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Autor: Daniel Schiller / 02.04.2009, 16:59:24 Uhr

EPOXI - Karten einer anderne Welt

Mit EPOXIs Beobachtungsdaten der Erde wurde jetzt eine Technik verifiziert, wie man aus dem Licht erdähnlicher extrasolarer Planeten auf deren Oberflächeneigenschaften schließen kann. Die Bilder zeigen auch wie die Erde aus der Ferne aussehen könnte.

NASA, UMD
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NASA, UMD

Aufnahme der Erde durch EPOXI.
(Bild: NASA, UMD)
NASA, UMD

Bild vergrößernHauptkomponenten der Erdalbedo in Abhängigkeit von der Wellenlänge aus den Bilddaten EPOXIs (oben) und vergleichbare Daten von Erdbeobachtungssatelliten (unten).
(Bild: NASA, UMD)
NASA, UMD

Bild vergrößernVergleich einer "wahren" Wasser-Land-Karte der Erde mit der aus den EPOXI-Daten gewonnenen Verteilung.
(Bild: NASA, UMD)
Im Rahmen der EPOCh-Beobachtungen (Extrasolar Planet Observation and Characterization) im Jahr 2008 hat EPOXI auch einen Blick zurück auf die Erde geworfen. Ziel der Kampagne war, festzustellen, ob man im Licht extrasolarer Planeten Signaturen finden kann, anhand derer man über erdähnliche Oberflächeneigenschaften urteilen kann. Der Blick auf die Erde sollte dabei Vergleichsdaten zu Verifikation und Kalibrierung dieser Technik liefern.

Das von der Erde aufgefangene Licht wurde auf einen Pixel geschrumpft. Die Helligkeits- und Farbschwankungen dieses Pixels wurden mittels Hauptkomponentenanalyse (Principal Component Analysis) weiter verarbeitet. Dabei sind zwei Komponenten hervorgetreten (Abb. 2). Für eine Komponete sinkt die Albedo bei steigender Wellenlänge, für die andere steigt die Albedo hingegen. Diese Daten wurden mit entsprechenden Beobachtungen von Erdbeobachtungssatelliten verglichen, in welchen auch eine spektrale Abhängigkeit der Albedo aufgezeichnet worden war, die hier aber klar mit Land- und Wassermassen unter dem Satelliten korreliert war. Generell gilt, dass Landmassen im nahen Infrarotbereich stärker reflektieren (rote Linie), Wasserflächen hingegen im kurzwelligen Bereich (blaue Linie). Der Vergleich beider Datensätze zeigt die prinzipielle Ähnlichkeit, so dass bei Vorliegen solcher Beobachtungsdaten auf Wasser- und Landflächen eines extrasolaren Planeten geschlossen werden könnte.

In einem weiteren Schritt wurde aus den periodischen Helligkeitsänderungen auf die Rotationsperiode der Erde geschlossen. Dadurch war es möglich, eine grobe Karte der Wasser- und Landverteilung entlang der Längengrade zu erstellen (Abb. 3). Der Vergleich mit einer Karte der Erde ergab auch hier eine passende Zuordnung.

Die Ergebnisse zeigen, dass man aus beschränkten Beobachtungsdaten mit geringer Auflösung durch Vergleich mit verifizierten Daten aus der Erdbeobachtung Modelle entwickeln kann, die in Zukunft die Analyse der Oberflächeneigenschaften bei extrasolaren Planeten ermöglichen können, auch wenn direkte Aufnahmen der Oberfläche eines extrasolaren Planeten auch in absehbarer Zukunft noch nicht möglich sein werden.

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