiert, und pendelt sich dann ein.]

Von allen in Betrieb befindlichen Teleskopen ist nur Webb in der Lage, die Atmosphäre von erdgroßen Exoplaneten zu charakterisieren. Das Team versuchte zu beurteilen, was sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, indem es sein Übertragungsspektrum analysierte. Obwohl die Daten zeigen, dass dies ein erdgroßer terrestrischer Planet ist, wissen sie noch nicht, ob er eine Atmosphäre hat. „Die Daten des Observatoriums sind wunderschön“, sagte Erin May, ebenfalls vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University. „Das Teleskop ist so empfindlich, dass es problemlos eine Reihe von Molekülen erkennen kann, aber wir können noch keine endgültigen Rückschlüsse auf die Atmosphäre des Planeten ziehen.“

Obwohl das Team nicht feststellen kann, was vorhanden ist, können sie definitiv sagen, was nicht vorhanden ist. „Es gibt einige terrestrische Atmosphären, die wir ausschließen können“, erklärt Lustig-Yaeger. „Es kann keine dicke Methan-dominierte Atmosphäre haben, ähnlich der des Saturnmondes Titan.“

Das Team stellt auch fest, dass es zwar möglich ist, dass der Planet keine Atmosphäre hat, es aber einige atmosphärische Zusammensetzungen gibt, die nicht ausgeschlossen wurden, wie beispielsweise eine reine Kohlendioxidatmosphäre. „Im Gegensatz dazu ist eine 100-prozentige Kohlendioxidatmosphäre so viel kompakter, dass es sehr schwierig wird, sie zu entdecken“, sagte Lustig-Yaeger. Noch genauere Messungen sind erforderlich, damit das Team eine reine Kohlendioxidatmosphäre von überhaupt keiner Atmosphäre unterscheiden kann. In diesem Sommer sollen die Forscher weitere Spektren mit weiteren Beobachtungen gewinnen.

Webb enthüllte auch, dass der Planet einige hundert Grad wärmer ist als die Erde. Wenn also Wolken entdeckt werden, könnten die Forscher daraus schließen, dass der Planet eher der Venus ähnelt, die eine Kohlendioxidatmosphäre hat und ständig in dicke Wolken gehüllt ist. „Wir stehen an vorderster Front bei der Erforschung kleiner, felsiger Exoplaneten“, sagte Lustig-Yaeger. „Wir haben gerade erst begonnen, an der Oberfläche dessen zu kratzen, wie ihre Atmosphären aussehen könnten.“

Eine flache Linie in einem Übertragungsspektrum wie dieser kann aufregend sein – sie kann uns viel über den Planeten verraten.

Die Forscher bestätigten auch, dass der Planet eine Umlaufbahn in nur zwei Tagen abschließt, eine Information, die durch Webbs präzise Lichtkurve fast augenblicklich offenbart wurde. Obwohl LHS 475 b seinem Stern näher ist als jeder andere Planet im Sonnensystem, hat sein roter Zwergstern weniger als die Hälfte der Temperatur der Sonne, sodass die Forscher vermuten, dass er immer noch eine Atmosphäre tragen könnte.

Die Ergebnisse der Forscher haben die Möglichkeit eröffnet, erdgroße Planeten zu lokalisieren, die kleinere rote Zwergsterne umkreisen. „Diese felsige Planet-Bestätigung unterstreicht die Präzision der Instrumente der Mission“, sagte Stevenson. „Und es ist nur die erste von vielen Entdeckungen, die es machen wird.“ Lustig-Yaeger stimmte zu: „Mit diesem Teleskop sind felsige Exoplaneten die neue Grenze.“

LHS 475 b ist relativ nah, nur 41 Lichtjahre entfernt, im Sternbild Octans.

Die Ergebnisse des Teams wurden am Mittwoch, den 11. Januar 2023, auf einer Pressekonferenz der American Astronomical Society (AAS) vorgestellt.

Weitere Informationen
Webb ist das größte und leistungsstärkste Teleskop, das jemals ins All gebracht wurde. Im Rahmen einer internationalen Kooperationsvereinbarung stellte die ESA den Startdienst des Teleskops mit 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 und für die Beschaffung des Startdienstes durch Arianespace verantwortlich. Die ESA lieferte auch den Arbeitstier-Spektrographen NIRSpec und 50 % des Mittelinfrarotinstruments MIRI, das von einem Konsortium national finanzierter europäischer Institute (dem MIRI European Consortium) in Partnerschaft mit JPL und der University of Arizona entworfen und gebaut wurde.

Webb ist eine internationale Partnerschaft zwischen NASA, ESA und der Canadian Space Agency (CSA).

Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI)

Quelle: https://astrobiology.com/2023/01/webb-discovers-lhs-475-b-an-earth-sized-rocky-planet.html

James Webb: Supererden sollen Rückschlüsse auf Erdentwicklung geben

27. Mai 2022 / chrisdauck

Untersuchungen der Exoplaneten 55 Cancri e und LHS 3844 b mit James Webb sollen möglicherweise Rückschlüsse auf die frühe Erdentwicklung geben.

Die Illustration zeigt, wie der Exoplanet 55 Cancri e nach derzeitigen Erkenntnissen aussehen könnte.
(Bild: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI))

Die US-Weltraumbehörde NASA will nach erfolgreicher Kalibrierung der wissenschaftlichen Instrumente des James-Webb-Weltraumteleskops im ersten Jahr zwei heiße Exoplaneten untersuchen, die wegen ihrer Größe und Gesteinszusammensetzung als „Supererden“ eingestuft sind. Das teilte die NASA am Donnerstag mit.

Konkret handelt es sich um den mit Lava bedeckten Exoplaneten 55 Cancri e sowie LHS 3844 b, der als weitgehend atmosphärenlos angenommen wird. Nach Angaben der NASA soll mithilfe der hochpräzisen Spektrographen des James-Webb-Teleskops die Geologie der Planeten untersucht werden. Die NASA verspricht sich davon, neue Erkenntnisse zu der geologischen Vielfalt von Planeten in der Galaxie zu erhalten. Zugleich erhoffen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Untersuchung der beiden Supererden mögliche Rückschlüsse auf die Entwicklung von Gesteinsplaneten wie die Erde ziehen zu können.

Lavabedeckter Exoplanet 55 Cancri e

Bei 55 Cancri e handelt es sich um einen Exoplaneten, der um den sonnenähnlichen Stern 55 Cancri A kreist und rund 40 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. 55 Canri e ist einer von zurzeit fünf bekannten Exoplaneten, die ihn umkreisen. 55 Cancri e soll nach aktuellem Stand dem Stern am nächsten sein und umkreist ihn in einer Entfernung von weniger als 1,5 Millionen Kilometern innerhalb von 18 Stunden. Auf dem Planeten geht es recht ungemütlich zu. Die Nähe zu 55 Cancri A sorgt für Oberflächentemperaturen weit oberhalb des Schmelzpunktes herkömmlicher gesteinsbildender Mineralien. Die Tagseite des Planeten ist entsprechend mit Lavaozeanen bedeckt, schreibt die NASA.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nehmen an, dass die deutliche Nähe von 55 Cancri e zu dem sonnenähnlichen Stern dafür sorgt, dass eine Seite des Exoplaneten immer dem Stern zugewandt ist. Normalerweise sollte der heißeste Bereich dort liegen. Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer deuten jedoch darauf hin, dass das nicht der Fall ist.

Einen Erklärungsversuch dafür liefert Renyu Hu vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. Er und seine Kollegen gehen davon aus, dass der Planet eine dichte, dynamische Atmosphäre besitzt, in der Sauerstoff und Stickstoff vorherrschen. Um die Bandbreite der thermischen Emission der Tagseite des Exoplaneten zu erfassen, wollen er und sein Wissenschaftsteam mit Nahinfrarotkameras (NIRCam) und dem Mittelinfrarotinstrument (MIRI) an Bord des James Webb das thermische Emissionsspektrum der Tagseite des Planeten untersuchen. Sollte 55 Cancri e eine Atmosphäre haben, könne dies mit den Instrumenten erfasst werden. Die notwendige Empfindlichkeit und der Wellenlängenbereich, um das herausfinden zu können, seien bei den Instrumenten gegeben.

Möglicher Lavaregen

Allerdings gibt es noch einen weiteren Erklärungsansatz für die abweichende Hitze. Ihn liefert der schwedische Astronom Alexis Brandeker, der an der Universität Stockholm tätig ist. Er bringt ins Spiel, dass 55 Cancri e nicht gezeitengebunden sein könnte. Der Planet könne ähnlich wie der Merkur alle zwei Umläufe dreimal rotieren (3:2-Resonanz), sodass er einen Tag-Nacht-Zyklus haben könnte. Nach Ansicht von Brandeker wäre dies eine Erklärung dafür, warum der heißeste Teil an einer anderen Stelle liegt, als er eigentlich liegen müsste.

„Genau wie auf der Erde würde es Zeit benötigen, bis sich die Oberfläche aufheizt. Die heißeste Zeit des Tages wäre am Nachmittag und nicht sofort zur Mittagszeit“, erklärt er. Die Richtigkeit dieser Annahme will Brandeker ebenfalls mithilfe der NIRCam des James Webb nachweisen. Dazu soll auf der beleuchteten Seite des Planeten die emittierte Wärme innerhalb von vier Umläufen erfasst werden. Sollte eine 3:2-Resonanz vorliegen, sei eine Hemisphäre zweimal beobachtbar. Die Oberfläche würde sich demnach tagsüber aufheizen, schmelzen, verdampfen und eine „sehr dünne Atmosphäre“ bilden, die mit dem Weltraumteleskop nachgewiesen werden könnte. Dieser Dampf würde am Abend abkühlen, auf die Oberfläche herabregnen und zur Nacht wieder erstarren, lautet die Hypothese von Brandeker.

Gesteinsanaylse von LHS 3844 b

Anders als 55 Cancri e, aber nicht minder exotisch mutet der LHS 3844 b an. Er umkreist seinen Stern ebenfalls in geringer Nähe innerhalb von 11 Stunden. Sein Stern ist jedoch klein und eher kühl. Das deutet darauf hin, dass die Oberfläche vermutlich nicht geschmolzen ist. Es werden jedoch Temperaturen jenseits von 525 °C angenommen. Beobachtungen mit dem Spitzer-Teleskop legen nahe, dass LHS 3844 b über keine nennenswerte Atmosphäre verfügt, heißt es von der NASA.

