“Die Internationale Astronomische Union (IAU) beteiligt die Öffentlichkeit an der Astronomie durch Zugang zu astronomischer Information und Kommunikation der astronomischen Wissenschaft.” So lautet das vierte der fünf großen Ziele, die die IAU gestern in ihrem strategischen Plan für das kommende Jahrzehnt vorgestellt hat. Oder wie ich es formulieren würde: Astronomie ist wahnsinnig cool und faszinierend und es wäre eine Schande, wenn die Öffentlichkeit nichts davon erfährt. Und mit welchen wissenschaftlichen Forschungsergebnissen kann man die Öffentlichkeit ganz besonders gut erreichen? Zum Beispiel mit all den wunderbaren Ergebnissen über all die vielen fremden Welten die andere Sterne umkreisen. Die extrasolaren Planeten faszinieren Astronomen und die Öffentlichkeit gleichermaßen. Je besser unsere technischen Möglichkeiten werden, desto mehr erkennen wir, welche Vielfalt da draußen im Universum herrscht. Wir finden Planeten, die völlig anders sind als das, was wir aus unserem Sonnensystem kennen. Und sind gleichzeitig so intensiv wie nie zuvor auf der Suche nach einer “zweiten Erde”. Mit den Teleskopen der nächsten Generation stehen die Chancen gut sie zu finden.

Das Universum ist voller Planeten. Und das Internet voll mit künsterlischen Darstellungen, die vermutlich nix mit der Realität zu tun haben und noch dazu in einem himmelsmechanisch komplett instabilen und überfüllten System angeordnet sind! (Bild: NASA/W.Stenzel)

Das Universum ist voller Planeten. Und das Internet voll mit künsterlischen Darstellungen, die vermutlich nix mit der Realität zu tun haben und noch dazu in einem himmelsmechanisch komplett instabilen und überfüllten System angeordnet sind! (Bild: NASA/W.Stenzel)

Das braucht allerdings Vorbereitung. Der widmen sich die Astronominnen und Astronomen derzeit auf der IAU-Generalversammlung in Wien. Natürlich nicht nur; auf der Konferenz beschäftigt man sich mit der gesamten Astronomie. Dazu gehört aber eben auch die Vorbereitung zukünftiger Forschung. Wenn die Wissenschaftler in Wien also darüber sprechen, was sie sich von zukünftigen Großteleskopen wie dem James-Webb-Space-Telescope oder dem Extremly Large Telescope erwarten, dann sind immer auch die Exoplaneten mit dabei. Wenn wir eine “zweite Erde” finden wollen, geht das nur, wenn wir diese Himmelskörper direkt beobachten. Wir müssen das Licht, das sie von ihren Sternen zu uns reflektieren direkt analysieren um herausfinden zu können, wie die Atmosphäre dieser Planeten beschaffen und ob sie lebensfreundlich ist. Wie das im Detail geschehen wird, ist Teil dessen, was derzeit diskutiert und vorbereitet wird.

Zur Vorbereitung gehört aber nicht nur die Planung neuer, großer Teleskope. Man muss auch wissen wohin man schaut und wie man mit den Informationen umgeht, die man dann findet. Anders gesagt: Man braucht zuerst einmal möglichst viele Kandidaten die man im Detail untersuchen kann. Und man muss wissen, was man tut. Beim ersten Punkt werden spezielle Weltraumteleskope wie PLATO oder TESS eine wichtige Rolle spiele. Letzteres, von der NASA gebaut, fliegt seit Anfang des Jahres durchs All und ersteres, von der ESA und unter der Leitung deutscher Insitute, soll 2026 starten. Beide benutzen indirekte Methoden um nach Planeten zu suchen; sie suchen nach Änderungen in der Helligkeit von Sternen die von vorüberziehenden Sternen verursacht werden. Und beide werden die Zahl der bekannten Planeten deutlich erhöhen.

Das Modell des JWST ist zumindest schon mal fertig.

Das Modell des JWST ist zumindest schon mal fertig.

Weltraumteleskope sind wichtig, aber nicht alles. Daten muss man verstehen, ehe man sie vernünftig benutzen kann. Vor allem muss man wissen, was die Teleskope da eigentlich sehen. Wenn ein Stern periodisch ein wenig dunkler wird, dann kann das daran liegen, das er von einem Planeten umkreist wird, der von uns aus gesehen immer wieder mal am Stern vorüber zieht und ein wenig von dessen Licht blockiert. Es kann aber auch ein stinknormaler Stern sein, ohne interessanten Plan und ohne Helligkeitsänderung. Ein Stern, der das Pech hat, von uns aus gesehen zufällig in unmittelbarer Nähe eines Doppelsternsystems zu stehen, das viel weiter entfernt ist. Das Doppelsternsystem und der eine Stern haben nix miteinander zu tun, aber wenn wir im Teleskop nicht erkennen können, das es sich um unterschiedliche und unterschiedlich weit entfernte Objekte handelt, dann sehen wir nur ein Ding, das seine Helligkeit ändert. Der Hintergrund-Doppelstern kontaminiert unsere Daten und gaukelt uns einen Planeten vor wo gar keiner ist.

