Kepler Salon: WIR RIECHEN BESSER ALS WIR DENKEN
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Seit Jahrhunderten wundern sich die Menschen über die Möglichkeit, dass andere Erden entfernte Sterne umkreisen. Vielleicht würden einige dieser fremden Welten seltsame Lebensformen beherbergen oder einzigartige und erzählende Geschichten oder Zukunft haben. Erst 1995 entdeckten Astronomen die ersten Planeten, die sonnenähnliche Sterne außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen.
Insbesondere im letzten Jahrzehnt stieg die Anzahl der bekannten Planeten, die entfernte Sterne umkreisen, von unter 100 auf weit über 2.000 an. Weitere 2.000 Planeten warten auf Bestätigung. Die meisten dieser neuen Entdeckungen sind auf ein einziges Unterfangen zurückzuführen - die Kepler-Mission der NASA.
Kepler ist ein Raumfahrzeug mit einem 1-Meter-Teleskop, das eine 95-Megapixel-Digitalkamera in der Größe eines Keksblatts beleuchtet. Das Instrument erkannte winzige Helligkeitsunterschiede von 150.000 entfernten Sternen und suchte nach dem verräterischen Zeichen eines Planeten, der einen Teil des Sternenlichts blockierte, während er durch die Sichtlinie des Teleskops ging. Es ist so empfindlich, dass es aus einer Umlaufbahn über der Erde eine in Chicago um eine einzige Straßenbeleuchtung summende Fliege erkennen könnte. Es kann Sterne zittern und vibrieren sehen; es kann Sternflecken und Fackeln sehen; und in günstigen Situationen kann er Planeten sehen, die so klein sind wie der Mond.
Die tausenden Entdeckungen von Kepler revolutionierten unser Verständnis von Planeten und Planetensystemen. Jetzt hat das Raumfahrzeug jedoch seinen Hydrazin-Treibstoff aufgebraucht und ist offiziell in den Ruhestand getreten. Zum Glück für Planetenjäger startete die NASA-Mission TESS im April und wird die Suche nach Exoplaneten übernehmen.
Keplers Geschichte
Die Kepler-Mission wurde Anfang der achtziger Jahre vom NASA-Wissenschaftler Bill Borucki mit späterer Hilfe von David Koch konzipiert. Zu der Zeit waren außerhalb des Sonnensystems keine Planeten bekannt. Kepler wurde schließlich in den 2000er Jahren zusammengebaut und im März 2009 gestartet. Ich kam 2008 (als großäugiger Rookie) zum Kepler Science Team und leitete schließlich gemeinsam mit Jack Lissauer die Gruppe, die die Bewegungen der Planeten untersuchte.
Ursprünglich sollte die Mission dreieinhalb Jahre andauern, mit möglichen Erweiterungen, solange der Treibstoff, die Kamera oder das Raumfahrzeug Bestand hatte. Im Laufe der Zeit versagten Teile der Kamera, aber die Mission blieb bestehen. Als jedoch 2013 zwei seiner vier stabilisierenden Kreisel (technisch „Reaktionsräder“) stoppten, endete die ursprüngliche Kepler-Mission.
Mit einigem Einfallsreichtum konnte die NASA das reflektierte Sonnenlicht nutzen, um das Raumfahrzeug zu steuern. Die Mission wurde in K2 umbenannt und dauerte noch ein halbes Jahrzehnt lang nach Planeten. Jetzt, da die Tankanzeige fast leer ist, wird das Geschäft mit der Planetenjagd beendet, und das Raumfahrzeug wird im Sonnensystem liegen gelassen. Der endgültige Katalog der Planetenkandidaten der ursprünglichen Mission wurde Ende letzten Jahres fertiggestellt, und die letzten Beobachtungen von K2 stehen kurz vor dem Abschluss.
Keplers Wissenschaft
Das Wissen, das wir aus diesen Daten ziehen können, wird noch viele Jahre dauern, aber was wir bisher gesehen haben, hat Wissenschaftler auf der ganzen Welt in Erstaunen versetzt.