Zwar könne die Oberfläche mit James Webb „nicht direkt abgebildet werden“. Die Oberfläche könne jedoch aufgrund der fehlenden verdeckenden Atmosphäre spektroskopisch untersucht werden. So könnten über die unterschiedlichen Spektren von Gesteinsarten die vorherrschenden Gesteine ermittelt werden, erläutert Laura Kreidberg, Leiterin der APEx-Abteilung am Max-Planck-Institut für Astronomie. Dazu wollen sie und ihr Team das thermische Emissionsspektrum der Tagseite mit MIR erfassen und die so ermittelten Spektren mit denen bekannter Gesteine wie Basalt und Granit vergleichen. Sollte es auf dem Planeten aktive Vulkane geben, ließe sich das ebenfalls nachweisen.

Rückschlüsse von Supererden auf die Erde

Kreidberg geht davon aus, dass die Ergebnisse der Beobachtungen einen Aufschluss über die anderer erdähnlicher Planeten geben können. Zudem könnten die Ergebnisse Rückschlüsse darauf geben, „wie die frühe Erde ausgesehen haben könnte, als sie so heiß war wie diese Planeten heute“.

Quelle: https://www.heise.de/news/Weltraumteleskop-James-Webb-NASA-plant-Untersuchung-von-Supererden-7123690.html

Satellit „Earth 2.0“: China heckt einen Plan aus, um die Erde 2.0 zu finden

17. April 2022 / chrisdauck

Cool, China möchte auch nach Exoplaneten suchen. Je mehr Nationen desto besser. China wächst immer mehr was „Erforschung des All“ angeht. Super Sache! Das finden der Meldung war jetzt aber ein großer Zufall. Eigentlich bin ich nur Nachrichten-Meldungen zu „Sky-Deutschland“ durchgegangen (gegoogelt), da ich mir jetzt Pay-TV bestellt habe, mehr Serien und Filme.

Und weil mir die Privaten Free-TV Sender ziemlich auf die Nerven mir ihren Produktionen gehen, was die da für einen Schrott produzieren wird ja immer schlimmer – Furchtbar diese Vorschau fürs Hirnlos-Fernsehen. Wer guckt bloß sowas, ich nicht. Wenn die Hardware da ist werden die alle Boykottiert (Vox, Prosieben, Rtl, Sat1, Kabel 1 und Co.), ihre Sender aus der Senderliste und der TV-Zeitschrift verband. Hab auf die Sender keine Lust mehr.

Freue mich echt über diese tolle Vorhaben (Nachricht) aus China, vor allem wenn ich gar nicht nach sowas suche wenn ich durchs Netz Surfe.

Satellit „Earth 2.0“: China heckt einen Plan aus, um die Erde 2.0 zu finden

Ein Satellit wird die Milchstraße nach Exoplaneten absuchen, die Sterne wie die Sonne umkreisen.

Künstlerisches Konzept des Exoplaneten Kepler-186f, der einen fernen Stern umkreist — China plant seine erste Weltraummission, um den Himmel nach Exoplaneten zu durchsuchen, die Kepler-186f ähneln, einem erdgroßen Planeten, der einen fernen Stern umkreist (künstlerische Darstellung). Bildnachweis: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Nachdem China Roboter zum Mond geschickt, auf dem Mars gelandet und eine eigene Raumstation gebaut hat, hat China nun ferne Sonnensysteme im Auge. In diesem Monat werden Wissenschaftler detaillierte Pläne für die erste Mission des Landes zur Entdeckung von Exoplaneten veröffentlichen.

Die Mission zielt darauf ab, Planeten außerhalb des Sonnensystems in anderen Teilen der Milchstraße zu untersuchen, mit dem Ziel, den ersten erdähnlichen Planeten zu finden, der in der bewohnbaren Zone eines Sterns genau wie die Sonne kreist. Astronomen glauben, dass ein solcher Planet, Erde 2.0 genannt, die richtigen Bedingungen für die Existenz von flüssigem Wasser – und möglicherweise Leben – haben würde.

Mehr als 5.000 Exoplaneten wurden bereits in der Milchstraße entdeckt, hauptsächlich mit dem Kepler-Teleskop der NASA, das 9 Jahre lang in Betrieb war, bevor ihm 2018 der Treibstoff ausging. Einige der Planeten waren felsige erdähnliche Körper, die kleine rote Zwerge umkreisten Sterne, aber keiner entspricht der Definition einer Erde 2.0.

Mit der aktuellen Technologie und Teleskopen ist es extrem schwierig, das Signal kleiner, erdähnlicher Planeten zu finden, wenn ihre Wirtssterne eine Million Mal schwerer und eine Milliarde Mal heller sind, sagt Jessie Christiansen, Astrophysikerin am NASA Exoplanet Science Institute in Kalifornien Institut für Technologie in Pasadena.

Die chinesische Mission namens Earth 2.0 will das ändern. Es wird von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften finanziert und schließt seine frühe Entwurfsphase ab. Wenn die Entwürfe im Juni eine Überprüfung durch ein Expertengremium bestehen, erhält das Missionsteam die Finanzierung, um mit dem Bau des Satelliten zu beginnen. Das Team plant, das Raumschiff vor Ende 2026 mit einer Long March-Rakete zu starten.

Sieben Augen

Der Satellit Earth 2.0 soll sieben Teleskope tragen, die den Himmel vier Jahre lang beobachten werden. Sechs der Teleskope werden zusammenarbeiten, um die Cygnus-Lyra-Konstellationen zu vermessen, denselben Himmelsausschnitt, den das Kepler-Teleskop durchkämmt hat. „Das Kepler-Feld ist eine niedrig hängende Frucht, weil wir von dort sehr gute Daten haben“, sagt Jian Ge, der Astronom, der die Earth 2.0-Mission am Shanghai Astronomical Observatory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften leitet.

Die Teleskope suchen nach Exoplaneten, indem sie kleine Änderungen in der Helligkeit eines Sterns erkennen, die darauf hindeuten, dass ein Planet vor ihm vorbeigezogen ist. Die gemeinsame Verwendung mehrerer kleiner Teleskope bietet Wissenschaftlern ein breiteres Sichtfeld als ein einzelnes großes Teleskop wie Kepler. Die 6 Teleskope von Earth 2.0 werden zusammen etwa 1,2 Millionen Sterne auf einem 500 Quadratgrad großen Himmelsfeld anstarren, das etwa fünfmal breiter ist als Keplers Sicht. Gleichzeitig wird Earth 2.0 in der Lage sein, dunklere und weiter entfernte Sterne zu beobachten als der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA, der helle Sterne in der Nähe der Erde durchmustert.

„Unser Satellit kann 10- bis 15-mal leistungsstärker sein als das Kepler-Teleskop der NASA in seiner Kapazität zur Himmelsvermessung“, sagt Ge.

Das siebte Instrument des Satelliten wird ein Gravitations-Mikrolinsen-Teleskop zur Vermessung von Schurkenplaneten sein – frei schwebende Himmelsobjekte, die keinen Stern umkreisen – und Exoplaneten, die weit von ihrem Stern entfernt sind, ähnlich wie Neptun. Es erkennt Änderungen im Sternenlicht, wenn die Schwerkraft eines Planeten oder Sterns das Licht eines Hintergrundsterns verzerrt, vor dem es vorbeizieht. Das Teleskop wird auf das Zentrum der Milchstraße zielen, wo sich eine große Anzahl von Sternen befindet. Bei einem erfolgreichen Start wäre dies das erste Gravitations-Mikrolinsen-Teleskop, das vom Weltraum aus operiert, sagt Ge.

„Unser Satellit kann im Wesentlichen eine Volkszählung durchführen, die Exoplaneten unterschiedlicher Größe, Masse und Alters identifiziert. Die Mission wird eine gute Sammlung von Exoplanetenproben für die zukünftige Forschung liefern“, sagt er.

Verdoppelung der Daten

Die NASA startete Kepler im Jahr 2009 mit dem Ziel herauszufinden, wie häufig erdähnliche Planeten in der Galaxie vorkommen. Um zu bestätigen, dass ein Exoplanet erdähnlich ist, müssen Astronomen die Zeit messen, die er benötigt, um seine Sonne zu umkreisen. Solche Planeten sollten eine ähnliche Umlaufzeit wie die Erde haben und ihre Sonne etwa einmal im Jahr durchqueren. Chelsea Huang, Astrophysikerin an der University of Southern Queensland in Toowoomba, sagt, dass Wissenschaftler mindestens drei Transite benötigen, um eine genaue Umlaufzeit zu ermitteln, was etwa drei Jahre an Daten erfordert und manchmal mehr, wenn es Datenlücken gibt.

Aber vier Jahre nach Beginn der Kepler-Mission fielen Teile des Instruments aus, wodurch das Teleskop nicht in der Lage war, über einen längeren Zeitraum auf einen Fleck am Himmel zu starren. Kepler stand kurz davor, einige wirklich erdähnliche Planeten zu finden, sagt Huang, der als Berater für Datensimulation mit dem Earth 2.0-Team zusammengearbeitet hat.

Mit Earth 2.0 könnten Astronomen über weitere vier Jahre an Daten verfügen, die in Kombination mit Keplers Beobachtungen dazu beitragen könnten, zu bestätigen, welche Exoplaneten wirklich erdähnlich sind. „Ich freue mich sehr über die Aussicht, zum Kepler-Feld zurückzukehren“, sagt Christiansen, der hofft, die Daten von Earth 2.0 studieren zu können, wenn sie verfügbar sind.

Ge hofft, ein Dutzend Erde-2.0-Planeten zu finden. Er sagt, er plane, die Daten innerhalb von ein oder zwei Jahren nach ihrer Erhebung zu veröffentlichen. „Es wird eine Menge Daten geben, also brauchen wir alle Hände, die wir bekommen können“, sagt er. Das Team besteht bereits aus etwa 300 Wissenschaftlern und Ingenieuren, hauptsächlich aus China, aber Ge hofft, dass sich weitere Astronomen weltweit anschließen werden. „Die Erde 2.0 ist eine Chance für eine bessere internationale Zusammenarbeit.“

Die Europäische Weltraumorganisation plant auch eine Exoplanetenmission mit dem Namen Planetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO), die 2026 starten soll. Das Design von PLATO umfasst 26 Teleskope, was bedeutet, dass es ein viel größeres Sichtfeld als die Erde 2.0 haben wird . Aber der Satellit wird alle zwei Jahre seinen Blick verlagern, um verschiedene Regionen des Himmels zu beobachten.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-01025-2

Quelle: https://www.nature.com/articles/d41586-022-01025-2

Die NASA wird die Ankunft von Webb am endgültigen Bestimmungsort und die nächsten Schritte besprechen

23. Januar 2022 / chrisdauck

Die Konzeption dieses Künstlers zeigt das vollständig entfaltete James Webb Space Telescope im All.Credits: Adriana Manrique Gutierrez, NASA-Animator

Wissenschaftler und Ingenieure, die das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA betreiben, werden am Montag, den 24. Januar um 15:00 Uhr EST in einer NASA Science Live-Sendung Fragen zu den neuesten Meilensteinen der Mission beantworten, gefolgt von einer Medien-Telekonferenz um 16:00 Uhr.

