Quelle: ASTRON NL, 2. Juli 2025.

2. Juli 2025 – Dwingeloo – Wissenschaftler*innen haben den ersten eindeutigen Fall entdeckt, in dem ein Planet einen Flare seines Muttersterns verursacht hat, und damit neue Einblicke in die dramatischen Wechselwirkungen zwischen Sternen und ihren eng umkreisenden Planeten gewonnen. Die Forschung wurde von Dr. Ekaterina Ilin vom ASTRON (Niederländisches Institut für Radioastronomie) zusammen mit einem internationalen Team von Mitarbeiter*innen durchgeführt.

HIP 67522: ein junges und dynamisches Sternsystem

Die Studie konzentrierte sich auf HIP 67522, ein junges Sternsystem in 408 Lichtjahren Entfernung in der Region Upper Centaurus Lupus. Mit einem Alter von nur 17 Millionen Jahren, was in kosmischen Maßstäben noch ein Kleinkind ist, enthält dieses System einen riesigen Planeten in einer extrem engen Umlaufbahn, der alle 6,95 Tage eine Runde um seinen Stern dreht. „Wir haben den ersten eindeutigen Beweis für eine magnetische Wechselwirkung zwischen Stern und Planet gefunden, bei der ein Planet energiereiche Flares auf seinem Mutterstern auslöst“, sagte Ekaterina Ilin. „Besonders spannend ist, dass diese Wechselwirkung seit mindestens drei Jahren andauert, sodass wir sie detailliert untersuchen können.“

TESS und CHEOPS enthüllen magnetische Störungen

Durch die Analyse von Daten aus fünf Jahren, die vom TESS-Satelliten der NASA und dem CHEOPS-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation stammen, entdeckten die Forscher, dass Flares auf HIP 67522 vor allem dann beobachtet werden, wenn der Planet aus unserer Perspektive auf der Erde vor dem Stern vorbeizieht. Diese Beobachtung ermöglichte es ihnen zu zeigen, dass die Flares auftreten, wenn der Planet die Magnetfeldlinien des Sterns stört und Energie entlang dieser magnetischen Bahnen zurück zur Oberfläche des Sterns sendet, wo sie explosive Energiefreisetzungen auslöst.

Sechsmal häufigere Flares

Die Ergebnisse zeigen auch, dass der Planet etwa sechsmal häufiger den Flares seines Muttersterns ausgesetzt ist, als dies ohne die Wechselwirkung der Fall wäre. Die verstärkten Flares haben erhebliche Auswirkungen auf den Planeten selbst, der laut jüngsten Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop eine ungewöhnlich ausgedehnte Atmosphäre aufweist. „Der Planet setzt sich im Wesentlichen einem intensiven Bombardement von Strahlung und Partikeln aus diesen induzierten Flares aus“, erklärte Harish K. Vedantham, Mitautor und Forscher bei ASTRON. „Dieses selbstverschuldete Weltraumwetter führt wahrscheinlich dazu, dass sich die Atmosphäre des Planeten aufbläht, und könnte die Geschwindigkeit, mit der der Planet seine Atmosphäre verliert, dramatisch beschleunigen.“

In einem begleitenden Artikel, der in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde, bestätigten die Autoren, dass HIP 67522 ein magnetisch aktiver Stern mit starker Radioemission ist, die durch sein Magnetfeld angetrieben wird. Das Team beobachtete das Stern-Planeten-System etwa 135 Stunden lang mit dem Australian Telescope Compact Array bei niedrigen Radiofrequenzen und stellte fest, dass es sich um eine helle und burstartige Quelle oder Emission handelt. Gleichzeitig zeigte der Stern keine Anzeichen von Radioemissionen, die auf die Wechselwirkung mit dem Planeten zurückzuführen wären. Die Nicht-Detektion entspricht den Erwartungen und stützt die Schlussfolgerung des Hauptartikels, dass die magnetische Wechselwirkung zwischen Stern und Planet die Flares verursacht.

Ein Modell für die Erforschung der Planetenentwicklung

Diese Entdeckung macht HIP 67522 zu einem archetypischen System für die Erforschung, wie magnetische Wechselwirkungen zwischen Sternen und Planeten die Planetenentwicklung beeinflussen können, insbesondere bei jungen Planeten. Das Team plant weitere Beobachtungen dieses und anderer Systeme, um besser zu verstehen, wie Energie entlang der Verbindung zwischen Planet und Stern transportiert und freigesetzt wird, wie häufig dieses Phänomen in jungen Planetensystemen auftritt und was es für die Fähigkeit junger Planeten bedeutet, ihre entstehende Atmosphäre zu behalten.

Artikel:

1) Close-in planet induces flares on its host star DOI: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09236-z

2) Searching for planet-induced radio signal from the young close-in planet host star HIP 67522 DOI: http://doi.org/10.1051/0004-6361/202554684
Arxiv: https://arxiv.org/abs/2507.00796

ASTRON ist das niederländische Institut für Radioastronomie und gehört zur Institutsorganisation der NWO. Unsere Mission ist es, Entdeckungen in der Radioastronomie zu ermöglichen. Dazu entwickeln wir neue und innovative Technologien, setzen Weltklasse-Radioastronomieanlagen wie das Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) und das Low Frequency Array (LOFAR) ein und betreiben astronomische Grundlagenforschung.

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Exoplaneten

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Quelle: Universität Bern 8. Mai 2024.

8. Mai 2024 – Brice-Olivier Demory vom Center for Space and Habitability CSH der Universität Bern und Mitglied des NFS PlanetS ist Mitautor der Studie, die kürzlich in Nature veröffentlicht wurde. Er sagt: «55 Cancri e ist einer der rätselhaftesten Exoplaneten. Trotz enormer Beobachtungszeit in den letzten zehn Jahres mit einem Dutzend Boden- und Weltrauminstrumenten blieben seine Eigenschaften unbekannt. Dies änderte sich nun mit der Auswertung von Daten, die mit dem NASA/ESA/CSA James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) gewonnen wurden.» Unerwarteterweise zeigen diese Beobachtungen von 55 Canceri e einerseits, dass ein heisser und starker Strahlung ausgesetzter Gesteinsplanet eine Gasatmosphäre besitzen könnte, und sie sind ausserdem ein gutes Vorzeichen für die Fähigkeit des JWST, kühlere – und möglicherweise habitable – Gesteinsplaneten zu charakterisieren, die sonnenähnliche Sterne umkreisen. Renyu Hu vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, Erstautor der aktuellen Studie, sagt: «JWST erweitert die Möglichkeiten der Charakterisierung von Exoplaneten auf felsige Exoplaneten», sagte Hu. «Dies eröffnet ein neues Forschungsfeld.»

Berner Weltraumteleskop CHEOPS lieferte wichtige Erkenntnisse
Demory wurde von Hu, einem seiner Kollegen aus seiner Zeit am Massachusetts Institute of Technology MIT, zum Forschungsprogramm eingeladen. Demory hat 55 Cancri e seit Beginn seiner Karriere untersucht: «Als Postdoc am MIT leitete ich die Entdeckung des ersten Transits von 55 Cancri e, und 2016 veröffentlichte mein Team die erste Karte eines felsigen Exoplaneten, der 55 Cancri e war.» Das Ergebnis von 2016 deutete bereits auf das mögliche Vorhandensein einer Atmosphäre um 55 Cancri e hin. Für die aktuelle Studie führte Demory eine unabhängige Analyse des Datensatzes durch. Er erklärt: «In den vergangenen zwei Jahren hat das Weltraumteleskop CHEOPS, das an der Universität Bern entwickelt und gebaut wurde, entscheidend dazu beigetragen, mehrere Fragen von Astrophysikern und Astrophysikerinnen zu 55 Cancri e zu beantworten. JWST ergänzte dieses Bild bei Infrarot-Wellenlängen und zeigte, dass die Super-Erde 55 Cancri e von einer Atmosphäre umgeben ist, deren Zusammensetzung mit Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid übereinstimmt.»

Superheisse Super-Erde und dennoch kühler als erwartet
Obwohl 55 Cancri e in seiner Zusammensetzung den Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem ähnelt, könnte die Bezeichnung «felsig» einen falschen Eindruck vermitteln. Der Planet kreist so nahe um seinen Stern (eine volle Umkreisung dauert 18 Stunden, verglichen mit den 365 Tagen unserer Erde um die Sonne), dass seine Oberfläche geschmolzen sein muss und ein tiefer, brodelnder Ozean aus Magma ist. «Der Planet ist so heiss, dass ein Teil des geschmolzenen Gesteins verdampfen sollte», erklärt Hu. Bei einer so engen Umlaufbahn um seinen Stern ist der Planet wahrscheinlich auch gezeitenabhängig. Das bedeutet, dass seine Tagseite immer dem Stern zugewandt ist und seine Nachtseite in ständiger Dunkelheit liegt.

Obwohl JWST kein direktes Bild von 55 Cancri e einfangen kann, ist es in der Lage, subtile Veränderungen im Licht des Systems zu messen, wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht. Das Team verwendete die NIRCam (Nahinfrarotkamera) und das MIRI (Mittelinfrarotinstrument) von JWST, um das vom Planeten kommende Infrarotlicht zu messen. Durch Subtraktion der Helligkeit während der sekundären Finsternis, wenn sich der Planet hinter dem Stern befindet (nur Sternenlicht), von der Helligkeit, wenn sich der Planet direkt neben dem Stern befindet (Licht von Stern und Planet zusammen), konnte das Team die Menge an Infrarotlicht verschiedener Wellenlängen berechnen, das von der Tagseite des Planeten stammt.

Der erste Hinweis darauf, dass 55 Cancri e eine nennenswerte Atmosphäre besitzen könnte, ergab sich aus Temperaturmessungen, die auf der thermischen Emission, also der in Form von Infrarotlicht abgegebenen Wärmeenergie, basieren. Wenn der Planet mit einem dünnen Schleier aus verdampftem Gestein oder gar keiner Atmosphäre bedeckt wäre, müsste die Temperatur auf der Tagseite etwa 2’200 Grad Celsius betragen. «Stattdessen zeigten die MIRI-Daten eine relativ niedrige Temperatur von etwa 1’500 Grad Celsius», so Hu. «Dies ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass die Energie von der Tagseite des Planeten auf die Nachtseite übertragen wird, höchstwahrscheinlich durch eine Atmosphäre mit vielen flüchtigen Bestandteilen.» Lavaströme könnten zwar etwas Wärme auf die Nachtseite transportieren, aber nicht effizient genug, um die Temperaturdifferenz zu erklären. Selbst wenn die Wärme gleichmässig über den Planeten verteilt wäre, erscheint die Tagseite um mehrere hundert Grad kühler als erwartet. Dies kann damit erklärt werden, dass ein Teil des von der Oberfläche abgestrahlten Infrarotlichts von der Atmosphäre absorbiert wird, bevor es von Teleskopen gemessen werden kann.

Blubbernder Magma-Ozean
Das Team geht davon aus, dass die Gase, die 55 Cancri e bedecken, aus dem Inneren des Planeten heraussprudeln. Die primäre Atmosphäre wäre aufgrund der hohen Temperatur und der intensiven Strahlung des Sterns längst verschwunden. Es würde sich also um eine sekundäre Atmosphäre handeln, die durch den Magmaozean ständig gespiesen wird, da Magma nicht nur aus Kristallen und flüssigem Gestein besteht, sondern auch eine Menge gelöstes Gas enthält.

Obwohl 55 Cancri e viel zu heiss ist, um habitabel zu sein, könnte er ein einzigartiges Fenster für die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Atmosphären, Oberflächen und dem Inneren von Gesteinsplaneten bieten und vielleicht auch Einblicke in die frühe Erde sowie in Venus und Mars ermöglichen, von denen man annimmt, dass sie von Magma-Ozeanen bedeckt waren. «Letztendlich wollen wir verstehen, welche Bedingungen es einem Gesteinsplaneten ermöglichen, eine gasreiche Atmosphäre aufrechtzuerhalten: die wichtigste Zutat für einen bewohnbaren Planeten» sagt Hu abschliessend.

Publikation:
A Secondary Atmosphere on the Rocky Exoplanet 55 Cnc e by Renyu Hu and al. ist in Nature publiziert.
DOI: 10.1038/s41586-024-07432-x
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07432-x

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• Exoplaneten

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Quelle: Universität Bern 29. November 2023.

29. November 2023 – CHEOPS ist eine gemeinsame Mission der ESA und der Schweiz, unter der Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf. Dank der Zusammenarbeit mit Forschenden, die mit Daten des NASA-Satelliten TESS arbeiten, konnte das internationale Team das Planetensystem aufdecken, welches den nahen Stern HD110067 umkreist. Eine Besonderheit dieses Systems ist seine Resonanzkette: Die Planeten umkreisen ihren Stern in perfekter Harmonie. Zum Forschungsteam gehören Forschende der Universität Bern und der Universität Genf, die auch Mitglieder des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NCCR) PlanetS sind. Die Ergebnisse wurden soeben in Nature veröffentlicht.

Die Planeten im System HD110067 umkreisen den Stern wie in einem sehr präzisen Walzer. Wenn der Planet, der dem Stern am nächsten ist, drei volle Umkreisungen um ihn macht, macht der zweite Planet genau zwei in der gleichen Zeit. Dies nennt man eine 3:2-Resonanz. «Unter den über 5’000 entdeckten Exoplaneten, die andere Sterne als unsere Sonne umkreisen, sind Resonanzen nicht selten, ebenso wenig wie Systeme mit mehreren Planeten. Äusserst selten sind jedoch Systeme, bei denen sich die Resonanzen über eine so lange Kette von sechs Planeten erstrecken», betont Dr. Hugh Osborn, CHEOPS-Fellow an der Universität Bern, Leiter des an der Studie beteiligten CHEOPS-Beobachtungsprogramms und Mitautor der Studie. Genau dies ist der Fall bei HD110067, dessen Planeten eine so genannte «Resonanzkette» in aufeinanderfolgenden Paaren von 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 und 4:3 Resonanzen bilden, was dazu führt, dass der nächstgelegene Planet sechs Umläufe um den Stern absolviert, während der äusserste Planet einen macht.