Wir haben einige Planeten gesehen, die ihre Wirtssterne in nur wenigen Stunden umkreisen und so heiß sind, dass der Oberflächengestein wie ein Kometenschwanz verdampft und hinter dem Planeten abläuft. Andere Systeme haben Planeten so nahe beieinander, dass der zweite Planet, wenn Sie auf der Oberfläche eines Planeten stehen würden, größer als 10 Vollmond wirken würde. Ein System ist so voller Planeten, dass acht von ihnen ihrem Stern näher sind als die Erde der Sonne. Viele haben Planeten und manchmal mehrere Planeten, die sich innerhalb der bewohnbaren Zone ihres Wirtssterns umkreisen, wo sich auf ihrer Oberfläche flüssiges Wasser befinden kann.
Wie bei jeder Mission gab es beim Kepler-Paket auch Kompromisse. Vier Jahre lang musste er auf einen einzelnen Teil des Himmels blicken und alle 30 Minuten blinken. Um genug Sterne zu studieren, um die Messungen durchzuführen, mussten die Sterne ziemlich weit entfernt sein - genau wie wenn Sie mitten im Wald stehen, stehen mehr Bäume weiter von Ihnen entfernt als direkt neben Ihnen. Entfernte Sterne sind schwach und ihre Planeten sind schwer zu untersuchen. In der Tat ist eine Herausforderung für Astronomen, die die Eigenschaften von Kepler-Planeten untersuchen wollen, die Tatsache, dass Kepler selbst oft das beste Instrument ist. Hochwertige Daten von Bodenteleskopen erfordern lange Beobachtungen an den größten Teleskopen - wertvolle Ressourcen, die die Anzahl der Planeten begrenzen, die beobachtet werden können.
Wir wissen jetzt, dass es in der Galaxie mindestens so viele Planeten gibt wie Sterne, und viele dieser Planeten sind ganz anders als das, was wir hier im Sonnensystem haben. Um die Charakteristika und Persönlichkeiten der verschiedenen Planeten kennenzulernen, müssen Astronomen die untersuchen, die hellere und nähere Sterne umkreisen, wo mehr Instrumente und mehr Teleskope zum Einsatz kommen können.
Geben Sie TESS ein
Die Transite Exoplanet Survey Satellite-Mission der NASA, angeführt von George Ricker des MIT, sucht nach Planeten mit derselben Erkennungstechnik, die Kepler verwendet. Die Umlaufbahn von TESS steht nicht in der Nähe der Sonne, sondern in enger Beziehung zum Mond: TESS umkreist die Erde zweimal pro Umlaufbahn des Mondes. Das Beobachtungsmuster von TESS tastet den gesamten Himmel mit überlappenden Sichtfeldern (ähnlich wie die Blütenblätter einer Blume) ab, anstatt nur einen Teil des Himmels anzustarren.
Nach dem, was wir von Kepler gelernt haben, erwarten Astronomen, dass TESS tausende weitere Planetensysteme findet. Wenn wir den gesamten Himmel betrachten, werden wir Systeme finden, die Sterne 10-mal näher und 100-mal heller als die von Kepler gefundenen Bahnen umkreisen. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten, die Masse und Dichte der Planeten zu messen, ihre Atmosphären zu untersuchen, ihre Wirtssterne zu charakterisieren und das Ganze zu bestimmen Art der Systeme, in denen sich die Planeten befinden. Diese Informationen werden uns wiederum mehr über die Geschichte unseres eigenen Planeten erzählen, wie das Leben angefangen haben könnte, welche Schicksale wir vermieden haben und welche anderen Wege wir hätten beschreiten können.
Die Suche nach unserem Platz im Universum wird fortgesetzt, während Kepler seine Reise beendet hat und TESS den Staffelstab übernimmt.
Dieser Artikel wurde ursprünglich von Jason Steffen auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.
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