🕘 On Monday 24 January, from 21:00 CET tune in to NASA live for a Q&A session on #Webb ’s latest milestones. Use #UnfoldTheUniverse to ask questions. Details 👉 https://t.co/CeYpKhmDg0 📷 @ESA /ATG medialab pic.twitter.com/Pi0eNPWYRu
— ESA Webb Telescope (@ESA_Webb) January 22, 2022

Die Sendung wird live online auf der NASA Science Live- Website sowie auf YouTube , Facebook und Twitter ausgestrahlt . Der Ton der Telefonkonferenz wird live auf der Website der Agentur übertragen .

Bodenteams planen, Webbs Triebwerke am Montag, dem 24. Januar, um 14:00 Uhr abzufeuern, um das Weltraumteleskop am zweiten Lagrange-Punkt oder L2, seinem beabsichtigten Ziel, fast 1 Million Meilen von der Erde entfernt, in die Umlaufbahn um die Sonne zu bringen.

On Monday, 24 January, the #Webb team plans to instruct the observatory to complete a final correction burn that will place it into its desired orbit at the second Sun-Earth Lagrange point, or "L2" (orbit animation 👇). Details: https://t.co/lhrUXDhyra 📷:@NASAGoddard pic.twitter.com/XbKzW0Svrk
— ESA Webb Telescope (@ESA_Webb) January 21, 2022

Diese Korrekturverbrennung in der Mitte des Kurses ist seit langem für ungefähr 29 Tage nach dem Start geplant. Diese Woche wählte das Operationsteam der Mission das Zieldatum und die Zielzeit für die Verbrennung aus.

Die Ingenieure beendeten auch das ferngesteuerte Bewegen der Spiegelsegmente von Webb aus ihren Startpositionen, um mit dem monatelangen Prozess der Ausrichtung der Optik des Teleskops zu beginnen.

Letzte Woche hat das #Webb-Team damit begonnen, die einzelnen Spiegelsegmente des Teleskops aus ihren Startpositionen zu holen. Gestern wurde dieser Prozess abgeschlossen: https://t.co/A7qt1pav05 #GoWebbGo https://t.co/2rvZSVN1HG
— ESA auf Deutsch (@ESA_de) January 20, 2022

Zuschauer dieser Folge „Wie geht es mit dem James-Webb-Weltraumteleskop weiter?“ können Fragen in den sozialen Medien mit dem Hashtag #UnfoldtheUniverse einreichen oder indem sie einen Kommentar im Chat-Bereich des Facebook- oder YouTube-Streams hinterlassen. Fragen aus der Bevölkerung werden beantwortet von:

Amber Straughn, stellvertretende Projektwissenschaftlerin für Webb-Kommunikation, Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland
Scarlin Hernandez, Flugsystemingenieurin, Space Telescope Science Institute in Baltimore

Im Anschluss an die Episode wird die NASA eine Medien-Telekonferenz veranstalten, die sich auf die L2-Einfügungsverbrennung und Spiegelbewegungen sowie die nächsten Schritte zur Vorbereitung von Webb auf die Durchführung von Wissenschaft konzentriert. Der Anruf beinhaltet:

Lee Feinberg, Elementmanager des Webb-Optikteleskops, Goddard
Amy Lo, Leiterin der Webb-Fahrzeugtechnik, Northrop Grumman
Keith Parrish, Betriebsleiter des Webb-Observatoriums, Goddard
Jane Rigby, Webb Operations Project Scientist, Goddard

Quelle: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-discuss-webb-s-arrival-at-final-destination-next-steps

NASA to Discuss Webb’s Arrival at Final Destination, Next Steps

This artist’s conception shows the fully unfolded James Webb Space Telescope in space.Credits: Adriana Manrique Gutierrez, NASA Animator

Scientists and engineers operating NASA’s James Webb Space Telescope will answer questions about the mission’s latest milestones in a NASA Science Live broadcast at 3 p.m. EST Monday, Jan. 24, followed by a media teleconference at 4 p.m.

The broadcast will air live online on the NASA Science Live website, as well as YouTube, Facebook, and Twitter. Audio of the teleconference will stream live on the agency’s website.

Ground teams plan to fire Webb’s thrusters at 2 p.m. Monday, Jan. 24 to insert the space telescope into orbit around the Sun at the second Lagrange point, or L2, its intended destination, nearly 1 million miles from Earth. This mid-course correction burn has long been planned for approximately 29 days after launch. This week, the mission operations team selected the target date and time for the burn. Engineers also finished remotely moving Webb’s mirror segments out of their launch positions to begin the months-long process of aligning the telescope’s optics.

Viewers of this episode, “What’s Next for the James Webb Space Telescope?” can submit questions on social media using the hashtag #UnfoldtheUniverse or by leaving a comment in the chat section of the Facebook or YouTube stream. Questions from the public will be answered by:

Amber Straughn, deputy project scientist for Webb communications, NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland
Scarlin Hernandez, flight systems engineer, Space Telescope Science Institute in Baltimore

Following the episode, NASA will host a media teleconference focused on the L2 insertion burn and mirror movements, as well as the next steps in preparing Webb to conduct science. The call will feature:

Lee Feinberg, Webb optical telescope element manager, Goddard
Amy Lo, Webb vehicle engineering lead, Northrop Grumman
Keith Parrish, Webb observatory commissioning manager, Goddard
Jane Rigby, Webb operations project scientist, Goddard

Astronomie: Mögliche Exomonde im Visier – Zweiter Exomond Kandidat entdeckt

14. Januar 2022 / chrisdauck

Künstlerische Darstellung des möglichen Exomondes Kepler-1708 b-i samt seines Planeten und Heimatsterns.

Astronomen präsentieren erneut Hinweise auf einen Mond in einem fernen Sternsystem. Er umkreist einen jupitergroßen Planeten und besitzt den Daten zufolge planetare Ausmaße: Kepler-1708 b-i ist vermutlich 2,6 Mal größer als die Erde. Es handelt sich dabei um den erst zweiten heißen Kandidaten für einen extrasolaren Planetenbegleiter, denn ihr Nachweis bleibt schwierig. Sollten sich die Sichtungen bestätigen, verdeutlichen sie, dass Monde typischerweise zu den Planetensystemen des Universums gehören.

In unserem Sonnensystem wimmelt es geradezu von ihnen: Rund 170 Monde bilden neben den Planeten die Welten unserer kosmischen Heimat. Vor allem unter den zahlreichen Trabanten von Jupiter und Saturn gibt es dabei ausgesprochen spannende Exemplare: Die Monde Europa und Enceladus könnten beispielsweise in ihrem Inneren flüssiges Wasser besitzen und kommen damit sogar als potenzielle Lebensräume in Frage. Auch unserem irdischen Mond wird zumindest indirekt eine wichtige Rolle im Bezug auf das Leben zugesprochen: Er stabilisiert unsere Welt entscheidend. Damit richtet sich der fragende Blick in die Weiten des Weltalls. Es ist davon auszugehen, dass viele Planeten ferner Sternsysteme ebenfalls von Monden umkreist werden. Handfeste Beweise fehlen dafür allerdings bisher.

Fernen Monden auf der Spur

„Astronomen haben schon Tausende von Exoplaneten gefunden, aber Exomonde aufzuspüren stellt eine viel größere Herausforderung dar. Deshalb sind sie noch eine Terra incognita“, sagt Erstautor David Kipping von der Columbia University in New York. Sein Team hat vor etwa vier Jahren erstmals einen Exomond-Kandidaten um den Planeten Kepler-1625b präsentiert. Die Astronomen fanden die Hinweise auf das Gespann durch die sogenannte Transitmethode. Sie beruht darauf, dass Himmelskörper das Licht ihres Zentralsterns leicht abdimmen, wenn sie an ihm vorbeiziehen. Der Begleiter eines Planeten kann dabei natürlich nur für ein besonders feines Signal in den Lichtkurven sorgen. Dennoch lieferten die Daten Hinweise auf einen möglicherweise neptungroßen Trabanten von Kepler-1625b. Die Existenz des Exomonds gilt aber nach wie vor nicht als zweifelsfrei bestätigt.

Auf den nun zweiten Kandidaten für einen solche Trabanten stießen Kipping und seine Kollegen im Rahmen ihrer weiteren Exomond-Fahndung. Sie suchten nach Spuren in Lichtkurven-Daten, die vom „Planeten-Jäger“-Weltraumteleskop Kepler der NASA stammen. Der Fokus der Wissenschaftler lag dabei auf 70 Gasplaneten-Kandidaten, die ihren jeweiligen Stern in einem größeren Abstand als zwischen Sonne und Erde umkreisen. Denn wie der Mondreichtum von Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem vermuten lässt, sind bei äußeren Großplaneten die besten Chancen auf Funde zu erwarten.

Wie das Team berichtet, stießen sie im Fall des Planeten Kepler-1708 b auf ein verdächtiges Signal. Dieser etwa Jupiter-große Gasriese umkreist einen sonnenähnlichen Stern, der sich rund 5500 Lichtjahre von der Erde entfernt im Bereich der Sternbilder Cygnus und Lyra befindet. In den analysierten Lichtkurven-Daten fanden die Forscher Hinweise darauf, dass er nicht allein an seinem Mutterstern vorbeizieht. „Es ist ein hartnäckiges Signal“, so Kipping. Es lässt sich den Analysen der Wissenschaftler zufolge am besten durch die Existenz eines großen Exomonds im Orbit um Kepler-1708 b erklären.