Ein scheinbar unlösbares Rätsel
Obwohl mehrere Planeten wegen ihren Transiten vor dem Stern bereits entdeckt worden waren, war die genaue Anordnung der Planeten zunächst unklar. Dank des präzisen Gravitationstanzes konnte das Forschungsteam jedoch das Rätsel von HD110067 lösen. Prof. Adrien Leleu von der Universität Genf, verantwortlich für die Analyse der Bahnresonanzen und Mitautor der Studie, erklärt: «Ein Transit findet statt, wenn ein Planet aus unserer Sicht vor seinem Stern vorbeizieht und dabei einen winzigen Teil des Sternenlichts blockiert, was zu einem scheinbaren Abfall seiner Helligkeit führt.»

Aus den ersten Beobachtungen des NASA-Satelliten TESS ging hervor, dass die beiden inneren Planeten ‘b’ und ‘c’ eine Umlaufzeit von 9 beziehungsweise 14 Tagen haben. Für die anderen vier entdeckten Planeten konnten jedoch keine Schlussfolgerungen gezogen werden. Zwei von ihnen wurden einmal im Jahr 2020 und einmal im Jahr 2022 beobachtet, also gab es eine grosse Lücke in den Daten von zwei Jahren. Die beiden anderen Planeten passierten den Stern nur einmal im Jahr 2022.

Die Lösung des Rätsels um diese vier zusätzlichen Planeten zeichnete sich schliesslich dank Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop CHEOPS ab. Während TESS darauf abzielt, den gesamten Himmel nach und nach abzusuchen, um kurzperiodische Exoplaneten zu finden, solche also, die nahe um ihren Stern kreisen und kurze Umlaufzeiten haben, ist CHEOPS eine zielgerichtete Mission, die sich mit äusserster Präzision auf jeweils einen einzelnen Stern konzentriert. «Mit unseren CHEOPS-Beobachtungen konnten wir feststellen, dass die Periode des Planeten ‘d’ 20,5 Tage beträgt. Ausserdem konnten wir mehrere Möglichkeiten für die verbleibenden drei äusseren Planeten ‚e‘, ‚f‘ und ‚g‘ ausschliessen“, erklärt Osborn.

Vorhersage des präzisen Walzers der Planeten
In diesem Moment erkannte das Team, dass die drei inneren Planeten von HD110067 in einer präzisen 3:2, 3:2-Resonanzkette tanzen: Der innerste Planet umkreist den Stern neunmal, der zweite sechsmal und der dritte viermal.

Das Team zog dann die Möglichkeit in Betracht, dass die drei anderen Planeten ebenfalls Teil der Resonanzkette sein könnten. «Dies führte zu Dutzenden von Möglichkeiten für ihre Umlaufzeit», erklärt Leleu, «aber durch die Kombination der vorhandenen Beobachtungsdaten von TESS und CHEOPS mit unserem Modell der Gravitationswechselwirkungen zwischen den Planeten konnten wir alle Lösungen bis auf eine ausschliessen: die 3:2, 3:2, 3:2, 4:3, 4:3-Kette.» Die Forschenden konnten daher vorhersagen, dass die drei äusseren Planeten (‚e‘, ‚f‘ und ‚g‘) Umlaufzeiten von 31, 41 und 55 Tagen haben.

Diese Vorhersage ermöglichte die Planung von Beobachtungen mit einer Reihe von bodengestützten Teleskopen. Weitere Transits des Planeten ‚f‘ wurden beobachtet, wobei sich herausstellte, dass er sich genau dort befand, wo die Theorie ihn aufgrund der Resonanzkette vorausgesagt hatte. Eine erneute Analyse der TESS-Daten ergab schließlich zwei versteckte Transits, jeweils einen der Planeten ‘f’ und ‘g’ genau zu den Zeiten, die von den Vorhersagen erwartet wurden, was die Perioden der sechs Planeten bestätigte. Weitere CHEOPS-Beobachtungen der einzelnen Planeten, insbesondere des Planeten ‘e’, sind für die nahe Zukunft geplant.

Ein Schlüsselsystem für die Zukunft
Von den wenigen bisher gefundenen Resonanzkettensystemen hat CHEOPS nicht nur zum Verständnis von HD110067, sondern auch von TOI-178 beigetragen. Ein weiteres bekanntes Beispiel für ein System mit Resonanzketten ist das System TRAPPIST-1, welches sieben Gesteinsplaneten beherbergt. Allerdings ist TRAPPIST-1 ein kleiner und unglaublich schwacher Stern, was zusätzliche Beobachtungen sehr schwierig macht. HD110067 hingegen ist mehr als 50-mal heller als TRAPPIST-1.

«Die Tatsache, dass die Planeten im System HD110067 mit der Transitmethode entdeckt wurden, ist entscheidend. Während sie vor dem Stern vorbeiziehen, wird das Licht auch durch die Planetenatmosphären gefiltert», betont Jo Ann Egger, Doktorandin an der Universität Bern, die die Zusammensetzung der Planeten anhand der CHEOPS-Daten berechnet hat und die Mitautorin der Studie ist. Diese Eigenschaft erlaubt es den Forschenden, die chemische Zusammensetzung und andere Eigenschaften der Atmosphären zu bestimmen.

Da viel Licht benötigt wird, sind der helle Stern HD110067 und die ihn umkreisenden Planeten ein ideales Ziel für weitere Studien zur Charakterisierung der Planetenatmosphären. «Die Sub-Neptun-Planeten des Systems HD110067 scheinen eine geringe Masse zu haben, was darauf hindeutet, dass sie möglicherweise gas- oder wasserreich sind. Zukünftige Beobachtungen dieser Planetenatmosphären, zum Beispiel mit dem James Webb Space Telescope (JWST), könnten Aufschluss darüber geben, ob die Planeten felsige oder wasserreiche innere Strukturen aufweisen», so Egger abschliessend.

Publikation:
“A resonant sextuplet of sub-Neptunes transiting the bright star HD 110067” by R. Luque et al., veröffentlicht in Nature am 29. November 2023.
doi.org/10.1038/s41586-023-06692-3
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06692-3

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• Exoplaneten

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Quelle: Universität Bern 8. Juni 2023.

CHEOPS ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Schweiz, unter der Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf. Seit dem Start im Dezember 2019 haben die extrem präzisen Messungen von CHEOPS zu mehreren wichtigen Entdeckungen auf dem Gebiet der Exoplaneten beigetragen.

Die NFS PlanetS-Mitglieder Dr. Solène Ulmer-Moll von den Universitäten Bern und Genf und Dr. Hugh Osborn von der Universität Bern nutzten die einzigartige Synergie von CHEOPS und dem NASA- Satelliten TESS, um eine Reihe von schwer identifizierbaren Exoplaneten zu entdecken. Die Planeten mit den Namen TOI 5678 b und HIP 9618 c haben die Größe von Neptun oder etwas kleiner mit 4,9 und 3,4 Erdradien. Die entsprechenden Studien wurden soeben in den Fachzeitschriften Astronomy & Astrophysics und Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht. Zwei weitere Mitglieder des internationalen Teams, Amy Tuson von der Universität Cambridge (Grossbritannien) und Dr. Zoltán Garai vom ELTE Gothard Astrophysical Observatory (Ungarn) haben die gleiche Technik verwendet, um zwei ähnliche Planeten in anderen Systemen zu identifizieren.

Die Synergie von zwei Satelliten
Der CHEOPS-Satellit beobachtet die Helligkeit von Sternen, um die leichte Abschwächung zu erfassen, die auftritt, wenn ein Planet in seiner Umlaufbahn aus unserer Sicht vor seinem Stern vorbeizieht. Durch die Suche nach diesen Verdunkelungsereignissen, den sogenannten Transits, konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die meisten der Tausenden von Exoplaneten entdecken, von denen bekannt ist, dass sie andere Sterne als unsere Sonne umkreisen.

«Der NASA-Satellit TESS ist hervorragend darin, die Transits von Exoplaneten aufzuspüren, selbst bei den am schwierigsten zu entdeckenden Kleinplaneten. Allerdings wechselt er alle 27 Tage sein Sichtfeld, um den grösstmöglichen Teil des Himmels schnell abzutasten. Dies hindert TESS daran, Planeten auf längeren Umlaufbahnen zu finden», erklärt Hugh Osborn. Dennoch konnte der TESS-Satellit einzelne Transite von Planeten um die Sterne TOI 5678 und HIP 9618 beobachten. Als er nach zwei Jahren in das gleiche Sichtfeld zurückkehrte, konnte er erneut ähnliche Transits um dieselben Sterne beobachten. Trotz dieser Beobachtungen war es noch nicht möglich, eindeutig auf die Anwesenheit von Planeten um diese Sterne zu schliessen, da immer noch entscheidende Informationen fehlten. «An dieser Stelle kommt CHEOPS ins Spiel: der Satellit konzentriert sich jeweils auf einen einzelnen Stern, und somit ist CHEOPS eine Nachfolgemission, die perfekt geeignet ist, diese Sterne weiter zu beobachten, um die fehlenden Informationen zu liefern», ergänzt Solène Ulmer-Moll.

Ein langwieriges «Versteckspiel»
Da das CHEOPS-Team das Vorhandensein von Exoplaneten vermutete, entwickelte es eine Methode, um nicht blindlings kostbare Beobachtungszeit zu vergeuden, in der Hoffnung, zusätzliche Transits zu entdecken. Die Forschenden wählten einen gezielten Ansatz, der auf den wenigen Hinweisen basierte, die die von TESS beobachteten Transits lieferten. Auf dieser Grundlage entwickelte Osborn eine Software, die für jeden Planeten mögliche Zeiträume vorschlägt und priorisiert. «Wir spielen dann mit den Planeten und mit dem CHEOPS-Satelliten eine Art Versteckspiel», so Osborn.

«Wir richten CHEOPS zu einem bestimmten Zeitpunkt auf ein Ziel, und je nachdem, ob wir einen Transit beobachten oder nicht, können wir einige der Möglichkeiten ausschliessen und es zu einem anderen Zeitpunkt erneut versuchen, bis wir eine eindeutige Lösung für die Umlaufzeit gefunden haben.» Es brauchte fünf bzw. vier Versuche, bis die Forschenden die Existenz der beiden Exoplaneten eindeutig bestätigen und feststellen konnten, dass TOI 5678 b eine Umlaufzeit von 48 Tagen hat, während HIP 9618 c eine Umlaufzeit von 52,5 Tagen aufweist.

Ideale Ziele für das JWST
Für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist die Geschichte damit noch nicht zu Ende. Mit den neu gefundenen begrenzten Zeiträumen für die Transits konnten sie sich bodengestützten Beobachtungen zuwenden, bei denen eine andere Technik, die Radialgeschwindigkeits-Methode, verwendet wurde. Dies ermöglichte es dem Team, Massen von 20 Erdmassen für TOI 5678 b respektive 7,5 Erdmassen für HIP 9618 c zu bestimmen. Wenn sowohl die Grösse als auch die Masse eines Planeten bekannt sind, lässt sich daraus normalerweise die Dichte ableiten, und die Forschenden können sich ein Bild davon machen, woraus er besteht.

«Bei Mini-Neptunen reicht die Dichte jedoch nicht aus, und es gibt noch einige Hypothesen über die Zusammensetzung der Planeten: Es könnte sich entweder um Gesteinsplaneten mit viel Gas handeln oder um Planeten, die reich an Wasser sind und die eine sehr dampfige Atmosphäre haben», erklärt Ulmer-Moll. «Da die vier neu entdeckten Exoplaneten helle Sterne umkreisen, sind sie auch für die Mission des James Webb Space Telescope JWST von grösstem Interesse: Das JWST könnte helfen, das Rätsel ihrer Zusammensetzung zu lösen», so Ulmer-Moll weiter.

Die meisten bisher beobachteten Exoplaneten-Atmosphären sind die von Heissen Jupitern, welches sehr grosse und heisse Exoplaneten sind, die nahe an ihrem Mutterstern kreisen. «Die vier neuen Planeten, die wir entdeckt haben, haben viel moderatere Temperaturen von ’nur‘ 217 bis 277ºC. Bei diesen Temperaturen können Wolken und Moleküle überleben, die andernfalls durch die grosse Hitze der Heissen Jupiter zerstört würden. Und sie könnten möglicherweise vom JWST entdeckt werden», erklärt Osborn. Die vier neu entdeckten Planeten, die kleiner sind als Heisse Jupiter und eine längere Umlaufzeit haben, sind ein erster Schritt zur Beobachtung von erdähnlichen Transitplaneten.

CHEOPS – Auf der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten
Die CHEOPS-Mission (CHaracterising ExOPlanet Satellite) ist die erste der neu geschaffenen «S-class missions» der ESA – Missionen der kleinen Klasse mit einem Budget, das kleiner ist als das von grossen und mittleren Missionen, und mit einer kürzeren Zeitspanne von Projektbeginn bis zum Start.

CHEOPS widmet sich der Charakterisierung von Exoplaneten-Transiten. Dabei misst CHEOPS die Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor diesem Stern vorbeizieht. Aus diesem Messwert lässt sich die Grösse des Planeten ableiten und mit bereits vorhandenen Daten daraus die Dichte bestimmen. So erhält man wichtige Informationen über diese Planeten – zum Beispiel, ob sie überwiegend felsig sind, aus Gasen bestehen oder ob sich auf ihnen tiefe Ozeane befinden. Dies wiederum ist ein wichtiger Schritt, um zu bestimmen ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

CHEOPS wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der ESA und der Schweiz entwickelt. Unter der Leitung der Universität Bern und der ESA war ein Konsortium mit mehr als hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieuren aus elf europäischen Nationen während fünf Jahren am Bau des Satelliten beteiligt.

CHEOPS hat am Mittwoch, 18. Dezember 2019 an Bord einer Sojus-Fregat-Rakete vom Europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch-Guyana, seine Reise ins Weltall angetreten. Seither umkreist CHEOPS die Erde innerhalb von ungefähr anderthalb Stunden in einer Höhe von 700 Kilometer entlang der Tag-Nacht-Grenze.

Der Bund beteiligt sich am CHEOPS-Teleskop im Rahmen des PRODEX-Programms (PROgramme de Développement d’EXpériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Über dieses Programm können national Beiträge für Wissenschaftsmissionen durch Projektteams aus Forschung und Industrie entwickelt und gebaut werden. Dieser Wissens- und Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Industrie verschafft dem Werkplatz Schweiz letztlich auch einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – und er ermöglicht, dass Technologien, Verfahren und Produkte in andere Märkte einfliessen und so einen Mehrwert für unsere Wirtschaft erbringen.

Mehr Informationen: https://cheops.unibe.ch/de/.

