Revolutionäre Teleskoptechnik: Entdeckung erdähnlicher Planeten in Reichweite

NEW YORK / LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Teleskoptechnik könnte die Entdeckung erdähnlicher Planeten in unserer kosmischen Nachbarschaft revolutionieren. Forscher schlagen vor, rechteckige Spiegel zu verwenden, um die Herausforderungen der direkten Planetenabbildung zu überwinden. Diese Innovation könnte die Suche nach Leben im Universum erheblich vorantreiben.

Die Suche nach erdähnlichen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems ist eines der ehrgeizigsten Ziele der modernen Astronomie. Diese Exoplaneten könnten Ozeane, felsige Oberflächen und sogar Atmosphären mit Sauerstoff oder Ozon aufweisen – Bedingungen, die auf Leben hindeuten. Wenn solche Planeten Sterne in der Nähe der Sonne umkreisen, könnten zukünftige Sonden oder sogar Menschen sie eines Tages erreichen. Doch die Entdeckung dieser schwachen Begleiter um helle Sterne hat sich als weitaus schwieriger erwiesen als ursprünglich angenommen.

Die meisten heutigen Exoplanetenentdeckungen beruhen auf indirekten Techniken. Eine gängige Methode ist die Transitmethode, bei der das leichte Abdunkeln eines Sterns beobachtet wird, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht. Dies funktioniert jedoch nur, wenn die Umlaufbahn perfekt mit unserer Sichtlinie übereinstimmt. Eine andere Methode ist die Radialgeschwindigkeit, bei der der Zug eines Planeten seinen Stern zum Wackeln bringt. Auch diese Methode verpasst viele Ziele, insbesondere solche in Umlaufbahnen, die direkt von vorne betrachtet werden. Um jeden erdähnlichen Planeten in der Nachbarschaft zu entdecken, müssen Astronomen die Planeten direkt sehen können, was keine einfache Aufgabe ist.

Die direkte Abbildung eines erdgroßen Planeten in der Nähe eines Sterns ist vergleichbar mit dem Versuch, ein Glühwürmchen neben einem Suchscheinwerfer zu erkennen. Selbst die nächsten Sterne sind Millionen Mal heller als ihre Planeten. Die Erde selbst leuchtet am stärksten im Infrarotlicht bei einer Wellenlänge von etwa 10 Mikrometern. Um die Erde von der Sonne in einer Entfernung von 30 Lichtjahren zu unterscheiden, wäre ein Teleskop mit einem Spiegel von mindestens 20 Metern Breite erforderlich. Das ist weit größer als das James-Webb-Weltraumteleskop, das bereits die Grenzen dessen überschritten hat, was gestartet werden kann.

Ein neuer Vorschlag von Wissenschaftlern des Rensselaer Polytechnic Institute, NIST und NASA bietet eine überraschend einfache Alternative. Anstatt einen massiven kreisförmigen Spiegel zu entwerfen, schlagen die Forscher vor, einen langen, schmalen rechteckigen Spiegel zu verwenden – 20 Meter lang und nur einen Meter breit. Dieser schlanke Spiegel würde die erforderliche scharfe Auflösung entlang seiner langen Achse liefern. Durch langsames Drehen des Teleskops in verschiedene Winkel könnten Astronomen eine vollständige Ansicht der Region um jeden Stern aufbauen.

Der vorgeschlagene Teleskopentwurf würde 20 quadratische Spiegelsegmente verwenden, die zu einem Streifen von einem mal 20 Metern angeordnet sind. Ein kleinerer Sekundärspiegel, etwa 2,3 mal 1 Meter groß, würde zur Seite sitzen, um die Sicht des Hauptspiegels nicht zu blockieren. Nach dem Start zum stabilen L2-Punkt, eine Million Meilen von der Erde entfernt, würde sich der Spiegel entfalten und ausrichten. Nach dem Abkühlen auf seine Arbeitstemperatur würde er beginnen, nahegelegene Sterne zu scannen. Das Drehen der langen Spiegelachse im Laufe der Zeit würde es dem System ermöglichen, Planeten in jeder Richtung zu erkennen.

Die Autoren der Studie führten Berechnungen durch, um zu sehen, wie viele Planeten in der habitablen Zone dieses Design aufdecken könnte. Eine einjährige Mission, so argumentieren sie, könnte etwa 11 potenziell lebensunterstützende Welten um 15 nahegelegene sonnenähnliche Sterne entdecken. Die Verlängerung der Mission auf dreieinhalb Jahre könnte diese Zahl auf 27 Planeten um 46 Sterne erhöhen. Das würde bedeuten, fast die Hälfte aller möglichen erdähnlichen Planeten innerhalb von 30 Lichtjahren zu finden – eine außergewöhnliche Ausbeute von einem relativ kleinen und erschwinglichen Raumfahrzeug.

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