Ein riesiger Begleiter zeichnet sich ab

Aus den bisherigen Informationen geht hervor, dass der vermutete Begleiter mit der Bezeichnung Kepler-1708 b-i etwa 2,6 Mal größer als die Erde ist. Damit wäre er etwa um ein Drittel kleiner als der bisherige Exomond-Kandidat Kepler-1625 b-i. Beide vermuteten Monde bestehen den Astronomen zufolge wohl aus Gas, das sich durch ihre starke Anziehungskraft angesammelt hat. Es scheint auch möglich, dass es sich zunächst um Planeten gehandelt hat, die dann in die Umlaufbahnen um Kepler-1625b beziehungsweise 1708b gezogen wurden und sich so zu deren Trabanten entwickelten. Neben solchen Riesenmonden gibt es aber wahrscheinlich auch viele kleinere Monde – so wie in unserem Sonnensystem. „Die ersten Entdeckungen bei einer Durchmusterung sind in der Regel die auffälligsten Exemplare – wir finden mit unserer begrenzten Empfindlichkeit am leichtesten die großen“, so Kipping.

Wie er und seine Kollegen selbst betonen, sind nun weitere Untersuchungen nötig, um die neusten Ergebnisse zu untermauern. So könnten etwa Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble mehr Informationen liefern. Denn bisher bleiben Fragen offen. Zu den jüngsten Hinweisen kommentiert etwa Eric Agol von der University of Washington: „Es könnte sich nur um eine Schwankung in den Daten handeln, die entweder auf den Stern oder auf instrumentelles Rauschen zurückzuführen ist“, so der Astronom. Aber Kipping zeigt sich optimistisch und verweist darauf, dass auch die Suche nach Exoplaneten anfangs fragwürdige Resultate geliefert hat – ähnlich wie heute die Fahndung nach Exomonden.

Quelle: Columbia University, Fachartikel: Nature Astronomy, doi: s41550-021-01539-1

Quelle: https://www.wissenschaft.de/astronomie-physik/moeglicher-exomond-im-visier/

Zweiter Exomond-Kandidat entdeckt
5.500 Lichtjahre entfernter Gasplanet könnte von einem Mini-Neptun umkreist werden

So könnte der neuentdeckte Exomond Kepler-1708b-i aussehen (links). Es handelt sich um einen Mini-Neptun, der einen jupiter-ähnlichen Gasriesen umkreist.

Extrasolarer Trabant: Astronomen haben einen zweiten möglichen Exomond entdeckt. Dieser umkreist einen jupitergroßen Exoplaneten in rund 5.500 Lichtjahren Entfernung, wie Auffälligkeiten in der Lichtkurve von dessen Transit nahelegen. Der neuentdeckte Trabant ist wahrscheinlich ein massereicher „Supermond“: Er ist gut doppelt so groß wie die Erde und deutlich schwerer, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature Astronomy“ berichten. Wie solche Riesenmonde entstehen, ist noch unklar.

Ob Erde, Mars oder die großen Gasriesen: In unserem Sonnensystem haben fast alle Planeten mindestens einen Mond. Es liegt daher nahe, dass auch extrasolare Planeten solche Trabanten besitzen. Diese könnten sogar lebensfreundliche Bedingungen bieten – ähnlich wie im Kinofilm „Avatar“ der Mond Pandora. Doch solche Exomonde aufzuspüren, ist extrem schwierig: Sie sind oft zu klein für die Transitmethode und zu leicht, um durch ihre Schwerkrafteffekte aufzufallen.

Bisher ist deshalb erst ein Exomond-Kandidat bekannt. Dieser umkreist den rund 8.000 Lichtjahre entfernten Gasriesen Kepler 1625b und könnte selbst neptungroß und gasreich sein. Entdeckt wurde er, weil seine Präsenz subtile Schwankungen in den Lichtkurven des vor seinem Stern vorüberziehenden Planeten verursacht. Wegen seines extrem weiten Orbits vermuten Astronomen, dass dieser Exomond möglicherweise einst ein Planetenkern war, der von dem jungen Gasriesen eingefangen wurde.

Mondfahndung unter extrasolaren Jupitern

Auf der Suche nach weiteren Exomonden hat ein Team um David Kipping von der Columbia University in New York systematisch die Transitdaten von rund 70 Exoplaneten analysiert, die vom Weltraumteleskop Kepler beobachtet worden waren. Gemeinsam war diesen Planeten, dass sie alle kühle Gasriesen sind, die ihre Sterne in relativ großem Abstand umkreisen – ähnlich wie unser Jupiter.

„Die jupitergroßen Planeten sind von besonderem Interesse, weil die Bildung von Trabanten bei ihnen als natürliche Folge des Entstehungsmechanismus gilt“, erklären die Astronomen. Weil die Gasriesen sich in besonders dichten Regionen der Urwolke bilden, bleibt genug Material für Monde übrig, zudem ist die Chance für das Einfangen eines Mondes wegen ihrer großen Schwerkraft größer. Im Sonnensystem haben Jupiter und Saturn sogar einen ganzen Hofstaat von mehreren Dutzend Monden.

Bei den 70 Kandidatenplaneten analysierten Kipping und sein Team die Lichtkurven auf Merkmale hin, die einen Mond anzeigen könnten. Zusätzlich glichen sie die Kurven mit Modellen ab, die für jeden Exoplaneten das Aussehen der Kurven mit und ohne Mond simulierten.

Ein Mini-Neptun als Trabant eines Gasriesen

Das Ergebnis: Elf Kandidaten kamen in die engere Wahl, aber nur einer erfüllte alle Kriterien – der Exoplanet Kepler-1708b. Zwar gibt es von diesem Planeten nur Daten zu zwei Transits, aber deren Lichtkurve deutet darauf hin, dass er von einem Trabanten begleitet wird. „Es ist ein sehr robustes Signal – wir haben es auf Herz und Nieren geprüft, aber es ging nicht weg“, berichtet Kipping. Die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um ein falsch-positives Signal handelt, liegt nach Angaben der Forschenden bei 0,024 Prozent.

Denn Beobachtungen zufolge liegt der mögliche Exomond rund 5.500 Lichtjahre von uns entfernt und umkreist den jupitergroßen Gasplaneten Kepler-1708b im Abstand von etwa zwölf Planetenradien. Der Trabant dieses Gasriesen ist gut zweieinhalb mal so groß wie die Erde und relativ massereich – er entspricht demnach einem gasreichen Mini-Neptun. „Verglichen mit Kepler-1625b ist unser Mondkandidat aber substanziell kleiner, in einem engeren Orbit und scheint sich auf gleicher Ebene wie die Planetenbahn zu bewegen“, berichten Kipping und eine Kollegen.

Rätsel um „Supermonde“

Damit scheint auch der zweite bekannte Exomond-Kandidat, Kepler-1708b-i, ein massereicher, planetengroßer Supermond zu sein. Nach Angaben der Astronomen ist dies aber zu erwarten, weil Exomonde schwer aufzuspüren sind und ihre subtilen Signale an der Auflösungsgrenze der Teleskope liegen. „Die ersten Entdeckungen bei Durchmusterungen sind daher meist die Ausreißer“, erklärt Kipping. „Denn sie sind mit unseren begrenzten Möglichkeiten am einfachsten zu finden.“

Ob solche massereichen Supermonde allerdings wirklich existieren können und wie sie entstehen, ist noch unklar. Selbst der vor vier Jahren entdeckte Exomond-Kandidat um Kepler-1625b ist bis heute umstritten – auch weil kein Teleskop der Welt direkte Aufnahmen dieser Monde liefern kann. Allerdings haben Astronomen mit den Radioteleskopen des ALMA-Observatoriums 2021 erstmals eine zirkumplanetare Scheibe um einen jungen extrasolaren Gasriesen entdeckt – eine rotierende Wolke aus Staub und Gas, die genug Material für drei Erdmond-große Trabanten oder einen Supermond enthält.

Weitere Beobachtungen nötig

Im Fall des neuentdeckten Exomond-Kandidaten Kepler-1708b-i hoffen die Astronomen, dass Beobachtungen mit weiteren Teleskopen wie dem Hubble-Weltraumteleskop mehr Informationen über den Planeten und seinen potenziellen Begleiter liefern werden. „Wir finden zwar keinen Grund, Kepler-1708b-i als Exomond abzulehnen, aber Vorsicht und weitere Beobachtungen sind nötig“, betonen auch Kipping und sein Team.

Zudem schließen die Astronomen nicht aus, dass auch einige der anderen 69 überprüften Exoplaneten einen Mond besitzen. „Einige unserer Kandidaten könnten echte Mondsignale gezeigt haben“, erklären sie. „Aber bei jedem von ihnen gab es mindestens einen Grund, warum das Signal nicht stark genug für eine eindeutige und sichere Entdeckung war.“ (Nature Astronomy, 2022; doi: 10.1038/s41550-021-01539-1)

Quelle: Columbia University

14. Januar 2022

Quelle: https://www.scinexx.de/news/kosmos/zweite-exomond-kandidat-entdeckt/

Haben Astronomen den ersten Exomond entdeckt? Gasriese Kepler 1625b hat höchstwahrscheinlich einen neptungroßen Trabanten

So könnten der Exoplanet Kepler 1625b und sein Mond aussehen. Beide kreisen in der habitablen Zone, ähneln aber Gasplaneten.

Extrasolarer Trabant: Astronomen könnten den ersten Mond um einen extrasolaren Planeten entdeckt haben. Der Exomond umkreist den rund 8.000 Lichtjahre entfernten Gasriesen Kepler 1625b und ist wahrscheinlich so groß wie der Planet Neptun. Erste Hinweise auf diesen Mond hatten die Forscher bereits im letzten Jahr in der Lichtkurve des Planeten entdeckt. Jetzt haben Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop den Verdacht erhärtet.

Ob Erde, Mars oder die großen Gasplaneten Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus: In unserem Sonnensystem haben fast alle Planeten mindestens einen Mond. Astronomen vermuten daher schon länger, dass es auch extrasolare Planeten mit Trabanten geben muss. Sie könnten sogar lebensfreundliche Bedingungen bieten – ähnlich wie im Kinofilm „Avatar“ der Mond Pandora

Bisher allerdings haben Astronomen noch keinen Exomond nachgewiesen. Das Problem: Weil Monde oft viel kleiner sind als ihre Planeten, ist ihr Signal nur schwer aufzuspüren. Beim Transit von Planet und Mond vor ihrem Stern macht sich ein Mond nur als winzige Delle oder Unregelmäßigkeit in der Lichtkurve bemerkbar. Die Schwerkraftwirkung des Mondes auf Stern und Planet ist dagegen kaum vom „Störrauschen“ zu unterscheiden.

Ein erster Kandidat

Doch trotz dieser Schwierigkeiten hatten Alex Teachey und David Kipping von der Columbia University in New York schon im letzten Jahr einen vielversprechenden Exomond-Kandidaten im Visier: Daten des Weltraumteleskops Kepler sprachen dafür, dass der rund 8.000 Lichtjahre entfernte Exoplanet Kepler 1625b einen Trabanten besitzen könnte. „Wir sahen kleine Abweichungen und Schwankungen in der Lichtkurve, die unsere Aufmerksamkeit weckten“, berichtet Kipping.