Publikationen:
Two Warm Neptunes transiting HIP 9618 revealed by TESS & Cheops by H. P. Osborn et al. is published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
doi.org/10.1093/mnras/stad1319, https://academic.oup.com/mnras/article/523/2/3069/7191657
TOI-5678 b: a 48-day transiting Neptune-mass planet characterized with CHEOPS and HARPS by S. Ulmer-Moll et al. is published in Astronomy & Astrophysics.
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2023/06/aa45478-22/aa45478-22.html
Refined parameters of the HD 22946 planetary system and the true orbital period of the planet d by Z. Garai et al. is published in Astronomy & Astrophysics.
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2023/06/aa45943-23/aa45943-23.html
TESS and CHEOPS Discover Two Warm Mini-Neptunes Transiting the Bright K-dwarf HD15906 by A. Tuson et al. is published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
doi.org/10.1093/mnras/stad1369, https://academic.oup.com/mnras/article/523/2/3090/7191658

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• Weltraumteleskop Cheops – CHaracterising ExOPlanets Satellite

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Quelle: Universität Bern 9. März 2023.

Am 7. März 2023 bestätigte der Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA die Fortsetzung des Betriebs bis 2026 und eine indikative Verlängerung bis 2029, abhängig von den laufenden Verpflichtungen der nationalen Förderer und Partner. Seit seinem Launch im Dezember 2019 haben die äußerst präzisen Messungen des Satelliten zu mehreren wichtigen Entdeckungen auf dem Gebiet der Exoplanetenforschung beigetragen. Die Verlängerung wird es ermöglichen, diese faszinierenden Welten im Orbit anderer Sterne noch genauer zu untersuchen.

Im Gegensatz zu früheren Satelliten, die neue Exoplaneten – Planeten, die andere Sterne als unsere Sonne umkreisen – durch die gleichzeitige Beobachtung von zehntausenden Sternen aufspüren sollten, wurde CHEOPS für die Beobachtung einzelner Sterne optimiert und zielt auf diejenigen, von denen bereits bekannt ist, dass sie Exoplaneten beherbergen. Ziel von CHEOPS ist es daher, über eine bloße Bestandsaufnahme von Exoplaneten hinauszugehen und einige ihrer Haupteigenschaften, insbesondere ihre Größe, mit äußerster Präzision zu messen. Diese Präzision ermöglicht es den Astronomen, Rückschlüsse auf die Zusammensetzung dieser Planeten zu ziehen: Die Kombination der CHEOPS-Größenmessung mit der zuvor bekannten Planetenmasse ergibt die Dichte. Dichte Planeten wie die Erde bestehen hauptsächlich aus Gestein und Metallen, während Planeten mit geringer Dichte wie der Jupiter hauptsächlich aus Gas bestehen. Da diese Zusammensetzungen das Ergebnis des Planetenentstehungsprozesses sind, öffnet deren Kenntnis ein Fenster zur Geschichte der Planetensysteme und setzt unser eigenes Sonnensystem in einen größeren Kontext.

Die Beobachtung der Eigenschaften von Exoplaneten
„In dieser Hinsicht war die Mission äußerst erfolgreich“, betont Willy Benz, emeritierter Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Leiter des CHEOPS-Konsortiums, „die Präzision von CHEOPS hat alle Erwartungen übertroffen und es uns ermöglicht, die Eigenschaften mehrerer der interessantesten Exoplaneten zu bestimmen.“

So haben die Forschenden des CHEOPS-Teams durch genaue Beobachtung der Helligkeitsveränderungen beim Vorbeiziehen des Planeten WASP-103b an seinem Stern festgestellt, dass der Planet durch die starke Schwerkraft des nahen Sterns in die Form eines Rugbyballs verformt wird. Planeten dieser Art sind so heiß, dass CHEOPS ihr Leuchten auch auf ihrer Umlaufbahn erkennen konnte. „Das mit CHEOPS bei dem Planeten WASP-189b entdeckte Leuchten beträgt nur ein paar Millionstel des vom Stern ausgesandten Lichts und hängt mit der Temperatur der Planetenatmosphäre sowie deren Wolkenbedeckung zusammen. Damit ist klar, dass CHEOPS viel mehr kann als ’nur‘ die Größe von Planeten zu messen“, erklärt Prof. David Ehrenreich von der Universität Genf, Co-Leiter des internationalen Teams von über hundert Wissenschaftlern, die an der Auswertung der Mission beteiligt sind.

Verlängerung der Mission verspricht weitere faszinierende Entdeckungen
Die Hauptmission von CHEOPS war für eine Dauer von dreieinhalb Jahren, also bis September 2023, angelegt. Die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Ergebnisse der Mission wird durch die Veröffentlichung von mehr als fünfzig auf CHEOPS-Daten basierenden wissenschaftlichen Artikeln in internationalen Fachzeitschriften belegt. Der Satellit wurde inmitten einer weltweiten Pandemie erfolgreich betrieben, und sein Gesundheitszustand ist im Hinblick auf die rauen Bedingungen im Weltraum, wo er ständig von kosmischer und hochenergetischer Strahlung bombardiert wird, ausgezeichnet. All diese Faktoren haben das CHEOPS-Team dazu veranlasst, eine Verlängerung der Mission über das Jahr 2023 hinaus vorzuschlagen.

Die Verlängerung des CHEOPS-Betriebs wurde nun vom Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA bis mindestens 2026 genehmigt, vorausgesetzt, die nationalen Förderer und Partner leisten weiterhin Unterstützung. Die Mitglieder des CHEOPS-Teams stammen aus 40 Institutionen in ganz Europa: Neben der ESA haben sich 11 Länder, darunter die Schweiz in einer führenden Rolle, zusammengeschlossen, um das Teleskop zwischen 2012 und 2019 zu finanzieren und zu bauen. „CHEOPS kann für die Verlängerung der Mission weiterhin auf die starke Unterstützung der beteiligten Finanzierungsagenturen zählen, darunter auch der Schweiz, deren führende Rolle bei der CHEOPS-Mission (einschließlich des verlängerten Betriebs) durch ihre Mitgliedschaft in der ESA und ihre Teilnahme am PRODEX-Programm ermöglicht wird“, sagt Oliver Botta, Vorsitzender des CHEOPS-Lenkungsausschusses.

Mit der nun genehmigten Missionsverlängerung plant das CHEOPS-Team, den Satelliten weiterhin für seine Kernaufgaben einzusetzen aber gleichzeitig auch neue Beobachtungsmethoden auszuprobieren. „Wir haben bisher nur an der Oberfläche von CHEOPS‘ Fähigkeiten gekratzt. Der Satellit bietet noch viel mehr wissenschaftliche Möglichkeiten, und wir freuen uns darauf, diese während der Verlängerung auszuloten“, erklärt Benz. „Ein sehr spannendes Ergebnis wäre die Entdeckung des ersten Exomonds“, verrät Ehrenreich. „Viele Planeten in unserem Sonnensystem haben Monde. Wir erwarten deshalb, dass wir diese auch in der Umlaufbahn von Exoplaneten finden werden, und wir beobachten bereits einige Kandidaten. Es ist jedoch schwierig, Exomonde zu entdecken, weil sie sehr klein und ihre Signaturen daher eher schwach sind. CHEOPS ist jedoch präzise genug, um Exomonde in der Größe des Planeten Mars zu finden, der doppelt so groß ist wie unser Mond. Wenn solche Exomonde in den von uns beobachteten Systemen existieren, könnten wir sie während der verlängerten Mission finden.“

Eine einzigartige Rolle im Bereich der Weltraummissionen
Ein weiteres einzigartiges Merkmal von CHEOPS ist die Fähigkeit, seine Kräfte mit anderen Weltraummissionen wie dem James Webb Space Telescope (JWST), einem Gemeinschaftsprojekt der NASA und der ESA, zu kombinieren. CHEOPS kann unser Wissen über bereits bekannte Exoplaneten verfeinern und so die besten Kandidaten für Atmosphärenbeobachtungen mit JWST auswählen. „Dank der Resultate von CHEOPS haben wir wertvolle JWST-Beobachtungszeit erhalten, um die Planeten des Systems TOI-178 zu betrachten und ihre atmosphärische Zusammensetzung zu bestimmen. Dies wird uns helfen, die dynamische Geschichte dieses Systems zu verstehen“, erklärt Prof. Yann Alibert von der Universität Bern. Alibert koordiniert ein CHEOPS-Programm, das sich mit der Verfolgung von multiplanetaren Systemen befasst, die vom NASA-Satelliten TESS entdeckt wurden. „Dies ist ein Beispiel für die große Synergie zwischen CHEOPS und anderen Missionen: TESS fand ursprünglich drei Planeten, die den Stern TOI-178 umkreisen. Als CHEOPS dieses System untersuchte, entdeckte es drei weitere Planeten und zeigte eine außergewöhnliche und zerbrechliche Orbitalharmonie. Das führte uns zur Annahme, dass dieses System seit Milliarden von Jahren ungestört ist“, erklärt Alibert.

„Die Forschung ist gespannt, welche überraschenden Ergebnisse CHEOPS als nächstes hervorbringen wird; nun steht fest, dass CHEOPS noch jahrelang neue Entdeckungen machen kann“, so Benz abschließend.

CHEOPS – Auf der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten
Die CHEOPS-Mission (CHaracterising ExOPlanets Satellite) ist die erste der neu geschaffenen «S-class missions» der ESA – Missionen der kleinen Klasse mit einem Budget, das kleiner ist als das von großen und mittleren Missionen, und mit einer kürzeren Zeitspanne von Projektbeginn bis zum Start.

CHEOPS widmet sich der Charakterisierung von Exoplaneten-Transiten. Dabei misst CHEOPS die Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor diesem Stern vorbeizieht. Aus diesem Messwert lässt sich die Größe des Planeten ableiten und mit bereits vorhandenen Daten daraus die Dichte bestimmen. So erhält man wichtige Informationen über diese Planeten – zum Beispiel, ob sie überwiegend felsig sind, aus Gasen bestehen oder ob sich auf ihnen tiefe Ozeane befinden. Dies wiederum ist ein wichtiger Schritt, um zu bestimmen ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

CHEOPS wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der ESA und der Schweiz entwickelt. Unter der Leitung der Universität Bern und der ESA war ein Konsortium mit mehr als hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieuren aus elf europäischen Nationen während fünf Jahren am Bau des Satelliten beteiligt.

CHEOPS hat am Mittwoch, 18. Dezember 2019 an Bord einer Sojus-Fregat-Rakete vom Europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch-Guyana, seine Reise ins Weltall angetreten. Seither umkreist CHEOPS die Erde innerhalb von ungefähr anderthalb Stunden in einer Höhe von 700 Kilometer entlang der Tag-Nacht-Grenze.

Der Bund beteiligt sich am CHEOPS-Teleskop im Rahmen des PRODEX-Programms (PROgramme de Développement d’EXpériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Über dieses Programm können national Beiträge für Wissenschaftsmissionen durch Projektteams aus Forschung und Industrie entwickelt und gebaut werden. Dieser Wissens- und Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Industrie verschafft dem Werkplatz Schweiz letztlich auch einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – und er ermöglicht, dass Technologien, Verfahren und Produkte in andere Märkte einfließen und so einen Mehrwert für unsere Wirtschaft erbringen.

Mehr Informationen: https://cheops.unibe.ch/de/.

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• Weltraumteleskop Cheops – CHaracterising ExOPlanets Satellite

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Quelle: Universität Bern 12. September 2022.

12. September 2022 – Seit seinem Start vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana am 18. Dezember 2019 hat das CHEOPS-Teleskop in der Erdumlaufbahn seine Funktionalität und Präzision über alle Erwartungen hinaus bewiesen. In dieser Zeit hat es die Eigenschaften von zahlreichen faszinierenden Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, von sogenannten Exoplaneten also, aufgedeckt und ist zu einem Schlüsselinstrument für Astronominnen und Astronomen in Europa und weltweit geworden.

Ermöglichung umfangreicher Forschung in ganz Europa
In mehr als einer Million Minuten Beobachtungszeit hat CHEOPS Exoplaneten aus jedem Blickwinkel beobachtet: ihre Nachtseite, wenn sie vor ihren Sternen vorbeiziehen, ihre Tagseite, wenn sie hinter ihren Sternen vorbeiziehen, und alle Phasen, wie die des Mondes, dazwischen. «Die präzisen Daten, die wir mit CHEOPS gesammelt haben, haben Früchte getragen: Mehr als fünfzig wissenschaftliche Studien wurden von über hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die das CHEOPS- Wissenschaftsteam bilden und die an Dutzenden von Institutionen in ganz Europa arbeiten, veröffentlicht oder sind in Vorbereitung», berichtet Willy Benz, emeritierter Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Leiter des CHEOPS-Konsortiums.

Dies wurde erreicht, ohne dass sich aufgrund der Pandemie die internationalen Forschungsteams, die das Instrument nutzen, physisch treffen konnten. Zum ersten Mal seit dem Start von CHEOPS können sich nun alle beteiligten Forschenden vom 12. bis 14. September 2022 in Padua, Italien, treffen. «Es ist das erste Mal seit drei Jahren, dass wir endlich zusammenkommen können», sagt Missionswissenschaftler David Ehrenreich, Professor für Astronomie an der Universität Genf. «Es ist ein tolles Gefühl, zu feiern, was wir in 1000 Tagen entdeckt haben, und vor Ort zu diskutieren, was wir als Nächstes tun werden.»

Zu den Entdeckungen gehört zum Beispiel die Charakterisierung glühend heißer, eisenverdampfender Atmosphären auf Planeten, die ihren Sternen so nahe sind, dass sie durch die immensen Gravitationskräfte zu Rugby-Bällen verformt werden. «Durch die Entdeckung eines Systems mit sechs Planeten, von denen fünf ihren Stern in einer fragilen Harmonie umkreisen, hat CHEOPS uns auch Einblicke in die Entstehung von Planetensystemen gegeben», sagt Ehrenreich.

Erst Anfang dieses Jahres hat das Weltraumteleskop erneut seine erstaunliche Präzision unter Beweis gestellt, indem es das schwache Licht gemessen hat, das von einem 159 Lichtjahre entfernten Planeten im Sternbild Pegasus reflektiert wird. «Obwohl dieser Planet, HD 209458b, sicherlich der am besten untersuchte Exoplanet aller Zeiten ist, mussten wir 22 Jahre auf CHEOPS und seine erstaunliche Präzision und Hingabe warten, um das von seiner Atmosphäre reflektierte sichtbare Licht messen zu können», sagt Benz stolz.