Was man braucht sind also verlässliche Informationen darüber, was am Himmel zusammengehört und was nicht. Wir sehen von der Erde aus ja immer nur jede Menge Lichtpunkte. Ein sehr heller Punkt mit einem schwach leuchtenden Punkt unmittelbar daneben kann vieles sein. Zum Beispiel genau das, was wir suchen: Ein direkt sichtbarer Planet, der durch vom Licht seines Sterns angestrahlt wird. So einen direkt abgebildeten Planeten könnten wir dann im Detail untersuchen. Es könnte aber auch einfach nur ein naher (und damit heller) Stern sein, der neben einem weit entfernten (und damit schwächer leuchtenden) Stern steht. Und vielleicht mit seinem Licht die Messungen stört, die wir beim Vordergrundstern durchführen wollen.

poster-IAU2018

All das Aufzudröseln ist der Job, den Astronomen erledigen müssen, wenn sie mehr über Exoplaneten rausfinden wollen. Einer davon ist Matthias Ammler-von Eiff vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. Auf der IAU-Konferenz hat er seine Arbeit präsentiert, die sich genau mit diesem Thema beschäftigt. Der Titel – “Deep high-resolution imaging of the field around nearby stars of the Ursa Major moving group” – lässt das vielleicht nicht sofort vermuten. Aber die technischen Details muss man nicht unbedingt verstehen um zu wissen, worum es dabei geht. Kurz gesagt: Um Beobachtungen der Sterne der Ursa-Major-Gruppe, also dem Sternhaufen, dessen hellste Mitglieder die markante und allen bekannte Sternengruppe des “Großen Wagens” bilden. Die Sterne dieses Sternhaufens gehören zusammen und bewegen sich gemeinsam mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung. Da der Sternhaufen vergleichsweise nahe ist – circa 76 Lichtjahre weit weg – bewegen sich die Sterne verglichen mit den Hintergrundsternen auch vergleichsweise schnell. In der Arbeit wollte man herausfinden, wie gut sich Sterne in diesem Haufen charakterisieren lassen. Also: Wie schwach und wie weit entfernt kann ein Begleiter eines Sterns (ein zweiter Stern, ein Planet, etc) sein, um noch entdeckt zu werden? Und wie lange braucht es, um festzustellen, das zwei Lichtpunkte zusammengehören? Denn wenn ein potentieller Begleiter ein echter Begleiter ist, dann muss er sich mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen wie der Stern. Wenn er das nicht tut, dann ist er nur ein Hintergrundstern.

Matthias Ammler-von Eiff hat das anhand von Beobachtungen abgeschätzt die mit erdgebundenen Teleskopen durchgeführt worden sind. Die sind vielleicht nicht so effizient wie die spezialisierten Planetensucher im Weltraum. Aber man kann viel genauere Analysen machen. Und so zum Beispiel herausfinden, das man auch in Zukunft genau aufpassen wird müssen. Beim Stern HD 175742 hat Ammler-von Eiff etwa Hintergrundobjekte beobachtet, die geeignet wären, einem Teleskop wie PLATO die Existenz eines erdgroßen Planeten vorzugaukeln. Hintergrundobjekt die andererseits aber auch zu schwach wäre, um standardmäßig in den Katalogen aufzutauchen, die vorab erstellt werden wenn es darum geht die Beobachtungen von PLATO & Co zu organisieren.

Man wird also nicht alles den Weltraumteleskopen und ihren automatisierten Suchalgorithmen überlassen können. Am Ende braucht es immer noch Astronomen die ihre großen Teleskope auf der Erde zum Himmel richten und sich manche Sterne ganz genau und ganz ausführlich ansehen. Aber wenn wir dann spektakuläre Entdeckungen machen, können wir uns auch sicher sein, dass sie richtig sind. Und die IAU kann sich guten Gewissens der Erfüllung ihres Ziels widmen: Menschen für das Universum zu begeistern!

Kommentare (2)

  1. #1 Christian Berger
    22. August 2018

    Das wird spannend, wahrscheinlich werden wir es noch erleben, wie die Atmosphären von Exoplaneten vermessen werden.

  2. […] Ordnung am Himmel machen: Wie man die Suche nach fremden Planeten vorbereitet […]