Bei dem Exoplaneten handelt es sich um einen Gasriesen von der Größe des Jupiter, aber mit etwas größerer Masse, wie die Forscher berichten. Der Planet umkreist einen sonnenähnlichen Stern im Abstand von rund einer astronomischen Einheit. Planet und Mond könnte sich damit in der habitablen Zone dieses Sterns befinden – wenn es diesen Mond tatsächlich gibt.Eine kleine zweite „Delle“ in der Transit-Lichtkurve könnte von dem Mond stammen, der seinem Planetee folgt.© Dan Durda

Eine zweite „Delle“ in der Lichtkurve

Um das herauszufinden, haben Teachey und Kipping Beobachtungszeit am Hubble-Weltraumteleskop beantragt – und bekommen. 40 Stunden lang konnten sie den Transit des Planeten Kepler 1625b vor seinem Stern verfolgen und dabei von der hohen Auflösung der Hubble- Wide-Field-Kamera profitieren. Parallel dazu analysierten die Forscher noch einmal die Kepler-Daten und verglichen sie mit astrophysikalischen Modellen.

Das Ergebnis: Die Hubble-Beobachtungen bestätigten auffällige Abweichungen in der Lichtkurve des Exoplaneten. So zeigte sich rund 3,5 Stunden nach der von ihm verursachten Abdimmung des Sternenlichts eine zweite, schwächere „Delle“ in der Lichtkurve. „Das passt zu einem Mond, der seinem Planeten folgt wie ein Hund an der Leine“, erklärt Kipping. „Unglücklicherweise endete unsere Beobachtungszeit, bevor wir den kompletten Transit des Mondes aufzeichnen konnten.“

…und ein taumelnder Planet

Doch es gab noch ein Indiz in der Hubble-Lichtkurve: Kepler 1625b begann seinen Transit knapp 78 Minuten früher als aufgrund seiner Umlaufbahn zu erwarten wäre. „Solche Abweichungen in der Transitzeit gehören zu den Anzeichen, durch die sich Exomonde entdecken lassen“, erklären die Forscher. Denn die Schwerkraft des Mondes bringt auch den Planeten leicht ins Taumeln, so dass dieser mal vor und mal hinter der vorhergesagten Position steht. „Wenn eine extraterrestrische Zivilisation den Transit von Erde und Mond vor der Sonne beobachten würde, sähen sie ähnliche Anomalien in den Transitzeiten der Erde“, erklärt Kipping.

Allerdings: „Auch Störungen durch einen noch unentdeckten Planeten könnte für solche Schwankungen der Transitzeiten verantwortlich sein“, räumen die Astronomen ein. Deshalb haben sie mögliche Erklärungen für die beobachteten Auffälligkeiten in einem astrophysikalischen Modell durchgespielt. „Unser Job war es, einen kühlen Kopf zu bewahren und alle Wege auszutesten, durch die uns die Daten vielleicht in die Irre führen könnten“, sagt Teachey.

Ist das der erste Exomond?

Das Resultat: „Ein Begleitmond ist die einfachste und naheliegendste Erklärung für die zweite Delle in der Lichtkurve und die Abweichungen in der Umlaufzeit“, sagt Teachey. „Unsere Modelle mit einem Planeten plus Mond lagen in allen Testdurchgängen in puncto Wahrscheinlichkeit vorn.“ Demnach könnte der Planet Kepler 1625b einen neptungroßen Trabanten besitzen, der ihn auf einer um 45 Grad gekippten Umlaufbahn umkreist.

Der Exomond hat den Berechnungen nach rund 1,5 Prozent der Masse seines Planeten – das entspricht fast dem Massenverhältnis von Erde und Mond, wie die Forscher erklären. Im Gegensatz zum Erdmond ist der Trabant von Kepler 1625b allerdings kein steiniger Himmelskörper mit fester Kruste, sondern vorwiegend gasförmig. „Er ist daher vermutlich für Leben, wie es kennen, eher ungeeignet“, sagt Kipping.

Sollten sich die Ergebnisse der Astronomen bestätigen, wäre Kepler 1625b-i der erste außerhalb unseres Sonnensystems nachgewiesene Mond. Die Forscher wollen nun weitere Beobachtungszeit am Hubble-Teleskop beantragen, um dies weiter zu erhärten. „Gelingt dies, dann könnte uns dieses System wertvolle Informationen über die Entwicklung planetarer Systeme und die Bildung von Monden liefern“, sagt Kipping. (Science Advances, 2018; doi: 10.1126/sciadv.aav1784)

(Columbia University, 04.10.2018 – NPO)

4. Oktober 2018

Quelle: https://www.scinexx.de/news/kosmos/haben-astronomen-den-ersten-exomond-entdeckt/

James Webb: Kritische Entfaltung beginnt/Untersucht nicht nur die Frühzeit des Universums nach dem Urknall

2. Januar 2022 / chrisdauck

Ab 2. Januar beginn die Entfaltung des Sonnenschutzschildes was ca. 2 Tage dauert, danach der sekundär Spiegel dann der Primärspiegel.

#HappyNewYear! As work on our sunshield mid-boom deployments went late into New Year's Eve, our team is pausing activities to rest & prepare for sunshield tensioning tomorrow, Jan. 2. Tensioning is expected to last at least 2 days: https://t.co/OTOsfqur8T #UnfoldTheUniverse pic.twitter.com/5P578bBdj0
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) January 1, 2022

Beobachtungen mit James Webb, unter anderem:

Garantierte Zeitbeobachtungsprogramme in Zyklus 1

Das JWST Guaranteed Time Observations (GTO)-Programm soll Wissenschaftler belohnen, die bei der Entwicklung der wichtigsten Hardware- und Softwarekomponenten oder des technischen und interdisziplinären Wissens für das Observatorium mitgewirkt haben. Das Programm sieht in den ersten 3 Betriebszyklen eine Gesamtnutzung des Observatoriums von etwa 16% vor. Die genehmigten GTO-Programme sind nachfolgend nach wissenschaftlichen Themen geordnet aufgelistet.

Um Details zu einem bestimmten Programm anzuzeigen, wählen Sie unten eine Wissenschaftskategorie aus und klicken Sie dann auf die Programm-ID.

Archivrecherchen

Programme mit diesem Symbol haben Komponenten, die keinen exklusiven Zugriffszeitraum haben und als Grundlage für GO Cycle 1 Archival Research (AR) Proposals verwendet werden können.

-Thermische Emission von Trappist1-b

-Transitspektroskopie von TRAPPIST-1e

-Erkundung der unterirdischen Ozeane von Europa und Enceladus mit JWST

-Titan Klima, Zusammensetzung und Wolken

Quelle: https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/approved-programs/cycle-1-gto

-Atmosphärische Aufklärung der TRAPPIST-1-Planeten

-Die Monde des Uranus: Eine NIRSpec-Untersuchung ihrer Ursprünge, organischen Bestandteile und möglichen Aktivitäten in der Ozeanwelt

-Spurengase in Titans Atmosphäre mit JWST MIRI

Zusammenfassung
In diesem JWST-Datenarchivprojekt schlagen wir vor, MIRI-MRS-Spektren von Titan zu modellieren, die im Rahmen des GTO-Projekts Nr. 1251 („Titan Climate, Composition and Clouds“) aufgenommen wurden, mit dem Ziel, neue chemische Spezies in der Atmosphäre von Titan zu entdecken. Insbesondere werden wir uns auf den Spektralbereich von 5-7 Mikrometer konzentrieren, der bisher weder von Cassinis Infrarotspektrometern noch von anderen Observatorien gesehen wurde. Dieser Spektralbereich enthält molekulare Banden vieler organischer Moleküle, die bisher in der Atmosphäre von Titan nicht zu sehen waren, die dank der sehr hohen Empfindlichkeit von JWST zum ersten Mal nachgewiesen werden können. Solche neuen Entdeckungen würden einen großen Beitrag zu unserem Wissen über die organische Chemie des Titans und zum breiteren Gebiet der Astrobiologie leisten.

Das ist nur eine kleine Liste, die ich kurz mal vorstelle. Als die Tagesschau über den Start berichtet hat war der Beitrag sowas von dilettantisch. Die Medien berichten oft nur das James Webb „Ein Blick zurück in die Frühzeit des Weltalls nach dem Urknall“ liefert. Einer der sich nicht für Raumfahrt interessiert glaubt dann, das „James Webb“ mache nur das.

Ich warte doch nicht auf ein langweiliges Teleskop das (nur) ein Blick in die Frühzeit liefert.

Das Tehmenfeld ist groß und vielfältig, die kann kann man gar nicht alle im Detail ausführen

-Exoplaneten und Scheiben

-Galaxien

-Intergalaktisches Medium und das zirkumgalaktische Medium

-Großräumige Struktur des Universums

-Astronomie des Sonnensystems

-Sternphysik und Sterntypen

-Stellare Populationen und das interstellare Medium

-Supermassive Schwarze Löcher und AGN

Quelle: https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/approved-programs/cycle-1-go

Und nicht (nur): soll die Frühzeit des Universums vor 13 Milliarden Jahren und damit nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall erforschen. Denn nur dafür war das Teleskop viel zu lange im Bau und viel zu teuer. Für 30 Jahre Entwicklung und kosten von etwa 10 Milliarden Dollar (8,8 Milliarden Euro) bekommt der nicht interessierte Raumfahrt-Steuerzahler natürlich viel mehr.

Hier auch ein interessantes Video, wie optimistisch Forscher sind: James-Webb-Weltraumteleskop: Wird außerirdisches Leben schon nach 200 Stunden gefunden?

Finden wir schon sehr bald ausserirdisches Leben? Der Start des James-Webb-Weltraumteleskops mit einer europäischen Ariane 5-Rakete steht bevor. Das schärfste Weltraumteleskop, das es je gab hebt am 24. Dezember vom europäischen Weltraumhafen in Französisch Guiana ab. Schon nach 200 Stunden Beobachtungszeit, also nach wenigen Tagen einsatzfähig im Weltraum könnte der Hubble-Nachfolger dann bereits außerirdisches Leben gefunden haben! Das internationale Forschungsteam hat vor allem den Planeten Trappist-1e ins Visier genommen. Es handelt sich um einen Exoplaneten, der den Zwergstern Trappist-1 in der habitablen Zone umkreist.