Ein wertvolles und langlebiges Gut
«Auch nach tausend Tagen in der Umlaufbahn funktioniert CHEOPS immer noch einwandfrei und zeigt nur sehr geringe Abnutzungserscheinungen, die durch die von der Sonne ausgestrahlten energiereichen Teilchen verursacht werden», sagt die CHEOPS-Instrumentenwissenschaftlerin Andrea Fortier von der Universität Bern. Unter diesen Bedingungen rechnet die Forscherin damit, dass CHEOPS noch eine ganze Weile andere Welten beobachten könnte. «Es wird seine Mission um die Erde bis mindestens September 2023 fortsetzen, aber das CHEOPS-Team arbeitet mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA und dem Swiss Space Office (SSO) zusammen, um die Mission bis Ende 2025 und möglicherweise sogar darüber hinaus zu verlängern», sagt Fortier.

Die Fähigkeiten von CHEOPS könnten der wissenschaftlichen Gemeinschaft weiterhin gute Dienste leisten, auch wenn das James Webb Weltraumteleskop bereits in Betrieb ist. «Wir sind überzeugt, dass CHEOPS mit seiner hohen Präzision und Flexibilität als Brücke zwischen anderen Instrumenten und Webb dienen kann, da das leistungsstarke Teleskop präzise Informationen über potenziell interessante Beobachtungsziele benötigt. CHEOPS kann diese Informationen liefern – und damit den Betrieb von Webb optimieren», betont Willy Benz. Dies geschieht bereits, denn das Webb-Teleskop wird im Laufe dieses Jahres mehrere von CHEOPS bereits beobachtete Systeme genauer untersuchen.

CHEOPS – Auf der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten
Die CHEOPS-Mission (CHaracterising ExOPlanet Satellite) ist die erste der neu geschaffenen «S-class missions» der ESA – Missionen der kleinen Klasse mit einem Budget, das kleiner ist als das von großen und mittleren Missionen, und mit einer kürzeren Zeitspanne von Projektbeginn bis zum Start.

CHEOPS widmet sich der Charakterisierung von Exoplaneten-Transiten. Dabei misst CHEOPS die Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor diesem Stern vorbeizieht. Aus diesem Messwert lässt sich die Größe des Planeten ableiten und mit bereits vorhandenen Daten daraus die Dichte bestimmen. So erhält man wichtige Informationen über diese Planeten – zum Beispiel, ob sie überwiegend felsig sind, aus Gasen bestehen oder ob sich auf ihnen tiefe Ozeane befinden. Dies wiederum ist ein wichtiger Schritt, um zu bestimmen ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

CHEOPS wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der ESA und der Schweiz entwickelt. Unter der Leitung der Universität Bern und der ESA war ein Konsortium mit mehr als hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieuren aus elf europäischen Nationen während fünf Jahren am Bau des Satelliten beteiligt.

CHEOPS hat am Mittwoch, 18. Dezember 2019 an Bord einer Sojus-Fregat-Rakete vom Europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch-Guyana, seine Reise ins Weltall angetreten. Seither umkreist CHEOPS die Erde innerhalb von ungefähr anderthalb Stunden in einer Höhe von 700 Kilometer entlang der Tag-Nacht-Grenze.

Der Bund beteiligt sich am CHEOPS-Teleskop im Rahmen des PRODEX-Programms (PROgramme de Développement d’EXpériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Über dieses Programm können national Beiträge für Wissenschaftsmissionen durch Projektteams aus Forschung und Industrie entwickelt und gebaut werden. Dieser Wissens- und Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Industrie verschafft dem Werkplatz Schweiz letztlich auch einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – und er ermöglicht, dass Technologien, Verfahren und Produkte in andere Märkte einfließen und so einen Mehrwert für unsere Wirtschaft erbringen.

Die Universität Bern nimmt regelmäßig an Weltraummissionen der großen Weltraumorganisationen wie ESA, NASA, oder JAXA teil. Mit CHEOPS teilt sich die Universität Bern die Verantwortung mit der ESA für eine ganze Mission. Zudem sind die Berner Forschenden an der Weltspitze mit dabei, wenn es etwa um Modelle und Simulationen zur Entstehung und Entwicklung von Planeten geht. Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie (WP) des Physikalischen Instituts der Universität Bern wurde durch die Gründung eines universitären Kompetenzzentrums, dem Center for Space and Habitability (CSH), gestärkt. Der Schweizer Nationalfonds sprach der Universität Bern zudem den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS zu, den sie gemeinsam mit der Universität Genf leitet.

CHEOPS liefert wichtige Informationen über Größe, Form und Entwicklung bekannter Exoplaneten. Die Einrichtung des «Science Operation Center» der CHEOPS-Mission in Genf unter der Leitung von zwei Professoren der Astronomieabteilung der UniGE ist eine logische Fortsetzung der Forschungsgeschichte auf dem Gebiet der Exoplaneten – denn hier wurde 1995 der erste Exoplanet von Michel Mayor und Didier Queloz, den Nobelpreisträgern für Physik von 2019, entdeckt. Mit dieser Entdeckung positionierte sich die Astronomieabteilung der Universität Genf an der Weltspitze auf diesem Gebiet, was unter anderem 2003 zum Bau und der Installation von HARPS führte. Der Spektrograph auf dem 3,6-m-Teleskop der ESO in La Silla war zwei Jahrzehnte lang der weltweit effizienteste, wenn es um die Bestimmung der Masse von Exoplaneten ging. In diesem Jahr wurde HARPS jedoch von ESPRESSO übertroffen, einem weiteren Spektrographen, der in Genf gebaut und auf dem VLT in Paranal installiert wurde. CHEOPS ist somit das Ergebnis von zwei nationalen Expertisen: einerseits dem Weltraum-Know-how der Universität Bern in Zusammenarbeit mit ihren Genfer Kolleginnen und Kollegen, und andererseits der Bodenerfahrung der Universität Genf in Zusammenarbeit mit ihrem Pendant in der Hauptstadt. Zwei wissenschaftliche und technische Kompetenzen, die auch den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS ermöglichten.

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Quelle: Universität Bern.

28. Januar 2022 – Die Atmosphäre der Erde ist keine einheitliche Hülle, sondern besteht aus verschiedenen Schichten, die jeweils charakteristische Eigenschaften haben. Die unterste Schicht, die sich vom Meeresspiegel bis zu den höchsten Berggipfeln erstreckt – die Troposphäre – enthält etwa den meisten Wasserdampf und ist somit die Schicht, in der die meisten Wetterphänomene auftreten. Die darüber liegende Schicht – die Stratosphäre – enthält die berühmte Ozonschicht, die uns vor der schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne schützt.

In einer neuen Studie, die soeben in der Fachzeitschrift Nature Astronomy erschienen ist, zeigt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Lund erstmals, dass auch die Atmosphäre eines der extremsten bekannten Planeten ähnlich ausgeprägte Schichten aufweisen könnte – wenn auch mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften.

Ein exotischer Cocktail als Atmosphäre
WASP-189b ist ein Planet außerhalb unseres eigenen Sonnensystems, der 322 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Umfangreiche Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop CHEOPS im Jahr 2020 ergaben unter anderem, dass der Planet 20-mal näher an seinem Wirtsstern ist als die Erde an der Sonne und eine Tagestemperatur von 3.200 Grad Celsius aufweist. Neuere Untersuchungen mit dem HARPS-Spektrographen am La Silla-Observatorium in Chile ermöglichten den Forschenden nun erstmals einen genaueren Blick auf die Atmosphäre des jupiterähnlichen Planeten.

«Wir haben das die Atmosphäre des Planeten durchdringende Licht des Wirtssterns gemessen. Dabei absorbieren Gase in seiner Atmosphäre einen Teil des Sternenlichts, ähnlich wie Ozon einen Teil des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre absorbiert, und hinterlassen so ihren charakteristischen ‘Fingerabdruck’. Mit Hilfe von HARPS konnten wir die entsprechenden Stoffe der Atmosphäre identifizieren», erklärt die Hauptautorin der Studie und Doktorandin an der Universität Lund, Bibiana Prinoth. Die Gase, die ihren Fingerabdruck in der Atmosphäre von WASP-189b hinterlassen haben, enthielten nach Angaben der Forschenden unter anderem Eisen, Chrom, Vanadium, Magnesium und Mangan.

Eine «Ozonschicht» auf einem glühend heißen Planeten?
Eine besonders interessante Substanz, die das Team fand, ist ein titanhaltiges Gas: Titanoxid. Während Titanoxid auf der Erde sehr selten ist, könnte es in der Atmosphäre von WASP-189b eine wichtige Rolle spielen – ähnlich derjenigen von Ozon in der Erdatmosphäre. «Titanoxid absorbiert kurzwellige Strahlung, wie etwa ultraviolette Strahlung. Seine Entdeckung könnte daher auf eine Schicht in der Atmosphäre von WASP-189b hinweisen, die ähnlich wie die Ozonschicht auf der Erde mit der Sterneneinstrahlung interagiert», erklärt Studien-Koautor Kevin Heng, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Mitglied des NFS PlanetS.

Tatsächlich fanden die Forschenden Hinweise auf eine solche und andere Schichten auf dem ultraheißen, jupiterähnlichen Planeten. «In unserer Analyse sahen wir, dass die ‘Fingerabdrücke’ der verschiedenen Gase im Vergleich zu unserer Erwartung leicht verändert waren. Wir glauben, dass starke Winde und andere Prozesse diese Veränderungen hervorrufen könnten. Und da die Fingerabdrücke der verschiedenen Gase auf unterschiedliche Weise verändert wurden, deutet dies unserer Meinung nach darauf hin, dass sie in verschiedenen Schichten vorkommen – ähnlich wie die Fingerabdrücke von Wasserdampf und Ozon auf der Erde aus der Ferne unterschiedlich verändert erscheinen würden, weil sie meist in verschiedenen atmosphärischen Schichten vorkommen», erklärt Prinoth. Diese Ergebnisse könnten die Art und Weise verändern, wie Exoplaneten erforscht werden.

Eine andere Art, Exoplaneten zu betrachten
«In der Vergangenheit sind Astronominnen und Astronomen oft davon ausgegangen, dass die Atmosphären von Exoplaneten als eine einheitliche Schicht existieren und haben versucht, sie als solche zu verstehen. Unsere Ergebnisse zeigen aber, dass auch die Atmosphären von intensiv bestrahlten Gasriesenplaneten komplexe dreidimensionale Strukturen aufweisen», betont der Mitautor der Studie und Dozent an der Universität Lund Jens Hoeijmakers.

«Wir sind davon überzeugt, dass wir die dreidimensionale Beschaffenheit der Atmosphären berücksichtigen müssen, um diese und andere Planetentypen – auch solche, die der Erde ähnlicher sind – vollständig verstehen zu können. Dies erfordert Innovationen bei den Datenanalysetechniken, der Computermodellierung und der grundlegenden Atmosphärentheorie“, so Kevin Heng abschließend.

Angaben zur Publikation:
Titanium oxide and chemical inhomogeneity in the atmosphere of the exoplanet WASP-189 by B. Prinoth et al. (2022), Nature Astronomy. DOI : 10.1038/s41550-021-01581-z https://www.nature.com/articles/s41550-021-01581-z

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Quelle: Universität Bern.

11. Januar 2022 – An Küsten bestimmen die Gezeiten den Rhythmus des Geschehens. Bei Ebbe bleiben Boote auf dem Land sitzen, bei Flut wird der Weg aufs Meer für sie wieder frei. Erzeugt werden die Gezeiten auf der Erde in erster Linie durch den Mond. Seine Anziehungskraft bewirkt in der darunterliegenden Ozeanregion eine Anhäufung von Wasser – den Flutberg –, welches dann in umliegenden Regionen fehlt und so die Ebbe ausmacht. Obwohl diese Verformung des Ozeans vielerorts markante Pegelunterschiede ausmacht, ist sie vom Weltraum aus kaum erkennbar.

Auf dem Planeten WASP-103b sind die Gezeiten sehr viel extremer. Der Planet umkreist seinen Stern in nur einem Tag und wird durch die starken Gezeiten so sehr verformt, dass seine Erscheinung an einen Rugbyball erinnert. Dies zeigt eine neue Studie mit Beteiligung von Forschenden der Universitäten Bern und Genf sowie dem Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS, die heute in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde. Diese Erkenntnis wurde möglich dank Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop CHEOPS. CHEOPS ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Schweiz, unter der Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf.

Eine bahnbrechende Messung
Der Planet WASP-103b befindet sich im Sternbild Herkules, ist fast doppelt so groß ist wie Jupiter, hat seine eineinhalbfache Masse und ist seinem Stern etwa fünfzigmal näher als die Erde der Sonne. «Wegen seiner großen Nähe zu seinem Stern hatten wir bereits vermutet, dass auf dem Planeten sehr große Gezeiten verursacht werden. Nachweisen konnten wir das bisher jedoch nicht», erklärt Studienmitautor Yann Alibert, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Mitglied des NFS PlanetS.

Zwar hatten bereits das ESA/NASA Hubble-Weltraumteleskop und auch das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA den Planeten beobachtet. Kombiniert mit der hohen Präzision und flexiblen Ausrichtung von CHEOPS, ermöglichten diese Beobachtungen den Forschenden, das winzige Signal der Gezeitendeformation des Lichtjahre entfernten Planeten zu messen. Dabei machten sie sich zunutze, dass der Planet das Licht des Sterns jeweils etwas abdunkelt, wenn er davor vorbeizieht. «Nachdem wir mehrere solche sogenannten ‘Transits’ beobachtet hatten, waren wir in der Lage die Verformung zu messen. Es ist unglaublich, dass uns dies gelungen ist – es das erste Mal, dass eine solche Analyse durchgeführt wurde», berichtet Mitautor der Studie Babatunde Akinsanmi, der an der Universität Genf forscht und dem NFS PlanetS angegliedert ist.

Der Planet ist aufgebläht
Die Ergebnisse der Forschenden lassen nicht nur Rückschlüsse auf die Form des Planeten zu, sondern auch auf sein Inneres. Denn das Team konnte aus der Transitlichtkurve von WASP-103b auch einen Parameter – die sogenannte «Love-Zahl», benannt nach dem britischen Mathematiker Augustus E. H. Love – ableiten. Dieser gibt an, wie die Masse innerhalb des Planeten verteilt ist und gibt damit auch Hinweise auf die innere Struktur. «Der Widerstand eines Materials gegen Verformung hängt von seiner Zusammensetzung ab», erklärt Akinsanmi. «Die Gezeiten auf der Erde können wir nur in den Ozeanen sehen. Der felsige Teil bewegt sich nicht so stark. Indem wir messen, wie stark der Planet verformt ist, können wir deshalb feststellen, wie viel von ihm aus Gestein, Gas oder Wasser besteht».

