Die Frage aller Fragen

Das Hubble-Teleskop hat es demonstriert. Die beste Aussicht auf das Universum hat man außerhalb der schmutzigen Erdatmosphäre. Was Hubble begonnen hat, wurde fortgesetzt. Neue Teleskope erschlossen neue Lichtwellenlängen. Beispiele: Chandra, Spitzer oder Compton. Der nächste Schritt ist das James Webb Space Telescope! Alle arbeiten an der Antwort auf die Frage aller Fragen: Gibt es weiteres Leben im Weltraum?

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: UniverseToday.

Eines der größten Ziele der Astronomie ist das Finden oder das Nachweisen von Leben außerhalb unserer Erde. Ein Ansatz für das Auffinden von möglichen Lebensräumen ist das aktive Suchen nach Sauerstoff in einer Planetenatmosphäre. Findet man Sauerstoff in der Atmosphäre eines Planeten, so ist es um einiges wahrscheinlicher, dass sich auf diesen Planeten einmal Leben formen kann oder bereits geformt hat. Sauerstoff wird derzeit als eine der Grundvoraussetzung für Leben gehandelt.

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So könnte eine Raumsondenflotte als Interferometer aussehen. Bildliche Darstellung!
(Bild: NASA)

Um weit entfernte Atmosphären von Planeten untersuchen zu können, benötigt man große Teleskope, deren Sicht nicht von der schmutzigen Erdatmosphäre getrübt wird. Auch das Auffangen von Licht eines weit entfernten Planeten benötigt schon sehr gute Teleskope. Ein sehr gutes Teleskop müsste ungefähr 30 Meter groß sein und natürlich in den Weltraum gebracht werden. Da es jedoch absolut unfinanzierbar ist, für jede wichtige Lichtwellenlänge (Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett) so ein großes Teleskop zu bauen und in den Weltraum zu befördern, hat man gelernt, Daten von vielen kleineren Teleskopen zu kombinieren. Dies nennt man zusammen dann ein “Interferometer”. Solche Interferometer gibt es aber nicht nur im Weltraum. Diese Technik wird auch auf der Erde eingesetzt, und mit ihr kann man den Nachteil der erdgebundenen Teleskope – eben durch die Erdatmosphäre blicken zu müssen – größtenteils kompensieren. Leider kann man diesen Nachteil aus physikalischen Gründen nicht komplett kompensieren. Die bekanntesten Interferometer auf der Erde sind die beiden Keck-Teleskope auf Hawaii. Sie sind genau 85 Meter von einander entfernt, jedoch selbst nur mit je einem 10 Meter großen Spiegel ausgestattet. Mit der Kombination beider Daten kommen sie aber auf eine Leistungsfähigkeit eines 85-Meter-Teleskops. Aber leider haben diese Teleskope mit der verunreinigten Erdatmosphäre schwer zu kämpfen – ein Nachteil der, wie bereits erwähnt, nicht zu kompensieren ist.

Die besten Interferometer gibt es natürlich im Weltraum. Die NASA und die ESA arbeiten an mehreren kleineren Observatorien, die im Weltraum gemeinsam arbeiten und deren Daten auch kombiniert werden sollen. Dabei sollten die Raumsonden in Formation um die Erde fliegen, um dasselbe Zielgebiet gleichzeitig aus unterschiedlichen “Augen” zu beobachten. Sie schließen ihre Daten zusammen und agieren dann wie ein großes Allround-Teleskop. Ohne die Erdatmosphäre arbeiten die Kamerasysteme dann in ungeahnten Qualitätshöhen.

Man kann natürlich mehrere kleinere Teleskope in einem vereinigen. Genau dies plant die NASA mit dem Terrestrial Planet Finder (TPF). Er wird aus etwa drei bis vier kleineren Teleskopen bestehen, die das Licht in verschiedenen Lichtwellenlängen einfangen. Dann wird es ein extra Gerät geben, das alle Daten zusammenfasst und dann die Auswertung vornimmt – sozusagen ein Interferometer in einem Gehäuse. Dies ist natürlich extrem effektiv. Mit einem solch effektiven Observatorium kann man locker erdähnliche Planeten auch in Erdgröße um andere Zentralsterne finden.
Unglücklicherweise wurde der Bau der Raumsonde TPF auf Eis gelegt – ein Teil der Budgetkürzungen bei der NASA. Hoffentlich wird die Mission nicht ganz gestrichen. Aber nicht nur die NASA ist in der Interferometer-Produktion führend. Auch die ESA hat es sich zum Ziel gemacht, ein derartiges Allround-Teleskop zu bauen – die ESA nennt es Darwin. Nur wird Darwin etwas kleiner als der TPF sein, denn er hat nur drei Teleskope zu je drei Metern. Allerdings werden die Daten nicht in einem eigenen Instrument zusammengefasst, sondern in einem extra Teleskop. So dürfte Darwin in der Lage sein das Licht von einem zentralen Stern um den Faktor von Millionen oder gar Milliarden zu verdunkeln. So werden dunklere Objekte in der Nähe von Sternen nicht durch deren Licht überblendet und endlich sichtbar.

Die ESA hat gemeinsam mit der ESO bereits Erfahrung bei der Konstruktion von Interferometern. Das Very Large Telescope (VLT), welches aus vier 8-Meter-Teleskopen und mehreren kleineren Teleskopen besteht, ist bereits seit längerer Zeit erfolgreich im Betrieb. Unter anderem arbeiten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg derzeit an einem Instrument für das VLT namens CHEOPS, das ebenfalls Planeten in anderen Sonnensystemen aufspüren und verschiedene chemische Elemente in ihrer Atmosphäre identifizieren soll.
Darwins Start ist für 2015 geplant. Darwin wird in der Lage sein, Planeten in Erdgröße um weit entfernte Sterne zu entdecken. Auch die Techniker und Forscher bereiten sich auf allgebundene Interferometer vor. Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und die ESA arbeiten bereits an verschiedenen Konfigurationen für Darwin oder den TPF.

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