Quelle: https://arxiv.org/abs/2111.09685

Die Forscher sind ja noch optimistischer als ich. Soweit würde ich jetzt nicht gehen. Aber da versteht man warum der Hype um das Teleskop total riesig ist. Ob Monde oder Exoplaneten für die Astrobiologie könnten James Webb den lang ersehnten Durchbruch in der Forschung bringen.

Für die Astronomie beginnt ein goldenes Zeitalter.

Start des Webb-Weltraumteleskops der NASA für den 24. Dezember bestätigt

18. Dezember 2021 / chrisdauck

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist für den geplanten Starttermin am 24. Dezember um 7:20 Uhr EST bestätigt.

Gestern haben die Teams am Startplatz die Kapselung des Observatoriums in der Ariane-5-Rakete erfolgreich abgeschlossen, die es ins All bringen wird.

Die abschließende Überprüfung der Markteinführungsbereitschaft von Webb wird am Dienstag, den 21. Dezember stattfinden, und bei Erfolg ist die Einführung für Mittwoch, den 22. Dezember geplant.

#Webb is confirmed for the target launch date of 24 Dec, 12:20 GMT / 13:20 CET.

Encapsulation of the observatory inside @ariane5 is successfully completed. Webb’s launch final readiness review will be held on 21 Dec and, if successful, roll-out on 22 Dec. #WebbFliesAriane #JWST pic.twitter.com/MT8b2b8y9G
— ESA Webb Telescope (@ESA_Webb) December 18, 2021

Doma GIF - Find & Share on GIPHY — Wir kommen dem Ziel eines Starts immer näher.

Yeah Baby! Auch am Weihnachten arbeitet die Start-Mannschaft, so gehört sich dass, denn so würde ich auch bei solchen Raumfahrt-Projekten arbeiten. Schön die Bereitschaft und den willen der beteiligten und der Start-Mannschaft zu spüren dieses Teleskop endlich zu starten.
Christian Dauck

Erste Mission die nur Atmosphären von Exoplaneten untersucht: ESA wählt Airbus für Exoplaneten-Mission Ariel aus

13. Dezember 202113. Dezember 2021 / chrisdauck

Kennt ihr schon die „Ariel“ Mission der ESA? Ich schon lange. Missionen wie „Ariel“ und „James Webb“ sollten auch der/die nicht interessierte für Raumfahrt und Astrobiologie, kennen. Freue mich für den 200-Millionen-Euro-Vertrag für Airbus.

Ariel wird die Atmosphäre von Hunderten von Exoplaneten analysieren – Kontinuität nach CHEOPS, Synergien mit der Gaia-Mission – 200-Millionen-Euro-Vertrag mit Start im Jahr 2029. Eine Pressemitteilung von Airbus Defence and Space.

Ariel im All – künstlerische Darstellung. (Bild: Airbus)

Toulouse, 7. Dezember 2021 – Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat mit Airbus einen Vertrag über den Bau der Mission Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey (Ariel) unterzeichnet. Ariel ist die vierte Mission mittlerer Klasse im Rahmen des ESA-Programms Cosmic Vision.

Ariel wird die Zusammensetzung von Exoplaneten, ihre Entstehung und Entwicklung untersuchen, indem es eine Reihe von etwa 1000 extrasolaren Planeten im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich vermessen wird. Es ist die erste Mission, die sich der genauen Messung der chemischen Zusammensetzung und der thermischen Strukturen von vorbeiziehenden Exoplaneten widmet. Der Auftrag hat einen Wert von rund 200 Millionen Euro.

“Airbus verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Leitung bahnbrechender wissenschaftlicher Missionen, darunter JUICE, Gaia, Solar Orbiter, LISA Pathfinder und CHEOPS, auf der wir für die jüngste ESA-Wissenschaftsmission Ariel aufbauen”, sagte Jean-Marc Nasr, Leiter von Airbus Space Systems.

“Bei Airbus Toulouse, dem größten Raumfahrtstandort in Europa, verfügen wir über alle Ressourcen, Einrichtungen und Fachkenntnisse für die Entwicklung, Fertigung und Integration der Raumfahrzeuge und unterstützen die ESA aktiv bei der Entwicklung der Nutzlast. Airbus Stevenage ist vollständig in das Hauptteam für die Entwicklung der Avionik, der Hochfrequenz-Kommunikation und des elektrischen Designs der Plattform integriert, wie dies bereits bei der Entwicklung von Gaia erfolgreich der Fall war.”

Airbus wird das europäische Industriekonsortium mit mehr als 60 Unterauftragnehmern für den Bau des Satelliten leiten und der ESA Fachwissen und Unterstützung bei der Entwicklung des Nutzlastmoduls zur Verfügung stellen.

“Mit diesem Meilenstein für die Ariel-Mission feiern wir die Fortsetzung der hervorragenden Beziehungen mit unseren Industriepartnern, um Europa bis weit in das nächste Jahrzehnt und darüber hinaus an der Spitze der Erforschung von Exoplaneten zu halten”, sagte Günther Hasinger, Direktor für Wissenschaft der ESA.

Kennt ihr schon die @ESAArielMission? Sie ist die dritte in unserer Reihe von #Exoplanet Missionen, nach @ESA_CHEOPS, gestartet 2019, und Plato, geplanter Start 2026. pic.twitter.com/Eb33OKXBfB
— ESA auf Deutsch (@ESA_de) December 7, 2021

Gestern wurde offiziell verkündet, dass @AirbusSpace als Hauptauftragnehmer für Design und Bau von #Ariel verantwortlich sein wird.
Start der @ESAArielMission ist für 2029 geplant.#WeiterHinausSchauen #Exoplanet pic.twitter.com/7UqFe176vK
— ESA auf Deutsch (@ESA_de) December 7, 2021

Seit der ersten Beobachtung im Jahr 1995 wurden mehr als 5.000 Exoplaneten identifiziert, aber über die chemische Zusammensetzung ihrer Atmosphäre ist nur wenig bekannt. Bestehende Forschungsmissionen liefern Ergebnisse über Exoplaneten (wie der für die ESA von Airbus gebaute CHEOPS), aber Ariel wird die erste Mission sein, die sich der Untersuchung der Atmosphäre einer großen Anzahl von Exoplaneten widmet, einschließlich der Bestimmung der Hauptbestandteile der Atmosphäre und der Charakterisierung von Wolken. Die Beobachtung dieser Welten wird Einblicke in die frühen Stadien der Entstehung von Planeten und Atmosphären und ihre spätere Weiterentwicklung geben und damit zum Verständnis unseres eigenen Sonnensystems beitragen. Sie könnten uns dabei helfen herauszufinden, ob es anderswo in unserem Universum Leben gibt und ob es einen weiteren Planeten wie die Erde gibt.

Die Mission wird sich auf warme und heiße Planeten konzentrieren, von Supererden bis hin zu Gasriesen, die in der Nähe ihrer Muttersterne kreisen und die Zusammensetzung ihrer gut durchmischten Atmosphären entschlüsseln.

Nach dem Start im Jahr 2029 mit einer Ariane-6-Trägerrakete wird Ariel auf eine direkte Transferflugbahn zum zweiten Lagrange-Punkt (L2) gebracht. Dank seiner sehr stabilen thermischen und mechanischen Konstruktion wird das Raumfahrzeug in der Lage sein, Langzeitbeobachtungen desselben Planeten/Sternsystems mit einer Dauer von 10 Stunden bis zu drei Tagen durchzuführen. Die Mission wird vier Jahre dauern, wobei eine Verlängerung um mindestens zwei Jahre möglich ist.

Airbus war Hauptauftragnehmer für die ESA-Mission CHEOPS. Ziel der im Dezember 2019 gestarteten Mission ist die Charakterisierung von Exoplaneten, die nahe Sterne umkreisen. Dabei sollen bekannte Planeten im Größenbereich zwischen Erde und Neptun beobachtet und ihre Radien präzise gemessen werden, um Dichte und Zusammensetzung zu bestimmen.

Quelle: https://www.raumfahrer.net/esa-waehlt-airbus-fuer-exoplaneten-mission-ariel-aus/

ESA selects Airbus for exoplanet mission Ariel

Ariel will analyse the atmosphere of hundreds of exoplanets

Toulouse, 7 December 2021 –The European Space Agency (ESA) has signed a contract with Airbus to build the Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey (Ariel) mission. Ariel is the fourth medium-class mission in ESA’s Cosmic Vision programme.

The European Space Agency @esa selects Airbus for exoplanet mission ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey).
Read our press release:https://t.co/oD8YBox1a8 #ExploreFarther #SpaceMatters pic.twitter.com/c90WrDZrCn
— Airbus Space (@AirbusSpace) December 7, 2021

Ariel will study the composition of exoplanets, how they formed and how they evolve, by surveying a diverse sample of about 1000 extrasolar planets in visible and infrared wavelengths. It is the first mission dedicated to measuring precisely the chemical composition and thermal structures of transiting exoplanets. The contract is valued at around € 200 million.

“Airbus has extensive experience of leading ground-breaking science missions, including JUICE, Gaia, Solar Orbiter, LISA Pathfinder and CHEOPS, on which we are building for ESA’s latest science mission, Ariel,” said Jean-Marc Nasr, Head of Space Systems at Airbus.

“In our Toulouse facilities, the largest space site in Europe, we have all the resources, facilities and expertise to design, manufacture and integrate the spacecraft and actively support ESA with payload development. Airbus Stevenage is fully integrated in the prime team for the engineering of the avionics, Radio Frequency communication and electrical design of the platform, as successfully proven for the development of Gaia”.

Airbus will lead the European industrial consortium with more than 60 contractors for building the satellite and provide expertise and support to ESA for the development of the payload module.

“With this milestone for the Ariel mission we celebrate the continuation of the outstanding relationship with our industry partners to keep Europe at the forefront of excellence in the field of exoplanet research well into the next decade and beyond,” said Günther Hasinger, ESA’s Director of Science.

More than 5,000 exoplanets have been identified since the first observation in 1995, but little is known about the chemical composition of their atmospheres. Existing space science missions are delivering results on exoplanets (such as the Airbus-built CHEOPS for ESA), but Ariel will be the first mission dedicated to studying the atmospheres of a large number of exoplanets, including main atmospheric component determination and cloud characterisation. Observations of these worlds will give insights into the early stages of planetary and atmospheric formation, and their subsequent evolution, in turn contributing to the understanding of our own Solar System. They could help us find out whether there is life elsewhere in our universe and if there is another planet like Earth.