Die Love-Zahl von WASP-103b ist ähnlich jener des Jupiters, dem Gasriesen unseres Sonnensystems, was darauf schliessen lässt, dass die innere Struktur ähnlich ist – obwohl WASP- 103b den doppelten Radius hat. «Im Prinzip würden wir erwarten, dass ein Planet mit der 1,5-fachen Masse des Jupiters in etwa die gleiche Größe hat. Daher muss WASP-103b aufgrund der Erwärmung durch seinen Stern und vielleicht auch durch andere Mechanismen stark aufgebläht sein», sagt Co-Autorin der Studie Monika Lendl, Professorin für Astronomie an der Universität Genf und Mitglied des NFS PlanetS.

Da die Messunsicherheit bei der Love-Zahl allerdings noch recht hoch ist, werden künftige Beobachtungen mit CHEOPS und dem James-Webb-Weltraumteleskop nötig sein, um die Details der Gezeitenverformung und inneren Struktur von WASP-103b und vergleichbarer Exoplaneten zu entschlüsseln. «Das würde unser Verständnis dieser sogenannten ‘heissen Jupiter’ verbessern und einen besseren Vergleich zwischen diesen und Riesenplaneten im Sonnensystem ermöglichen», so Lendl abschließend.

Angaben zur Publikation:
Cheops reveals the tidal deformation of WASP-103b’ by S.C.C. Barros et al. (2021) is published in Astronomy & Astrophysics. DOI: Detection of the tidal deformation of WASP-103b at 3 σ with CHEOPS

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Quelle: Universität Bern.

14. Dezember 2021 – Seit seinem Start vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana am 18. Dezember 2019 hat das CHEOPS-Teleskop in der Erdumlaufbahn seine Funktionalität und Präzision über alle Erwartungen hinaus bewiesen. Dass es jemals so weit kommen würde, war nie gewiss und wäre aufgrund der Corona-Virus-Pandemie fast verunmöglicht worden.

Ein wichtiger Bestandteil der europäischen Astronomie
«Wir hatten großes Glück, dass alles so reibungslos verlief. Nach Jahren der Vorbereitung, der Konstruktion und der Tests ist es erstaunlich, wenn man bedenkt, dass, wenn sich der Start nur um zwei Wochen verzögert hätte, alles ganz anders hätte laufen können», erinnert sich Willy Benz, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Leiter des CHEOPS-Konsortiums. Aufgrund der Pandemie war der Zugang zum Operationszentrum sehr eingeschränkt. Glücklicherweise konnten kurz bevor große Teile Europas in den Shutdown gingen alle notwendigen Kontrollen abgeschlossen werden. So konnte das Teleskop in einem automatisierten Betriebsmodus laufen. Das ermöglichte es den Forschenden, die mit CHEOPS arbeiteten, das Instrument aus der Ferne zu bedienen und so alle Beobachtungsdaten zu sammeln, die sie für ihre Forschung benötigten – und das taten sie sehr fleißig.

Bisher hatten fast 100 Forschende aus 40 Institutionen verteilt über den ganzen Kontinent die Möglichkeit, von den einzigartigen Eigenschaften von CHEOPS zu profitieren. Dies hat zu beeindruckenden Forschungsergebnissen geführt, die in fast 30 wissenschaftlichen Artikeln veröffentlicht wurden. Dazu zählen etwa die Charakterisierung glühend heiser Planetenatmosphären, in denen Eisen verdampft, die Entdeckung von Planetensystemen, die ihren Stern in nahezu perfekter Harmonie umkreisen, oder die Messung der Struktur von eisigen Supererden. «CHEOPS hat seine Flexibilität, Zuverlässigkeit und hohe Präzision wiederholt unter Beweis gestellt – zum Beispiel, indem es Details von Planeten und Planetensystemen aufgedeckt hat, die anderen Instrumenten, wie dem Transiting Exoplanets Survey Satellite (TESS) der NASA, verborgen blieben», sagt Missionswissenschaftler David Ehrenreich, der auch Professor für Astronomie an der Universität Genf ist.

Eine wertvolle Anlage für die Zukunft
Die Fähigkeiten von CHEOPS könnten der wissenschaftlichen Gemeinschaft auch trotz des Starts der nächsten Generation von Instrumenten – wie etwa dem James Webb Space Telescope (JWST) der NASA – weiterhin wichtige Dienste erweisen. «Wir sind davon überzeugt, dass CHEOPS mit seiner hohen Präzision und Flexibilität als Brücke zwischen Instrumenten wie TESS und das JWST dienen könnte, da das JWST präzise Informationen über potenziell interessante Beobachtungsziele benötigt. Während TESS viele Ziele aufspüren kann, kann CHEOPS helfen, die vielversprechendsten herauszufiltern und so den Betrieb des 10-Milliarden-Dollar-Instruments JWST zu optimieren», betont Willy Benz

«Wir hoffen auch, dass wir durch wissenschaftliche Fortschritte die Forschungsschwerpunkte von CHEOPS erweitern können, um etwa die atmosphärischen Zirkulationen und Wolken auf Exoplaneten zu untersuchen oder den ersten Mond um einen Exoplaneten zu entdecken», ergänzt David Ehrenreich. Ob diese Ziele erreichbar sein werden, hängt auch von der Entscheidung der ESA ab, die im kommenden Herbst auslaufende Betriebszeit von CHEOPS bis 2025 zu verlängern. Auf jeden Fall steht dem «Schweizer» Teleskop im All ein spannendes Jahr bevor.

CHEOPS – Auf der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Planeten
Die CHEOPS-Mission (CHaracterising ExOPlanet Satellite) ist die erste der neu geschaffenen «S- class missions» der ESA – Missionen der kleinen Klasse mit einem Budget, das kleiner ist als das von großen und mittleren Missionen, und mit einer kürzeren Zeitspanne von Projektbeginn bis zum Start. CHEOPS widmet sich der Charakterisierung von Exoplaneten-Transiten. Dabei misst CHEOPS die Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor diesem Stern vorbeizieht. Aus diesem Messwert lässt sich die Größe des Planeten ableiten und mit bereits vorhandenen Daten daraus die Dichte bestimmen. So erhält man wichtige Informationen über diese Planeten – zum Beispiel, ob sie überwiegend felsig sind, aus Gasen bestehen oder ob sich auf ihnen tiefe Ozeane befinden. Dies wiederum ist ein wichtiger Schritt, um zu bestimmen ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

CHEOPS wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der ESA und der Schweiz entwickelt. Unter der Leitung der Universität Bern und der ESA war ein Konsortium mit mehr als hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Ingenieurinnen und Ingenieuren aus elf europäischen Nationen während fünf Jahren am Bau des Satelliten beteiligt. CHEOPS hat am Mittwoch, 18. Dezember 2019 an Bord einer Sojus-Fregat-Rakete vom Europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch-Guyana, seine Reise ins Weltall angetreten. Seither umkreist CHEOPS die Erde innerhalb von ungefähr anderthalb Stunden in einer Höhe von 700 Kilometer entlang der Tag-Nacht-Grenze. Der Bund beteiligt sich am CHEOPS-Teleskop im Rahmen des PRODEX-Programms (PROgramme de Développement d’EXpériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Über dieses Programm können national Beiträge für Wissenschaftsmissionen durch Projektteams aus Forschung und Industrie entwickelt und gebaut werden. Dieser Wissens- und Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Industrie verschafft dem Werkplatz Schweiz letztlich auch einen strukturellen Wettbewerbsvorteil – und er ermöglicht, dass Technologien, Verfahren und Produkte in andere Märkte einfließen und so einen Mehrwert für unsere Wirtschaft erbringen.

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Quelle: Universität Bern.

Sogenannte Fotobomben – wenn ein Objekt oder eine Person während der Aufnahme eines Fotos unerwartet in das Sichtfeld der Kamera gerät – passieren jeden Tag. Manchmal ist es ein Bekannter, ein anderes Mal eine Fremde oder vielleicht ein Vogel. Selten jedoch ist es ein ganzer Planet. Doch genau das passierte, als das von der Schweiz geleitete Weltraumteleskop CHEOPS Bilder von einem 50 Lichtjahre entfernten Planetensystem aufnahm.

Ein Planet wie kein anderer
Das Planetensystem befindet sich im Sternbild Lupus (lateinisch für Wolf), um einen Stern namens Nu2 Lupi, der mit bloßem Auge sichtbar ist (allerdings nicht von der Schweiz aus). Im Jahr 2019 gaben Schweizer Astronomen die Entdeckung von drei Exoplaneten um diesen hellen, sonnenähnlichen Stern bekannt. Die drei Exoplaneten haben Massen zwischen denen von Erde und Neptun (17-mal jene der Erde) und brauchen 12, 28 und 107 Tage, um ihren Mutterstern zu umkreisen. «Was diese Exoplaneten wirklich herausragend macht, ist, dass wir sie direkt vor ihrem Stern vorbeiziehen sehen können; man spricht von einem ‚Transit’», sagt Yann Alibert, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Mitautor der Studie, die soeben in der Fachzeitschrift Nature Astronomy publiziert wurde. «Das wussten wir bereits über die beiden inneren Planeten, was uns dazu veranlasste, CHEOPS überhaupt auf das System zu richten. Der dritte Planet ist jedoch ziemlich weit vom Stern entfernt, seinen Transit hatte niemand erwartet», ergänzt Alibert. Je weiter der Planet von seinem Stern entfernt ist, desto unwahrscheinlicher ist nämlich ein Transit.

Es ist das erste Mal, dass ein Exoplanet mit einer Umlaufzeit von über 100 Tagen – was einer Entfernung vom Stern entspricht, die irgendwo zwischen der von Merkur und Venus von der Sonne liegt – entdeckt wurde, der einen Stern kreuzt, der hell genug ist, um mit bloßem Auge sichtbar zu sein.

«Aufgrund seiner relativ langen Umlaufzeit ist die Menge an stellarer Strahlung, die den Planeten erreicht, im Vergleich zu vielen anderen entdeckten Exoplaneten mild. Je weniger Strahlung ein Planet erhält, desto weniger verändert er sich im Laufe der Zeit. Daher könnte ein Planet mit einer langen Periode mehr Informationen über seine Entstehung bewahrt haben», sagt David Ehrenreich, Professor an der Universität Genf und Missionswissenschaftler von CHEOPS, der an der Studie mitbeteiligt war. Doch die wenigen solchen Exoplaneten, die Astronominnen und Astronomen bisher gefunden hatten, umkreisten schwach strahlende Sterne. Mit anderen Worten: Wenig von ihrem Licht erreicht die Erde und macht sie daher schwer zu untersuchen. Nicht so dieses Mal: «Da sein heller Wirtsstern recht nahe bei uns ist, lässt er sich leichter untersuchen. Das macht ihn zu einem beispiellosen Ziel für zukünftige Studien», ergänzt Ehrenreich.

Weitere Erkenntnisse von anderen Teleskopen
Die hochpräzisen Messungen von CHEOPS zeigen, dass der dritte Planet, nu2 Lupi d genannt, etwa 2,5-mal so groß ist wie die Erde und fast 9-mal so schwer. Durch die Kombination dieser Messungen mit Archivdaten von anderen Observatorien und numerischen Modellen, die von der Universität Bern entwickelt wurden, konnte Laetitia Delrez, Gastforscherin an der Universität Genf und Hauptautorin der Studie, die Dichte und Zusammensetzung des Planeten und seiner Nachbarn genau charakterisieren. «Der innerste Planet ist hauptsächlich felsig, während die beiden äußeren von Hüllen aus Wasserstoff- und Heliumgasen umhüllt zu sein scheinen, unter denen sie große Mengen an Wasser enthalten», erklärt Delrez. Dies ist weit mehr Wasser, als die Erde hat: Ein Viertel der Masse jedes Planeten besteht aus Wasser, verglichen mit weniger als 0,1% im Falle der Erde. Dieses Wasser ist jedoch nicht flüssig, sondern liegt in Form von Hochdruckeis oder Hochtemperaturdampf vor, was die Planeten unbewohnbar macht. Doch diese Erkenntnisse könnten nur der Anfang sein.

«Jetzt, da wir entdeckt haben, dass alle drei Planeten Transite zeigen und ihre Eigenschaften genau gemessen haben, ist der nächste Schritt, sie mit größeren und leistungsfähigeren Instrumenten als CHEOPS zu untersuchen. Wie dem Hubble-Weltraumteleskop oder seinem Nachfolger, dem James Webb-Weltraumteleskop. Sie könnten weitere Details aufdecken, etwa die Zusammensetzung der Atmosphäre», sagt Ehrenreich. Angesichts seiner Gesamteigenschaften und seiner Umlaufbahn wird Planet d das Aushängeschild für Exoplaneten mit einer Atmosphäre von milder Temperatur um einen sonnenähnlichen Stern werden.

Publikation:
L. Delrez et al.: Transit detection of the long-period volatile-rich super-Earth ν2 Lupi d with CHEOPS, Nature Astronomy.

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• Exoplaneten

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Quelle: Stiftung Planetarium Berlin.

Für Jahrtausende glaubte die Menschheit, die Erde stünde im Mittelpunkt des Universums. Heute wissen wir: Unsere Sonne ist nur ein gewöhnlicher Stern unter hunderten Milliarden von Sternen in unserer Milchstraße. Am Freitag, 30. April 2021, um 19 Uhr blickt die Stiftung Planetarium Berlin (SPB) im Livestream »Wir sind nicht allein #4« gemeinsam mit Prof. Dr. Heike Rauer und Dr. Monika Lendl auf die aktuell spannendsten Fragen der Exoplanetenforschung. Der Abend bildet den Abschluss einer mehrteiligen Online-Serie über unser Sonnensystem und mögliches Leben im All auf dem YouTube-Kanal der Stiftung.

In einem Expertinnengespräch mit Prof. Dr. Heike Rauer, Leiterin des Instituts für Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt, und Dr. Monika Lendl von der Universität Genf erhalten wir Einblicke in die Arbeit herausragender Wissenschaftler*innen der Exoplanetenforschung (ESA-Weltraumteleskope CHEOPS und PLATO). Beide forschen zu extrasolaren Planeten und möglichen Spuren von Leben. In der abschließenden Diskussion beantworten wir ausgewählte Fragen der Zuschauer*innen aus dem Live-Chat.

