Im Jahr 2028 wird das Weltraumteleskop ARIEL seinen Betrieb aufnehmen. Es wurde letzte Woche als vierte Mission der “Medium class” Projekte für das Cosmic Vision Programmder Europäischen Raumfahrtagentur ESA ausgewählt. Weltraumteleskope sind (vor allem für die Astronomen) immer eine tolle Sache. ARIEL finde ich persönlich aber besonders interessant. Denn es wird uns etwas über ein Phänomen sagen können, über das wir bis jetzt noch viel zu wenig wissen: Die Atmosphären extrasolarer Planeten.
ARIEL steht für Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission, was wie üblich ein ziemlich überladenes und umständliches Akronym ist. Aber es kommen darin ein paar Wörter vor, die äußerst viel versprechend sind: “Atmospheric”, “Exoplanet” und “Large-survey”. Man wird also die Atmosphären einer großen Anzahl von Exoplaneten untersuchen und das ist gut!
Wir haben zwar schon ein paar tausend Planeten anderer Sterne entdeckt. Aber unser Wissen über diese Planeten ist immer noch sehr mangelhaft. Wir wissen das sie da sind. Wir wissen (meistens und oft nicht sehr genau) wie schwer und groß sie sind. Wir kennen die Umlaufbahn um ihren Stern. Und das war es dann auch schon wieder. Mit diesen Informationen kann man viel anfangen, aber sehr viel auch nicht. Will man Planeten wirklich verstehen, dann muss man wissen, wie sie zusammengesetzt sind. Man muss wissen, ob und was für eine Atmosphäre sie haben. Dann können wir auch herausfinden, welche Temperaturen dort herrschen. Die Zusammensetzung der Atmosphäre verrät uns etwas über die Entstehung der Planeten und mit all diesen Informationen können wir probieren zu verstehen, wie die Vergangenheit des Planetensystems ausgesehen hat. Wir können anfangen, die Geschichte unterschiedlicher Planetensysteme zu vergleichen und allgemeine Regel zur Entstehung von Planeten in der Milchstraße ableiten. Und so weiter.
Kurz gesagt: Ohne Wissen über die extrasolaren Atmosphären kommen wir nicht weiter. Dieses Wissen kriegen wir aber nicht so einfach. Bis jetzt werden die meisten ja indirekt entdeckt (für Details siehe hier), das heißt man beobachtet nicht den Planeten selbst sondern den Stern den er umkreist und schließt aus den Eigenschaften des Sterns auf die Existenz des Planeten. ARIEL wird sich bei der Beobachtung auf Planeten konzentrieren, die von uns aus gesehen direkt vor ihrem Stern vorüber ziehen. Bei so einem Transit blockiert der Planet ein wenig des Sternenlichts und wenn man diese Lichtänderungen verfolgt, kann man auf diese Art Planeten entdecken und ihre Größe und Umlaufbahn bestimmen. Das ist es aber nicht, was ARIEL interessiert. Die Planeten die man beobachten will, wurden ja schon entdeckt.
ARIEL wird sich auf die kurzen Momente konzentrieren, in denen der Planet gerade kurz davor ist, am Stern vorüber zu ziehen. Dann wird – von uns aus gesehen – Sternenlicht durch die Atmosphäre des Planeten hindurch zur Erde gestrahlt. Und wenn dieses Licht dann auf den 1,1 Meter großen Spiegel von ARIEL trifft und von den Instrumenten an Bord analysiert wird, kann man nachsehen, wie es von den Bestandteilen der Planetenatmosphäre verändert wurde. Unterschiedliche chemische Elemente blockieren unterschiedliche Bestandteile des Lichts und so kann ARIEL herausfinden, wie die Atmosphäre zusammengesetzt ist, welche Temperatur dort herrscht, und so weiter.
Wer sich jetzt aber Hinweise auf die Existenz von außerirdischem Leben und endlich einen Erfolg bei der ewigen Suche nach der “zweiten Erde” erhofft, wird enttäuscht werden. Oder besser: Nicht enttäuscht werden! Denn ARIEL wird coole Arbeit machen – aber potentiell erdähnliche Planeten sind nicht das Ziel der Mission. Man konzentriert sich auf heiße, große Planeten. Mehrere 1000 Grad heiße Gasriesen wie Jupiter oder Neptun eignen sich besonders gut, weil die hohen Temperaturen eine Durchmischung der Gase in der Atmosphäre fördern. Moleküle aus den tieferen Schichten des Planeten steigen auf und können von ARIEL beobachtet werden – so kriegt man auch eine Idee, was sich im Inneren der Planeten tut.
ARIEL wird auch ein paar heiße Supererden beobachten (Planeten die größer als die Erde aber kleiner als Neptun sind) und bei einigen Planeten ganz genau und immer wieder hinsehen, um ein detailliertes Bild der Wolken- und Wetterzyklen zu gewinnen. Es ist ein wenig schade, das wir noch zehn Jahre auf den Start der Mission warten müssen. Immerhin muss ja auch noch die Ariane 6 Rakete gebaut werden, die das Teleskop an seine 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Bestimmungsort bringt. Und dann dauert es noch ein wenig länger, bis wir all die Daten haben. Aber in der Wissenschaft muss man eben geduldig sein. Und am Ende lohnt sich das Warten immer!
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