The mission will focus on warm and hot planets, ranging from super-Earths to gas giants orbiting close to their parent stars, taking advantage of their well-mixed atmospheres to decipher their bulk composition.

After its launch, in 2029 on an Ariane 6 launcher, Ariel will be injected onto a direct transfer trajectory to the second Lagrangian point (L2). Thanks to its very stable thermal and mechanical design, the spacecraft will be able to carry out long term observations of the same planet/star system for a duration of between 10 hours and up to three days. Its mission will last four years with a possible extension of at least two years.

Airbus was prime contractor for ESA’s mission CHEOPS. Launched in December 2019, its goal is to characterise exoplanets orbiting nearby stars, observing known planets in the size range between Earth and Neptune and precisely measuring their radii to determine density and composition.

Quelle: https://www.airbus.com/en/newsroom/press-releases/2021-12-esa-selects-airbus-for-exoplanet-mission-ariel

CUTE: Die Atmosphären heißer Jupiter (Exoplaneten) im Visier

2. Oktober 2021 / chrisdauck

Missionslogo von CUTE: Am 27. startete die Mission „CUTE“ und der vergleichsweise winzige Satellit, der Geheimnisse rund um die sogenannten „Hot Jupiters“ lüften soll, macht diesem Namen alle Ehre. Es handelt sich um eine der CubeSat-Missionen der NASA, die demonstrieren sollen, dass solche Kleinsatelliten dank der immer weiter fortschreitenden Miniaturisierung der Elektronik und Sensorik auch für anspruchsvolle technische und wissenschaftliche Aufgaben geeignet sind. Videolink: https://www.prosieben.de/tv/galileo/videos/so-klein-wie-eine-mueslipackung-neuer-satellit-lueftet-geheimnisse-des-universums-clip

Ein kleiner Mini-Satellit soll in den kommenden Monaten riesige extrasolare Gaswelten erforschen: Das Colorado Ultraviolet Transit Experiment, kurz CUTE, ist in der vergangenen Nacht erfolgreich ins All gestartet. Durch Beobachtung der Atmosphären von heißen Jupitern erhoffen sich die Forschenden auch allgemeinere Informationen über die Planetenentwicklung.

Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
astronews.com 28. September 2021

Zusammen mit dem Satelliten Landsat 9 wurde gestern Abend von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien auch das Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) gestartet. Der kleine Satellit soll die Atmosphären von extrasolaren Planeten untersuchen. CUTE ist nur von seiner Größe her „niedlich“, englisch „cute“: Im Inneren des Satelliten steckt Hightech vom Feinsten: Es handelt sich nämlich um die erste von der NASA finanzierte CubeSat-Mission, die einen Blick auf ferne Welten außerhalb unseres Sonnensystems wirft – ein wichtiger Test dafür, wozu diese kleinen Raumfahrzeuge in der Lage sein könnten.

Künstlerische Darstellung des Satelliten CUTE im Erdorbit.

„Das etwa vier Millionen Euro teure Raumfahrzeug, ein viel kleinerer Satellitentyp als üblich, auch als CubeSat bekannt, ist ungefähr so groß wie eine Schuhschachtel“, so Luca Fossati vom Das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, das als wichtigster nicht-amerikanischer Partner an der Mission beteiligt ist. Fossati ist Mitglied im CUTE Science Team ist. Im Gegensatz zu größeren Weltraummissionen, die oft Hunderte von Millionen Euro kosten, können CubeSats kostengünstig und schneller hergestellt werden und trotzdem von wissenschaftlichem Nutzen sein.

Quick update on @CUTECubeSat from the @LASPatCU SmallSat Mission Ops Center: we started the spacecraft checkouts yesterday & hope to begin the #science payload checks next week!#exoplanet #cubesat #hamradio #space pic.twitter.com/AcAl59l2sp
— LASP (@LASPatCU) September 29, 2021

Schnelles Update auf @CUTECubeSat
von dem @LASPatCU
SmallSat Mission Ops Center: Wir haben gestern mit den Überprüfungen der Raumfahrzeuge begonnen und hoffen, nächste Woche mit den Überprüfungen der
#wissenschaftlichen Nutzlast beginnen zu können !

Der Mini-Satellit verfolgt große wissenschaftliche Ziele: Im Laufe von etwa sieben Monaten soll er eine besondere Klasse von extrasolaren Planeten ins Visier nehmen, die als „heiße Jupiter“ bezeichnet werden. Wie ihr Name schon sagt, sind diese Gasplaneten sowohl groß als auch sehr heiß und erreichen Temperaturen von Tausenden von Grad Celsius. Sie umrunden ihre Sonne auf sehr engen Bahnen. „Dank der Ergebnisse werden wir besser verstehen, wie sich diese und viele andere Planeten über Milliarden von Jahren entwickeln und sogar schrumpfen“, erläutert Fossati das Missionsziel.

CUTE befasst sich mit einem besonders „heißen“ Thema der Astrophysik: Heiße Jupiter und ihre noch chaotischeren Cousins, die ultraheißen Jupiter, sind eine äußerst unwirtliche Klasse von Gaswelten. Ein Beispiel dafür ist KELT-9b: Dieser Planet, der sich in einem Sternensystem befindet, das etwa 670 Lichtjahre von unserem entfernt ist, hat eine Masse, die fast dreimal so groß ist wie die des Jupiters. Aber KELT-9b kreist auch viel näher an seinem Mutterstern – so nah, dass die Temperaturen auf dem Planeten 7800 Grad Celsius erreichen. „Durch die Nähe zu seinem Stern, der fast zweimal so heiß wie unsere Sonne ist, erhält KELT-9b eine enorme Strahlungsmenge“, berichtet Fossati.

Diese Strahlung fordert mit der Zeit ihren Tribut von den Planeten. Bei diesen Temperaturen beginnen sich die Atmosphären heißer Jupiter auszudehnen. Sie können sogar ins All entweichen. Und genau hier kommt CUTE ins Spiel: Der Satellit wird die aufgeblähten Atmosphären dieser wirklich heißen, ziemlich gashaltigen Exoplaneten untersuchen und messen, wie schnell die Gase entweichen.

„Die Ergebnisse werden uns nicht nur viel über heiße Jupiter, sondern über die gesamte Bandbreite der in der Galaxie existierenden Planeten sagen können,“ so Fossati. Dazu gehören auch kleine und felsige Welten wie die Erde und ihre nahen Nachbarn. Der Mars beispielsweise hat im Laufe von fast drei Milliarden Jahren ebenfalls einen Großteil seiner Atmosphäre verloren, so dass der Planet für Menschen unbewohnbar geworden ist. CUTE soll während seiner kurzen Lebensdauer so viele heiße Jupiter wie möglich abtasten. „Der Satellit wird beweisen, dass auch ’niedliche‘ Dinge bemerkenswerte wissenschaftliche Arbeit leisten können“, ist Fossati überzeugt.

CUTE misst 30 mal 20 mal 10 Zentimeter, das entspricht ungefähr der Größe einer Schuhschachtel. Der CubeSat wird die obere Atmosphäre der fernen Welten mithilfe der Ultraviolett-Spektroskopie erforschen und die Zielobjekte während eines sogenannten Planetentransits beobachten: „Wenn der Planet von der Erde aus gesehen vor dem Stern vorbeizieht, gelingt es einem Teil des Sternenlichts die Planetenatmosphäre zu durchdringen und eine charakteristische Signatur im Sternenspektrum zu hinterlassen“, erklärt Fossati. Diese mit CUTE erfassten Spektra werden zur näheren Beobachtung der Atmosphäre herangezogen, um den Masseverlust der Planeten besser zu verstehen.

CUTE wurde am Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) der University of Colorado in Boulder in den USA entwickelt und gebaut. Das IWF stellte die Analyse des optischen Systems bereit und lieferte den Datensimulator und die Datenreduktions-Pipeline. Der österreichische Beitrag zu CUTE wurde von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziert. Weitere Projektpartner im CUTE-Team stammen aus Arizona, Irland, Frankreich und den Niederlanden. Quelle: https://www.astronews.com/news/artikel/2021/09/2109-021.shtml

Interessant und spannend, Miniatur-Satellit soll Atmosphäre besonders unwirtliche Exoplaneten untersuchen. Mal schauen wieviel Forschung mit Satelliten in Cornflakes-Packungsgröße bzw. Nanosatelliten aus dem Erdorbit geht.
Auf große Missionen wie zum Beispiel das „James Webb Teleskop“ oder „Ariel“ warte ich Jahrelang. Konnte ich Anfangs nicht glauben ein Satellit in Cornflakes-Packungsgröße unter sucht die Atmosphäre besonders unwirtliche Exoplaneten – Ja klar! Auch als ich erstmal 2017 davon gehört habe konnte ich es nicht glauben – was soll denn dieses Spielzeug können und dann noch Untersuchung von Exoplaneten. Interessante Wissenschaft ist sonst immer groß und teuer sowie von Kostensteigerungen und Verzögerungen beim Bau begleitet. Ich bin gespannt was man erwarten darf.
Heiße Jupiter sind eine Klasse von Gasriesen- Exoplaneten , von denen angenommen wird, dass sie Jupiter physikalisch ähnlich sind, aber sehr kurze Umlaufzeiten ( P < 10 Tage ) haben. ^[1] Die unmittelbare Nähe zu ihren Sternen und die hohen Oberflächentemperaturen führten zu dem Spitznamen „heiße Jupiter“.
Hintergrund wissen zu Ariel: Im März 2018 wurde ARIEL (Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey) als vierte mittlere Forschungsmission im Cosmic Vision Programm der ESA ausgewählt. Sie wird sich mit fundamentalen Fragen beschäftigen wird: Woraus bestehen Exoplaneten, wie bilden sich Planetensysteme und wie entwickeln sie sich weiter? Hierzu werden die Atmosphären Hunderter Planeten untersucht, die verschiedene Arten von Muttergestirnen umkreisen.
Auf diese Weise können die Unterschiede der Merkmale sowohl bei einzelnen Planeten als auch in Planetengruppen beurteilt werden. Die Mission wird sich auf warme und heiße Exoplaneten konzentrieren, die ihren Stern in engen Umlaufbahnen umkreisen – von Super-Erden bis zu Gasriesen. Das Teleskop von ARIEL arbeitet sowohl im Bereich des sichtbaren Lichts als auch im Infrarotbereich.
ARIEL wird Mitte 2028 mit der neuen Ariane 6-Trägerrakete der ESA vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou in den Weltraum geschossen. Seinen Einsatzort für die ersten vier Jahre der Mission nimmt es in einem Orbit etwa am zweiten Lagrange-Punkt (L2) auf, von der Sonne aus betrachtet 1,5 Millionen Kilometer direkt „hinter“ der Erde.
Derzeit wird der Aufbau des Satelliten definiert, was schließlich zur „Annahme“ der Mission führt, die für 2020 geplant ist. Im Anschluss wird ein Auftragnehmer aus der Industrie gesucht, der den Satelliten bauen soll. Das IWF ist an zwei wissenschaftlichen Arbeitspaketen beteiligt. Quelle: https://www.oeaw.ac.at/iwf/forschung/weltraummissionen/zukuenftige-missionen/ariel
Christian Dauck

Sogenannte Cubesats, kleine würfelförmige Satelliten mit einer Kantenlänge von gerade einmal zehn Zentimetern, können immer komplexere Aufgaben übernehmen. Die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA hat jetzt das Satellitenprojekt CUTE bewilligt: Dabei sollen mit einem Mini-Satelliten heiße Jupiter untersucht werden, die vor ihrer Sonne vorüberziehen.

Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
astronews.com 12. Oktober 2017

Die NASA hat den Bau eines Nanosatelliten zur Erforschung extrasolarer Planeten und ihrer Atmosphäre beschlossen. Die Mission CUTE wird von der University of Colorado im US-amerikanischen Boulder geleitet. Das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist der wichtigste nicht-amerikanische Partner.

Künstlerische Darstellung des CUTE-Satelliten im Flug

CUTE (das steht für Colorado Ultraviolet Transit Experiment) wird den Masseverlust und die Zusammensetzung der oberen Atmosphäre von etwa 20 „heißen“ Jupiter-ähnlichen Planeten erforschen. Der Nanosatellit wird ungefähr die Größe einer Schuhschachtel haben und ein Ultraviolett-Teleskop an Bord führen. Die Zielobjekte werden während eines Planetentransits beobachtet, wenn also der Planet von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorbeizieht. Dabei wird CUTE auch nach planetaren Magnetfeldern suchen.

„Wir vermuten bei diesen heißen Planeten, dass der Masseverlust so rasch erfolgt, dass schwere Elemente aus dem Planeteninneren herausgesogen und in die ausgasende Atmosphäre geschleudert werden“, erklärt IWF-Gruppenleiter Luca Fossati, der Mitglied im CUTE Science Team ist. „Wir erwarten uns also Spuren von schweren Elementen wie Magnesium und Eisen zu entdecken, die der Planet auswirft.“

Die UV-Region wurde ausgewählt, weil die Sterne dort noch hell genug sind, aber auch der Atmosphärenverlust darin gut untersucht werden kann. Mit dem Bau von CUTE wurde vor wenigen Wochen begonnen, der Start der Mission ist für 2020 geplant. Das IWF stellt die Analyse des optischen Systems bereit und liefert den Datensimulator zur Aufbereitung der Datenreduktions-Pipeline. Weitere Projektpartner im CUTE-Team stammen aus Arizona, Irland, Frankreich und den Niederlanden.

Bis heute wurden über 100 Gasriesen außerhalb unseres Sonnensystem entdeckt, die ihren Mutterstern in sehr geringem Abstand umkreisen. „Mit der Untersuchung dieser Planeten hoffen wir, die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems besser verstehen zu können“, erläutert Fossati die Bedeutung der Mission.

CUTE zählt zu den sogenannten Cubesats. Es handelt sich dabei um würfelförmige Mini-Satelliten mit einer Kantenlänge von etwa zehn Zentimetern, wobei auch mehrere Einheiten zu einem größeren Cubesat zusammengesetzt werden können. CUTE besteht aus sechs Standardeinheiten und hat eine Größe von 30 x 20 x 10 Zentimetern. Diese kleinen Satelliten sind in den letzten Jahren immer populärer geworden, lassen sie sich doch relativ preisgünstig entwickeln und auch starten: So reisen sie in der Regel beim Start größerer Satelliten einfach mit ins All oder werden sogar von der Internationalen Raumstation ISS aus in den Weltraum ausgesetzt. Quelle: https://www.astronews.com/news/artikel/2017/10/1710-013.shtml

CUTE: Dieser Satellit ist so groß wie eine Cornflakes-Packung

Ein neuer Miniatur-Satellit soll besonders unwirtliche Exoplaneten – als heiße Jupiter bezeichnet – sieben Monate lang aus dem All beobachten. Das soll die Frage, warum Atmosphären entweichen, klären.

Das Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) der University of Colorado Boulder (CU Boulder) hat über die letzten vier Jahre einen Satelliten entwickelt, der so groß wie eine Familienpackung Cornflakes ist und auf den sperrigen Namen „Colorado Ultraviolet Transit Experiment“ hört. Abgekürzt ergibt sich das Akronym CUTE, das flüssig gelesen in deutscher Übersetzung „niedlich“ bedeutet.

CUTE soll heiße Jupiter abtasten

Der etwa vier Millionen US-Dollar teure und zur Gruppe der sogenannten Cubesats gehörige Flugkörper soll am 27. September ins All starten und dann sieben Monate lang eine Reihe weit entfernter Exoplaneten untersuchen. Die Mission wird an Bord einer United-Launch-Alliance-Rakete des Typs Atlas V zusammen mit dem Satelliten Landsat 9 von der Vandenberg-Space-Force-Base in Lompoc im US-Bundesstaat Kalifornien starten. Das teilt die CU Boulder auf phys.org mit.

Nachdem CUTE in eine Umlaufbahn um die Erde eingetreten ist, soll der Mini-Satellit eine Gruppe von Gasplaneten messtechnisch untersuchen, die als „heiße Jupiter“ bezeichnet werden. Der Name resultiert daraus, dass sie jeweils riesig groß, sogar bis zu dreimal größer als „unser“ Jupiter, sind. Zugleich sind diese Planeten extrem heiß. Sie erreichen Temperaturen um 4.000 Grad Celsius auf ihren Oberflächen. Das hat zum Teil damit zu tun, dass sie in recht engen Umlaufbahnen um ihren jeweiligen Stern kreisen.

Diese Strahlung schädigt mit der Zeit die Planeten, denn bei solchen Temperaturen dehnen sich die Atmosphären heißer Jupiter aus. Das kann bis zum Riss in der Atmosphäre mit nachfolgendem Entweichen ins All gehen. Forschende können an diesen Planeten, die sich gleichsam wie in einer Art Zeitraffer ausdehnen und dann zu weißen Zwergen werden, Erkenntnisse dazu gewinnen, wieso Atmosphären sich von Planeten lösen.

Wie viel Forschung geht mit Satelliten in Cornflakes-Packungsgröße?

Die Idee ist, dass das Untersuchen des Entweichens von Atmosphäre an möglichst vielen Planeten dazu beitragen kann, die Gesetzmäßigkeiten hinter dem Entweichen von Atmosphären insgesamt zu verstehen. Solche Erkenntnisse könnten dann auf verschiedene Arten von Planeten angewendet werden, so die Forschenden.

Neben dem eigentlichen Missionsziel will die US-Weltraumbehörde Nasa mit dem CUTE herausfinden, „wie viel Wissenschaft mit einem kleinen Satelliten möglich ist“. Das repräsentiert ein bedeutendes Umdenken in der Weltraumforschung. Noch vor rund zehn Jahren waren Kleinsatelliten auch in der Nasa als „Spielzeug“ abgetan worden, das man höchstens zu Lehrzwecken gebrauchen könnte.

In der Zwischenzeit konnte das LASP verschiedene Konzepte auf Cubesat-Basis vorstellen, die allesamt überzeugten. Nicht unbedeutend dürfte letztlich auch der Kostenfaktor sein. Der CUTE ist mit rund vier Millionen Dollar sehr viel günstiger als größere Satelliten, die in der Regel mehr als 100 Millionen Dollar verschlingen. Quelle: https://t3n.de/news/cute-cornflakes-satellit-1410079/

Erläuterung des Programmstatus

TRAPPIST-1-Planeten könnten wasserreich sein

Erste Einblicke in die Zusammensetzung der sieben nahen Erdzwillinge

Dichte näher eingegrenzt

Bis zu fünf Massenprozent Wasser

TRAPPIST-1e – der erdähnlichste

Die Dichte spricht für Ozeanwelten

Warten auf James Webb

1000 Beobachtungsstunden pro Planet

Keine Atmosphäre um nahen Exoplaneten TRAPPIST-1 b

James-Webb-Teleskop beobachtet TRAPPIST-1 b

Keine Wärmeumverteilung durch eine Atmosphäre

Lavabedeckter Exoplanet 55 Cancri e

Möglicher Lavaregen

Gesteinsanaylse von LHS 3844 b

Rückschlüsse von Supererden auf die Erde

Satellit „Earth 2.0“: China heckt einen Plan aus, um die Erde 2.0 zu finden

Sieben Augen

Verdoppelung der Daten

NASA to Discuss Webb’s Arrival at Final Destination, Next Steps

Fernen Monden auf der Spur

Ein riesiger Begleiter zeichnet sich ab

Zweiter Exomond-Kandidat entdeckt5.500 Lichtjahre entfernter Gasplanet könnte von einem Mini-Neptun umkreist werden

Mondfahndung unter extrasolaren Jupitern

Ein Mini-Neptun als Trabant eines Gasriesen

Rätsel um „Supermonde“

Weitere Beobachtungen nötig

Haben Astronomen den ersten Exomond entdeckt? Gasriese Kepler 1625b hat höchstwahrscheinlich einen neptungroßen Trabanten

Ein erster Kandidat

Eine zweite „Delle“ in der Lichtkurve

…und ein taumelnder Planet

Ist das der erste Exomond?

Garantierte Zeitbeobachtungsprogramme in Zyklus 1

Archivrecherchen

-Exoplaneten und Scheiben

-Galaxien

-Intergalaktisches Medium und das zirkumgalaktische Medium

-Großräumige Struktur des Universums

-Astronomie des Sonnensystems

-Sternphysik und Sterntypen

-Stellare Populationen und das interstellare Medium

-Supermassive Schwarze Löcher und AGN

ESA selects Airbus for exoplanet mission Ariel

CUTE: Dieser Satellit ist so groß wie eine Cornflakes-Packung

CUTE soll heiße Jupiter abtasten

Wie viel Forschung geht mit Satelliten in Cornflakes-Packungsgröße?

Zweiter Exomond-Kandidat entdeckt
5.500 Lichtjahre entfernter Gasplanet könnte von einem Mini-Neptun umkreist werden