Gäste: Prof. Dr. Heike Rauer des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und Dr. Monika Lendl (CHEOPS)
Moderation: Tim Florian Horn (SPB), Kristin Linde (SPB) & Marc Horat (Verkehrshaus Schweiz)
Beginn: 19 Uhr | 60 min | ab 10 Jahre
Link zum Livestream: https://youtu.be/jqxJjzNu_1s
Die Veranstaltung läuft im Rahmen unseres Jahresthemas #wirsindnichtallein.

Prof. Dr. Heike Rauer
Seit 1997 arbeitet Prof. Dr. Heike Rauer als Physikerin in der Planetenforschung und ist seit 2017 Direktorin des DLR-Instituts für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Ihr Forschungsschwerpunkt ist die Suche und Charakterisierung von Exoplaneten durch die Transitmethode. Sie beschäftigt sich außerdem mit der Modellierung und Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten. Ihr Ziel ist es, Exoplaneten besser zu klassifizieren, um in Zukunft möglicherweise Spuren von Leben nachweisen zu können. Sie leitet das Instrumentenkonsortium für das ESA-Weltraumteleskop PLATO, das ab 2026 in der Milchstraße nach insbesondere erdähnlichen Planeten suchen wird.

Dr. Monika Lendl
Die Astrophysikerin Dr. Monika Lendl ist angehende Professorin für Astronomie an der Universität Genf und arbeitet seit 2017 unter anderem im Wissenschaftsteam des ESA-Weltraumteleskops CHEOPS, das seit 2019 Exoplaneten untersucht. Ihr Forschungsschwerpunkt ist die Untersuchung und Charakte-risierung der Atmosphären von Exoplaneten.

Stiftung Planetarium Berlin
Die Stiftung Planetarium Berlin (SPB) ist eine Stiftung öffentlichen Rechts. Träger ist das Land Berlin –Zuständigkeit: Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie. Die Stiftung besteht seit 1. Juli 2016 und umfasst drei Standorte: die Archenhold-Sternwarte in Treptow, das Planetarium am Insulaner mit Wilhelm-Foerster-Sternwarte in Schöneberg und das Zeiss-Großplanetarium in Prenzlauer Berg. Die Häuser der Stiftung sind moderne Brücken zum Kosmos, stehen technisch sowie inhaltlich an internationaler Spitze und bilden eine essentielle Größe im Bildungs- und Kulturangebot Berlins.

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Quelle: ESA.

25. Januar 2021 – Die ESA-Exoplaneten-Mission Cheops hat ein einzigartiges Planetensystem mit der Bezeichnung TOI-178 entdeckt. Dieses besteht aus sechs Exoplaneten, von denen sich fünf in einem seltenen rhythmischen Tanz um ihr Zentralgestirn bewegen. Die Größe und Masse dieser Planeten folgt allerdings keinem derart geordneten Muster. Dieser Fund stellt die derzeitigen Theorien zur Planetenentstehung infrage.

Die zunehmende Entdeckung von Planetensystemen, die sich von unserem Sonnensystem stark unterscheiden, verbessert unser Verständnis über die Planetenentstehung und -entwicklung fortwährend. Das Planetensystem TOI-178, das gut 200 Lichtjahre entfernt im Sternbild des Bildhauers liegt, dient hierfür als eindrucksvolles Beispiel.

Nach Beobachtungen des Planetensystems mit dem NASA-Weltraumteleskop TESS, kurz für Transiting Exoplanet Survey Satellite, gingen Astronominnen und Astronomen bereits davon aus, dass sie dort zwei oder mehr Exoplaneten finden würden. Neue, hochpräzise Daten des 2019 ins All gestarteten ESA-Weltraumteleskops Cheops,kurz für Characterising Exoplanet Satellite, zeigen nun, dass TOI-178 mindestens sechs Planeten umfasst und dass dieses ferne Sonnensystem außergewöhnlich aufgebaut ist. Das Team um Adrien Leleu von der Universität Genf und der Universität Bern hat seine Ergebnisse heute in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Eine der Besonderheiten des TOI-178-Systems, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Cheops aufdecken konnten, ist, dass die Planeten – mit Ausnahme desjenigen, der dem Stern am nächsten ist – einem rhythmischen Tanz folgen, während sie sich auf ihren Bahnen bewegen. Dieses Phänomen wird als Bahnresonanz bezeichnet: Die Planeten folgen in ihrem Weg um den Stern herum sich stetig wiederholenden Mustern, und alle paar Orbits ordnen sie sich in einer Linie an.

Eine ähnliche Bahnresonanz wurde bei den drei Jupitermonden Io, Europa und Ganymed beobachtet. In der Zeit, in der Ganymed einen Orbit schafft, durchläuft Europa zwei Orbits und Io vier, deshalb ist hier von einem 4:2:1-Muster die Rede.

Im System TOI-178 ist die Resonanzbewegung weitaus komplexer, da fünf Planeten involviert sind. Diese folgen einem 18:9:6:4:3-Muster: Während der zweite Planet vom Stern aus betrachtet 18 Orbits durchläuft, absolviert der dritte Planet, der zweite im Muster, neun Orbits und so weiter.

Anfangs fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nur vier Planeten in der Bahnresonanz. Als sie jedoch dem Muster folgten, berechneten sie, dass das System noch einen weiteren Planeten umfassen müsste -der vierte im Muster und damit der fünfte Planet vom Stern aus gesehen.

„Wir prognostizierten seine Bahn sehr genau, indem wir annahmen, dass er sich in Resonanz mit den anderen Planeten bewegte“, erklärt Leleu. Eine zusätzliche Beobachtung mit Cheops bestätigte, dass sich der vermutete Planet tatsächlich im prognostizierten Orbit bewegte.“

Nachdem sie diese seltenen orbitalen Anordnungen entdeckt hatten, wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob die Dichte der Planeten,also ihre Größe und Masse, einem ebenso geordneten Muster folgt. Für diese Untersuchungen kombinierten Leleu und sein Team Cheops-Daten mit denen aus Beobachtungen von bodenbasierten Teleskopen der Europäischen Südsternwarte im Paranal-Observatorium in Chile.

Doch während die Planeten im TOI-178-System ihren Stern in einer sehr geordneten Weise umkreisen, geht es bei ihren Dichten chaotischer zu.

Einer der Exoplaneten ähnelt von der Dichte der Erde, während sein Nachbar von ähnlicher Größe eine viel geringere Dichte aufweist und damit an einen Mini-Jupiter erinnert. Der nächste Nachbar weist ähnliche Eigenschaften wie der Neptun auf.

„Das hatten wir nicht erwartet“, sagt Leleu. „Solch einen Aufbau beobachten wir zum ersten Mal in einem Planetensystem. Uns sind wenige Systeme bekannt, in denen die Planeten in so einer rhythmischen Resonanz unterwegs sind, doch bei denen nimmt die Dichte der Planeten allmählich ab, je weiter sie vom Stern entfernt sind. Der Theorie nach hätten wir also genau das erwartet.“

Normalerweise könnten katastrophale Ereignisse wie Rieseneinschläge große Schwankungen in der Planetendichte erklären, aber das TOI-178-System wäre dann nicht auf diese Weise geordnet.

„Die Bahnen in diesem System sind sehr gut geordnet, was uns sagt, dass sich dieses System seit seiner Geburt recht sanft entwickelt hat“, erklärt Co-Autor Yann Alibert von der Universität Bern.

Die Aufdeckung der komplexen Architektur des TOI-178-Systems, die aktuelle Theorien zur Planetenentstehung in Frage stellt, wurde dank der fast 12-tägigen Beobachtungen mit Cheops möglich. (elf Tage durchgehende Beobachtung sowie zwei kürzere Beobachtungen).

„Die Lösung dieses aufregenden Rätsels erforderte einiges an Planungsaufwand, insbesondere die Planung der 11-tägigen Dauerbeobachtung, die notwendig war, um die Signaturen der verschiedenen Planeten einzufangen“, sagt Kate Isaak, Cheops-Projektwissenschaftlerin bei der ESA. „Diese Studie hebt wunderbar hervor, was ein potenzieller Cheops-Nachfolger leisten könnte – nämlich nicht nur bereits bekannte Planeten besser zu charakterisieren, sondern auch neue aufzuspüren und zu bestätigen.“

Leleu und sein Team wollen Cheops weiter nutzen, um das TOI-System noch eingehender zu untersuchen.

„Wir könnten mehr Planeten in der habitablen Zone entdecken – wo sich flüssiges Wasser auf der Planetenoberfläche befinden könnte –, die jenseits der Orbits der Planeten, die wir bisher entdeckt haben, anfängt“, so Leleu weiter. „Außerdem möchten wir herausfinden, was mit dem innersten Planeten, der sich nicht in Resonanz mit den anderen befindet, geschehen ist. Wir vermuten, dass er wegen Gezeitenkräften aus dieser Resonanz herausgefallen ist.“

Astronomen werden Cheops nutzen, um Hunderte bekannter Exoplaneten, die um helle Sterne kreisen, zu untersuchen.

„Cheops wird nicht nur unser Wissen über die Entstehung von Exoplaneten verbessern, sondern auch über die Entstehung unseres Planeten und des Sonnensystems“, fügt Isaak hinzu.

Publikation:
„Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178“ von A. Leleu et al. erscheint in Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051/0004-6361/202039767

Mehr über Cheops:
Cheops ist eine in Partnerschaft mit der Schweiz entwickelte ESA-Mission, mit einem von der Universität Bern geführten Konsortium und wichtigen Beiträgen aus Österreich, Belgien, Frankreich, Deutschland, Ungarn, Italien, Portugal, Schweden und Großbritannien.

Die ESA ist die Architektin der Cheops-Mission und zeichnet verantwortlich für die Beschaffung und das Testen des Satelliten, den Start und die frühe Operationsphase, die Inbetriebnahme im Orbit sowie das Gastbeobachterprogramm, über das sich Wissenschaftler weltweit für Beobachtungen mit Cheops bewerben können. Das von der Schweiz geführte Konsortium aus elf ESA-Mitgliedsstaaten hat wesentliche Elemente der Mission zur Verfügung gestellt. Der Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und den Bau des Raumfahrzeuges ist Airbus Defence and Space in Madrid, Spanien.

Das Cheops-Missionskonsortium betreibt das Missionsoperationszentrum am INTA in Torrejón de Ardoz bei Madrid, Spanien, und das Wissenschaftsoperationszentrum an der Universität Genf, Schweiz.

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• ESO: Exoplaneten mit rhythmischer Bewegung (25. Januar 2021)

Der Beitrag Cheops entdeckt einzigartiges Planetensystem erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESON.

Mit einer Reihe von Teleskopen, darunter das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO), haben Astronomen ein System aus sechs Exoplaneten entdeckt, von denen fünf in einem ungewöhnlichen Rhythmus um ihren Zentralstern kreisen. Die Forscher sind überzeugt, dass das System wichtige Hinweise darauf liefern könnte, wie Planeten, einschließlich derer im Sonnensystem, entstehen und sich entwickeln.

Als das Team TOI-178, einen etwa 200 Lichtjahre entfernten Stern im Sternbild Sculptor, zum ersten Mal beobachtete, dachten sie, sie hätten zwei Planeten entdeckt, die ihn auf der gleichen Bahn umkreisen. Ein genauerer Blick offenbarte jedoch etwas ganz anderes. „Durch weitere Beobachtungen erkannten wir, dass es sich nicht um zwei Planeten handelt, die den Stern in etwa gleichem Abstand umkreisen, sondern um mehrere Planeten in einer ganz speziellen Konfiguration“, sagt Adrien Leleu von der Universität Genf und der Universität Bern, Schweiz, der eine neue Studie des Systems leitete, die heute in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde.

Die neuen Forschungen haben ergeben, dass das System sechs Exoplaneten aufweist und dass alle außer demjenigen, der dem Stern am nächsten ist, in einem rhythmischen Tanz gefangen sind, während sie sich ihren Bahnen bewegen. Mit anderen Worten: Sie befinden sich in Resonanz. Das bedeutet, dass es ein Muster gibt, das sich wiederholt, während die Planeten um den Stern kreisen, wobei sich einige Planeten alle paar Umläufe aneinander ausrichten. Eine ähnliche Resonanz wird auch bei den Bahnen von drei Jupitermonden beobachtet: Io, Europa und Ganymed. Io, der dem Jupiter am nächsten gelegene der drei Monde, absolviert für jeden Orbit, den der am weitesten entfernte Ganymed macht, vier volle Umläufe um Jupiter, und für jeden Orbit, den Europa macht, zwei volle Umläufe.

Die fünf äußeren Exoplaneten des TOI-178-Systems folgen einer viel komplexeren Resonanzkette, einer der längsten, die bisher in einem Planetensystem entdeckt wurde. Während sich die drei Jupitermonde in einer 4:2:1-Resonanz befinden, folgen die fünf äußeren Planeten des TOI-178-Systems einer 18:9:6:4:3-Kette: Während der vom Stern aus gesehen zweite Planet (der erste in der Resonanzkette) 18 Umläufe vollzieht, absolviert der vom Stern aus gesehen dritte Planet (der zweite in der Kette) 9 Umläufe, und so weiter. Tatsächlich fanden die Wissenschaftler zunächst nur fünf Planeten in dem System, aber indem sie diesem Resonanzrhythmus folgten, berechneten sie, wo sich ein zusätzlicher Planet in seiner Umlaufbahn befinden würde, wenn sie das nächste Mal ein Zeitfenster zur Beobachtung des Systems hätten.

Dieser Tanz der resonierenden Planeten ist mehr als nur eine Bahnkuriosität, er liefert Hinweise auf die Vergangenheit des Systems. „Die Bahnen in diesem System sind sehr gut geordnet, was uns sagt, dass sich dieses System seit seiner Geburt recht sanft entwickelt hat“, erklärt Co-Autor Yann Alibert von der Universität Bern. Wäre das System früher in seinem Leben erheblich gestört worden, zum Beispiel durch einen riesigen Einschlag, hätte diese fragile Konfiguration der Bahnen nicht überlebt.

Unordnung im rhythmischen System
Doch auch wenn die Bahnkonfiguration sauber und geordnet ist, sind die Dichten der Planeten „viel ungeordneter“, sagt Nathan Hara von der Universität Genf, Schweiz, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. „Es scheint, dass es einen Planeten gibt, der so dicht ist wie die Erde, direkt neben einem sehr leichten Planeten mit der Hälfte der Dichte des Neptuns, gefolgt von einem Planeten mit der Dichte des Neptuns. Das ist nicht das, was wir gewohnt sind.“ In unserem Sonnensystem zum Beispiel sind die Planeten fein säuberlich angeordnet, mit den dichteren Gesteinsplaneten näher am Zentralstern und den lockerer strukturierten Gasplaneten mit geringer Dichte weiter draußen.

„Dieser Kontrast zwischen der rhythmischen Harmonie der Orbitalbewegung und den ungeordneten Dichten stellt unser Verständnis von der Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen sicherlich in Frage“, betont Leleu.

Kombinierte Techniken
Um die ungewöhnliche Architektur des Systems zu untersuchen, nutzte das Team Daten des CHEOPS-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zusammen mit dem bodengebundenen ESPRESSO-Instrument am VLT der ESO sowie NGTS und SPECULOOS, die sich beide am Paranal-Observatorium der ESO in Chile befinden. Da es extrem schwierig ist, Exoplaneten direkt mit Teleskopen zu entdecken, müssen sich die Astronomen stattdessen auf andere Techniken verlassen, um sie aufzuspüren. Die wichtigsten Methoden, die dabei zum Einsatz kommen, sind die Beobachtung von Transits – die Analyse des Lichts, das vom Zentralstern ausgesandt wird, der sich verdunkelt, wenn ein Exoplanet von der Erde aus gesehen vor ihm vorbeizieht – und Radialgeschwindigkeiten – die Beobachtung des Lichtspektrums des Sterns auf kleine Anzeichen von Verschiebungen, die auftreten, wenn sich die Exoplaneten auf ihren Bahnen bewegen. Das Team verwendete beide Methoden, um das System zu beobachten: CHEOPS, NGTS und SPECULOOS für die Transite und ESPRESSO für die Radialgeschwindigkeiten.

Durch die Kombination der beiden Techniken konnten die Astronomen wichtige Informationen über das System und seine Planeten sammeln, die ihren Zentralstern viel näher und viel schneller umkreisen als die Erde die Sonne umkreist. Der schnellste (der innerste Planet) vollendet eine Umlaufbahn in nur ein paar Tagen, während der langsamste etwa zehnmal so lange braucht. Die sechs Planeten sind etwa ein- bis dreimal so groß wie die Erde, während ihre Masse das 1,5- bis 30-fache der Erdmasse beträgt. Einige der Planeten bestehen aus Gestein, sind aber größer als die Erde und werden als Super-Erden bezeichnet. Andere sind Gasplaneten, wie die äußeren Planeten in unserem Sonnensystem, allerdings sind sie viel kleiner und werden Mini-Neptune genannt.

Obwohl keiner der sechs gefundenen Exoplaneten in der bewohnbaren Zone des Sterns liegt, vermuten die Forscher, dass sie durch die Weiterverfolgung der Resonanzkette weitere Planeten finden könnten, die in oder sehr nahe an dieser Zone existieren könnten. Das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, das noch in diesem Jahrzehnt in Betrieb genommen werden soll, wird in der Lage sein, Gesteinsplaneten in der bewohnbaren Zone eines Sterns direkt abzubilden und sogar ihre Atmosphären zu charakterisieren. Dies bietet die Möglichkeit, Systeme wie TOI-178 noch detaillierter zu erforschen.

Weitere Informationen
Diese Studie wurde in dem Artikel „Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178“ vorgestellt, der in Astronomy & Astrophysics erscheint.

Das Team besteht aus A. Leleu (Observatoire Astronomique de l’Université de Genève, Schweiz [UNIGE], Universität Bern, Schweiz [Bern]), Y. Alibert (Bern), N. C. Hara (UNIGE), M. J. Hooton (Bern), T. G. Wilson (Centre for Exoplanet Science, SUPA School of Physics and Astronomy, University of St Andrews, UK [St Andrews]), P. Robutel (IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, Frankreich [IMCCE]), J.- B Delisle (UNIGE), J. Laskar (IMCCE), S. Hoyer (Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM, Frankreich [AMU]), C. Lovis (UNIGE), E. M. Bryant (Department of Physics, University of Warwick, UK [Warwick], Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick [CEH]), E. Ducrot (Astrobiology Research Unit, Université de Liège, Belgien [Liège]), J. Cabrera (Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Berlin, Deutschland [Institut für Planetenforschung, DLR]), J. Acton (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, UK [Leicester]), V. Adibekyan (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA], Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto [CAUP]), R. Allart (UNIGE), C, Allende Prieto (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife [IAC], Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife [ULL]), R. Alonso (IAC, ULL), D. Alves (Camino El Observatorio 1515, Las Condes, Santiago, Chile), D. R Anderson (Warwick, CEH), D. Angerhausen (ETH Zürich, Institut für Teilchenphysik und Astrophysik), G. Anglada Escudé (Institut de Ciències de l’Espai [ICE, CSIC], Bellaterra, Spanien, Institut d’Estudis Espacials de Catalunya [IEEC], Barcelona, Spanien), J. Asquier (ESTEC, ESA, Noordwijk, die Niederlande [ESTEC]), D. Barrado (Depto. de Astrofísica, Centro de Astrobiologia [CSIC-INTA], Madrid, Spanien), S.C.C Barros (IA, Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto), W. Baumjohann (Institut für Weltraumforschung, Österreichische Akademie der Wissenschaften, Österreich), D. Bayliss (Warwick, CEH), M. Beck (UNIGE), T. Beck (Bern) A. Bekkelien (UNIGE), W. Benz (Bern, Center for Space and Habitability, Bern, Schweiz [CSH]), N. Billot (UNIGE), A. Bonfanti (IWF), X. Bonfils (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankreich), F. Bouchy (UNIGE), V. Bourrier (UNIGE), G. Boué (IMCCE), A. Brandeker (Department of Astronomy, Stockholm University, Sweden), C. Broeg (Bern), M. Buder (Institut für Optische Sensorsysteme, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)), A. Burdanov (Liège, Department of Earth, Atmospheric and Planetary Science, Massachusetts Institute of Technology, USA), M. R. Burleigh (Leicester), T. Bárczy (Admatis, Miskok, Hungary), A. C. Cameron (St Andrews), S. Chamberlain (Leicester), S. Charnoz (Université de Paris, Institut de physique du globe de Paris, CNRS, Frankreich), B. F. Cooke (Warwick, CEH), C. Corral Van Damme (ESTEC), A. C. M. Correia (CFisUC, Department of Physics, University of Coimbra, Portugal, IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, Frankreich), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Italien [INAF Trieste]), M. Damasso (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italien [INAF Torino]), M. B. Davies (Lund Observatory, Dept. of Astronomy and Theoretical Physics, Lund University, Schweden), M. Deluil (AMU), L. Delrez (AMU, Space sciences, Technologies and Astrophysics Research [STAR] Institute, Université de Liège, Belgien, UNIGE), O. D. S. Demangeon (IA), B.- O. Demory (CSH), P. Di Marcantonio (INAF Trieste), G. Di. Persio (INAF, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Roma, Italy), X. Dumusque (UNIGE), D. Ehrenreich (UNIGE), A. Erikson (Institut für Planetenforschung, DLR), P. Figueira (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, ESO Vitacura), A. Fortier (Bern, CSH), L. Fossato (Institut für Weltraumforschung, Österreichische Akademie der Wissenschaften, Graz, Österreich [IWF]), M. Fridlund (Leiden Observatory, University of Leiden, The Netherlands, Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Sweden [Chalmers]), D. Futyan (UNIGE), D. Gandolfi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino, Italy), A. García Muñoz (Zentrum für Astronomie und Astrophysik, Technische Universität Berlin, Deutschland), L. Garcia (Liège), S. Gill (Warwick, CEH), E. Gillen (Astronomy Unit, Queen Mary University of London, UK, Cavendish Laboratory, Cambridge, UK [Cavendish Laboratory]), M. Gillon (Lüttich), M. R. Goad (Leicester), J. I. González Hernández (IAC, ULL), M. Guedel (Universität Wien, Abteilung für Astrophysik, Österreich), M. N. Günther (Abteilung für Physik und Kavli Institut für Astrophysik und Weltraumforschung, Massachusetts Institute of Technology, USA), J. Haldemann (Bern), B. Henderson (Leicester), K. Heng (CSH), A. E. Hogan (Leicester), E. Jehin (STAR), J. S. Jenkins (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile, Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), Santiago, Chile), A. Jordán (Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez, Santiago, Chile, Millennium Institute for Astrophysics, Chile), L. Kiss (Konkoly Observatory, Research Centre for Astronomy and Earth Sciences, Budapest, Ungarn), M. H. Kristiansen (Brorfelde Observatory, Observator Gyldenkernes, Dänemark, DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark, Dänemark), K. Lam (Institute of Planetary Research, DLR), B. Lavie (UNIGE), A. Lecavelier des Etangs (Institut d’astrophysique de Paris, UMR7095 CNRS, Université Pierre & Marie Curie, Paris, Frankreich), M. Lendil (UNIGE), J. Lillo-Box (Depto. de Astrofísica, Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA),ESAC campus, Madrid, Spanien), G. Lo Curto (ESO Vitacura), D. Magrin (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italien [INAF Padova]), C. J. A. P. Martins (IA, CAUP), P. F. L. Maxted (Astrophysics Group, Keele University, UK), J. McCormac (Warwick), A. Mehner (ESO Vitacura), G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italien), P. Molaro (INAF Trieste, IFPU Trieste), M. Moyano (Instituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), C. A. Murray (Cavendish Laboratory), V. Nascimbeni (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Italien), N. J. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal), G. Olofsson (Department of Astronomy, Stockholm University, Sweden), H. P. Osborn (CSH, Department of Physics and Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, USA), M. Oshagh (IAC, ULL), R. Ottensamer (Institut für Astrophysik, Universität Wien, Österreich), I. Pagano (INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, Italien), E. Pallé (IAC, ULL), P. P. Pedersen (Cavendish Laboratory), F. A. Pepe (UNIGE), C.M. Persson (Chalmers), G. Peter (Institut für Optische Sensorsysteme, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Berlin, Deutschland), G. Piotto (INAF Padova, Dipartimento di Fisica e Astronomia „Galileo Galilei“, Università degli Studi di Padova, Italien), G. Polenta (Space Science Data Center, Roma, Italien), D. Pollacco (Warwick), E. Poretti (Fundación G. Galilei – INAF (Telescopio Nazionale Galileo), La Palma, Spanien, INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Italien), F. J. Pozuelos (Lüttich, STAR), F. Pozuelos (Lüttich, STAR), D. Queloz (UNIGE, Cavendish Laboratory), R. Ragazzoni (INAF Padova), N. Rando (ESTEC), F. Ratti (ESTEC), H. Rauer (Institut für Planetenforschung, DLR), L. Raynard (Leicester), R. Rebolo (IAC, ULL), C. Reimers (Abteilung für Astrophysik, Universität Wien, Österreich), I. Ribas (Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC), Spanien, Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), Barcelona, Spanien), N. C. Santos (IA, Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto), G. Scandariato (INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, Italien), J. Schneider (Observatorium Paris, Frankreich), D. Sebastian (School of Physics Astronomy, University of Birmingham, UK [Birmingham]), M. Sestovic (CSH), A. E. Simon (Bern), A. M. S. Smith (Institut für Planetenforschung, DLR), S. G. Sousa (IA), A. Sozzetti (INAF Torino), M. Steller (IWF), A. Suárez Mascareño (IAC, ULL), G. M. Szabó (ELTE Eötvös Loránd Universität, Gothard Astrophysical Observatory, Ungarn, MTA-ELTE Exoplanet Research Group, Ungarn), D Ségransan (UNIGE), N. Thomas (Bern), S. Thompson (Cavendish Laboratory), R. H. Tilbrook (Leicester), A. Triaud (Birmingham), S. Udry (UNIGE), V. Van Grootel (STAR), H. Venus (Institut für optische Sensorsysteme, DLR), F. Verrecchia (Space Science Data Center, ASI, Roma, Italien, INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Italien), J. I. Vines (Camino El Observatorio 1515, Santiago, Chile), N. A. Walton (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), R. G. West (Warwick, CEH), P. K. Wheatley (Warwick, CEH), D. Wolter (Institut für Planetenforschung, DLR), M. R. Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Madrid, Spanien).

Über die ESO
Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Die Organisation hat 16 Mitgliedsländer: Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Hinzu kommen das Gastland Chile und Australien als strategischer Partner. Die ESO führt ein ehrgeiziges Programm durch, das sich auf die Planung, den Bau und den Betrieb leistungsfähiger bodengebundener Beobachtungseinrichtungen konzentriert, die es Astronomen ermöglichen, wichtige wissenschaftliche Entdeckungen zu machen. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope (VLT) und das weltweit führende Very Large Telescope Interferometer sowie zwei Durchmusterungsteleskope: VISTA im Infrarotbereich und das VLT Survey Telescope (VST) für sichtbares Licht. Am Paranal wird die ESO zukünftig außerdem das Cherenkov Telescope Array South beherbergen und betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlenobservatorium der Welt. Die ESO ist zusätzlich einer der Hauptpartner bei zwei Projekten auf Chajnantor, APEX und ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das Extremely Large Telescope (ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

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Quelle: DLR.

Erste Messergebnisse des europäischen Weltraumteleskops CHEOPS zeigen, dass der Riesenplanet WASP-189b in 326 Lichtjahren Entfernung so heiß glüht wie ein kleiner Stern und sich im schnellen Umlauf um sein Zentralgestirn auf einer ungewöhnlichen Bahn über dessen Pole bewegt. Mit 3200 Grad Celsius ist er einer der heißesten Körper der über 4000 bekannten Exoplaneten. Die im vergangenen Jahr gestartete Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA zeigt höchste Präzision in der Charakterisierung extrasolarer Planeten. An CHEOPS beteiligte Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben an den Auswertungen mitgewirkt, die nun im Journal Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurden.

„Der Planet WASP-189b ist seit 2018 bekannt. Wegen seiner ungewöhnlichen Umlaufbahn nah am Zentralstern haben wir ihn mit CHEOPS sehr früh unter die Lupe genommen“, erklärt Szilárd Csizmadia vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Die genauen Messungen mit CHEOPS offenbaren jetzt seinen außergewöhnlichen Charakter: Es handelt sich um einen ultra-heißen Planeten, der fast den 1,6-fachen Durchmesser Jupiters aufweist und dessen Bahn um seinen Stern seltsam gekippt ist.“

Das Weltraumteleskop CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) wurde am 18. Dezember 2019 in einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 700 Kilometer Höhe über der Erde platziert. Seitdem beobachtet CHEOPS Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft, von denen man weiß, dass sie von Planeten umkreist werden. Es ist sozusagen der berühmte ‚zweite Blick‘ auf diese Exoplaneten: Durch die ultrapräzise Messung kann CHEOPS diese Planeten charakterisieren – und damit unser Verständnis von der Entstehung und Entwicklung planetarer Systeme extrem erweitern.

Die Planeten-Okkultation verriet die hohe Temperatur
CHEOPS misst Transitsignale mit höchster Genauigkeit, also den winzigen Lichtabfall, wenn ein Planet auf seiner Umlaufbahn vor seinem Stern vorüberzieht und dessen Licht minimal abschwächt. So war es möglich, nicht nur ein primäres Transitereignis von WASP-189b zu vermessen, nämlich dann, wenn der Planet in der Sichtlinie zwischen Beobachter und Stern vorbeizieht. CHEOPS konnte auch das sehr viel kleinere sekundäre Signal vermessen, wenn der Planet für den Beobachter hinter dem Stern verschwindet. Aus diesen extrem präzisen Messungen einer solchen Okkultation kann man die Temperatur des Planeten ableiten. Dabei stellte sich heraus, dass WASP-189b etwa 3200 Grad Celsius heiß ist, so heiß wie kaum ein anderer Exoplanet. Bei solchen Temperaturen schmelzen alle Gesteine und Metalle gehen in die Gasphase über. Zum Vergleich: Die Sonne hat an ihrer Oberfläche eine Temperatur von fast 6.000 Grad Celsius, kleine M-Zwergsterne jedoch zum Teil deutlich weniger als 3.000 Grad Celsius.

WASP-189b befindet sich mit etwa 7,5 Millionen Kilometern 20 Mal näher an seinem Stern als die Erde, die die Sonne in rund 150 Millionen Kilometern umkreist. Für einen Umlauf benötigt er nur 2,7 Tage. Der Stern, um den er sich bewegt, ist größer und mehr als 2000 Grad heißer als die Sonne und scheint daher blau zu leuchten. „Es ist nur eine Handvoll Planeten um so heiße Sterne herum bekannt, und dieses System ist bei weitem das hellste“, sagt Monika Lendl von der Universität Genf, Schweiz, die Erstautorin der neuen Studie. „WASP-189b ist auch der hellste ‚heiße Jupiter‘, den wir beobachten können, wenn er vor oder hinter seinem Stern vorbeizieht, was das ganze System wirklich faszinierend macht.“

Schnelle Stern-Rotation führt zu Abflachung
Transitmessungen erlauben es, den Planetenradius und die Bahnparameter zu bestimmen und etwas über die Planetenform sowie die Sternenform herauszufinden. WASP-189b ist mit einem Äquatordurchmesser von etwa 220.000 Kilometern fast 1,6-mal größer als Jupiter – größer als bisher angenommen. Zudem hielt der Stern eine Überraschung bereit. Er ist nämlich keine perfekte Kugel, sondern rotiert so schnell, dass er sich verformt und der Äquatorradius größer als der Polradius ist. Das führt dazu, dass der Stern am Äquator kühler und an den Polen heißer ist und diese daher heller erscheinen. Zu dieser ungewöhnlichen Asymmetrie kommt noch hinzu, dass die Umlaufbahn des Planeten nicht in der Äquatorebene des Sterns liegt, wie man es erwarten würde, wenn sich Stern und Planet aus einer gemeinsamen Gas- und Staubscheibe entwickeln, die ihre Drehrichtung an seine Planeten „vererbt“, wie es auch im Sonnensystem der Fall ist. Die Bahn von WASP-189b indes verläuft über die Pole des Sterns.

Eine derart geneigte Umlaufbahn führt zu der ungelösten Frage, wie sich ‚heiße Jupiter‘ bilden. Man vermutet, dass eine derart geneigte Umlaufbahn möglich ist, wenn der Planet sich weiter außen gebildet hat und dann nach innen gedrückt worden ist. Das könnte entweder passieren, wenn sich mehrere Planeten innerhalb eines Systems an einer Position drängeln oder wenn ein externer Einfluss – zum Beispiel ein anderer Stern – das System stört und den Gasriesen auf seinen Stern zu und auf sehr stark geneigte Bahnen drängt. Die starke Neigung des Planetenorbits deutet darauf hin, dass auch WASP-189b eine solche starke Wechselwirkung in der Vergangenheit erfahren hat.

CHEOPS verspricht große Fortschritte in der Exoplanetenforschung
Mit den hochpräzisen Beobachtungen und optischen Fähigkeiten von CHEOPS ließen sich die ungewöhnlichen Eigenschaften des Planetensystems WASP-189b herausfinden. CHEOPS öffnete sein ‚Auge‘ im Januar diesen Jahres und begann im April mit dem wissenschaftlichen Routinebetrieb. Prof. Heike Rauer, Direktorin des DLR-Instituts für Planetenforschung in Berlin-Adlershof, ist begeistert: „Die Genauigkeit, die mit CHEOPS erreicht wird, ist phantastisch.“ Als CHEOPS-Projektwissenschaftlerin blickt sie für den weiteren Missionsverlauf optimistisch in die Zukunft: „Bereits die ersten Messungen zeigen, dass das Instrument besser funktioniert, als es spezifiziert ist. Es erlaubt uns, mehr über diese weit entfernten Planeten zu erfahren.“ Tausende von Exoplaneten, von denen die überwiegende Mehrheit keine Entsprechungen in unserem Sonnensystem hat, wurden im letzten Vierteljahrhundert entdeckt, und viele weitere werden mit den aktuellen und zukünftigen bodengestützten Vermessungen und Weltraummissionen, wie PLATO, noch gefunden werden.

In den nächsten Jahren wird CHEOPS hunderte von bereits bekannten Planeten verfolgen, die helle Sterne umkreisen, und dabei auf dem bestehenden Wissen aufbauen und es erweitern, so wie es hier für WASP-189b getan wurde. Die Mission ist die erste in einer Reihe von drei ESA-Wissenschaftsmissionen, die sich auf den Nachweis und die Charakterisierung von Exoplaneten konzentrieren: Doch auch CHEOPS hat ein bedeutendes Entdeckungspotenzial – von der Identifizierung von lohnenden Beobachtungsobjekten für künftige Missionen über die Erforschung exoplanetarer Atmosphären bis hin zur Suche nach weiteren Planeten in den bekannten Planetensystemen.

Die ESA-Mission CHEOPS
CHEOPS ist eine Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA, die in enger Kooperation mit der Schweiz entwickelt wurde. Die Leitung des Wissenschaftskonsortiums ist an der Universität Bern angesiedelt mit bedeutenden Beiträgen aus Belgien, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Österreich, Portugal, Schweden, Spanien und Ungarn. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an der wissenschaftlichen Auswertung der Daten von CHEOPS beteiligt. Die Berliner DLR-Institute für Optische Sensorsysteme und für Planetenforschung steuerten zwei elektronische Module bei, darunter das Herzstück des Satellitenteleskops, das Fokalebenen-Modul mit dem CCD-Detektor, dessen thermo-mechanische Stabilität die hochgenauen Messungen ermöglicht. Ebenso entwickelte das DLR Algorithmen zur wissenschaftlichen Auswertung der Messdaten.

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Quelle: ESA.

Cheops – kurz für Characterising Exoplanet Satellite – startete im Dezember 2019 und soll nahegelegene Sterne, von denen bekannt ist, dass Planeten zu ihnen gehören, beobachten. Durch die ultrapräzise Vermessung der Veränderungen der Lichtmengen, die von diesen Systemen ausgehen, während die Planeten ihre Sterne umkreisen, kann Cheops eine erste Charakterisierung dieser Planeten durchführen – und so unser Verständnis darüber, wie sie entstehen und sich entwickeln, verbessern.

Der neue Fund betrifft einen sogenannten „ultraheißen Jupiter“ mit dem Namen WASP-189 b. Heiße Jupiter sind, wie ihre Bezeichnung schon verrät, gigantische Gasplaneten, die dem Jupiter in unserem Sonnensystem ähneln. Allerdings umkreisen sie ihren jeweiligen Heimatstern in viel geringerer Entfernung, wodurch sie extreme Temperaturen aufweisen.

WASP-189 b umkreist seinen Stern 20 Mal näher als die Erde die Sonne. Für einen kompletten Umlauf benötigt er lediglich 2,7 Tage. Sein Heimatstern ist größer und über 2.000 Grad heißer als die Sonne, weshalb er scheinbar blau glüht. „Wir wissen nur von einer Handvoll Planeten, die um so heiße Sterne herum kreisen. Dazu ist dieses System mit Abstand das hellste uns bekannte“, sagt Monika Lendl von der Universität Genf in der Schweiz, Hauptautorin der neuen Studie. „Außerdem ist WASP-189 b der hellste heiße Jupiter, den wir beobachten können, während er sich vor oder hinter seinem Stern befindet. Das macht das gesamte System extrem faszinierend.“

Zuerst haben Lendl und ihre Kollegen Cheops genutzt, um WASP-189 b bei einer Okkultation, also dabei zu beobachten, wie der Planet hinter seinem Heimatstern vorbeizieht. „Da der Planet so hell ist, nimmt die Lichtmenge dieses Systems tatsächlich spürbar ab, wenn er kurz aus dem Blickfeld verschwindet“, erklärt Lendl. „Wir haben diese Beobachtung genutzt, um die Helligkeit des Planeten zu bestimmen und konnten seine Temperatur auf glühend heiße 3200 °C einschränken.“

Dies macht WASP-189 b zu einem der heißesten und extremsten Planeten, was ihn damit von sämtlichen Planeten des Sonnensystems unterscheidet. Bei so hohen Temperaturen schmelzen sogar Metalle wie Eisen und werden zu Gas. Damit ist der Planet zweifelsohne unbewohnbar.

Als Nächstes beobachtete Cheops WASP-189 b dabei, wie er vor seinem Stern vorbeizog, also einen sogenannten Transit. Transite können Aufschluss über die Größe, Form und die Umlaufbahn eines Planeten geben – so auch bei WASP-189 b, für den festgestellt wurde, dass er größer ist als erwartet. Sein Radius ist fast 1,6 Mal so groß wie der des Jupiters.

„Wir haben auch herausgefunden, dass der Stern selbst sehr interessant ist. Er hat keine vollkommen perfekte runde Form, sondern ist größer und gleichzeitig kälter am Äquator als an den Polen, wodurch die Pole des Sterns heller erscheinen“, fährt Lendl fort. „Er dreht sich so schnell um sich selbst, dass er am Äquator nach außen gezogen wird! Zu dieser Asymmetrie kommt hinzu, dass der Orbit von WASP-189 b geneigt ist – er umkreist den Stern nicht an dessen Äquator, sondern näher an den Polen.“

Solch eine geneigte Umlaufbahn fügt dem Rätsel um die Entstehung heißer Jupiter ein weiteres Fragezeichen hinzu. Damit die Umlaufbahn eines Planeten eine derartige Neigung aufweist, muss dieser weiter außerhalb entstanden und dann nach innen gedrückt worden sein. Man geht davon aus, dass solch ein Prozess entsteht, wenn mehrere Planeten innerhalb eines Systems um ihre Positionen rangeln oder wenn ein äußerer Einfluss, zum Beispiel ein anderer Stern, das System stört und die Gasgiganten so in Richtung ihres jeweiligen Sterns und auf sehr kurze, stark geneigte Orbits drückt. „Da wir mit Cheops eine solche Neigung gemessen haben, liegt es nahe, dass WASP-189 b in der Vergangenheit derartigen Interaktionen ausgesetzt war“, fügt Lendl hinzu.

Lendl und ihre Kollegen haben Cheops hochpräzise Beobachtungen und optischen Fähigkeiten genutzt, um die Geheimnisse von WASP-189 b zu lüften. Cheops hat im Januar dieses Jahres „seine Augen aufgeschlagen“ und im April den regulären wissenschaftlichen Betrieb aufgenommen. Seitdem trägt Cheops dazu bei, unser Wissen über Exoplaneten und den nahe gelegenen Kosmos zu verbessern.

„Die ersten Ergebnisse von Cheops sind wahnsinnig aufregend und beweisen eindeutig, dass die Mission hält, was wir uns von ihr in Sachen Präzision und Leistung versprochen haben“, sagt Kate Isaak, ESA-Projektwissenschaftlerin für Cheops.

In den vergangenen 25 Jahren wurden Tausende Exoplaneten entdeckt. Die allermeisten von ihnen haben keine jeweilige Entsprechung in unserem Sonnensystem. Derzeitige und zukünftige vom Boden durchgeführte Beobachtungen und Weltraummissionen werden diese Anzahl noch erheblich erhöhen.

„Cheops spielt eine einzigartige Rolle bei der genaueren Untersuchung von solchen Exoplaneten“, so Isaak weiter. „Das Weltraumteleskop wird nach Transiten von Planeten, die von der Erde aus entdeckt worden sind, suchen und, wo immer möglich, die Größen der Planeten genauer messen, von denen bereits bekannt ist, dass sie vor ihren Heimatsternen vorbeiziehen. Indem wir mit Cheops Exoplaneten in ihren Umlaufbahnen verfolgen, können wir eine erste Charakterisierung ihrer Atmosphären durchführen und das Vorhandensein etwaiger Wolken sowie ihrer Eigenschaften bestimmen.“

In den nächsten Jahren wird Cheops Hunderte bekannter Planeten auf ihren Orbits um ihre hellen Heimatsterne verfolgen und dafür auf die Erfahrung mit WASP-189 b aufbauen und sie erweitern. Die Mission ist die erste einer Serie von drei ESA-Wissenschaftsmissionen zum Auffinden und Charakterisieren von Exoplaneten. Darüber hinaus birgt sie ein erhebliches Potenzial für weitere Entdeckungen – vom Identifizieren von primären Zielen für zukünftige Missionen, die die Atmosphären von Exoplaneten untersuchen werden, bis hin zum Suchen nach neuen Planeten und extrasolaren Monden.

„Cheops wird nicht nur unser Wissen über Exoplaneten vertiefen“, sagt Isaak, „sondern auch das Wissen über unseren Heimatplaneten, unser Sonnensystem und die weitere kosmische Umgebung.“

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