In den letzten Jahrzehnten wurden Tausende von Exoplaneten in benachbarten Sternensystemen entdeckt. Tatsächlich waren zum 1. Oktober 2017 rund 3.671 exoPlaneten wurden in 2.751 Systemen bestätigt, wobei 616 Systeme mehr als einen Planeten haben. Leider wurde die überwiegende Mehrheit davon mit indirekten Mitteln nachgewiesen, von Gravitationsmikrolinsen über Transitphotometrie bis hin zur Radialgeschwindigkeitsmethode.
Darüber hinaus konnten wir diese Planeten nicht aus der Nähe untersuchen, da die erforderlichen Instrumente noch nicht vorhanden sind. Project Blue, ein Konsortium aus Wissenschaftlern, Universitäten und Institutionen, möchte dies ändern. Kürzlich starteten sie über Indiegogo eine Crowdfunding-Kampagne, um die Entwicklung eines Weltraumteleskops zu finanzieren, das ab 2021 nach Exoplaneten im Alpha Centauri-System suchen soll.
Zusätzlich zu seinen kommerziellen und akademischen Partnern ist Project Blue eine Kooperation zwischen dem BoldlyGo Institute, Mission Centaur, dem SETI Institute und der University of Massachusetts Lowell. Es wird von einem Wissenschafts- und Technologiebeirat (STAC) geleitet, der sich aus Wissenschafts- und Technologieexperten zusammensetzt, die sich der Erforschung des Weltraums und der Suche nach Leben in unserem Universum widmen.
Um das Ziel zu erreichen, Exoplaneten direkt zu untersuchen, versucht Project Blue, die jüngsten Änderungen in der Weltraumforschung zu nutzen, darunter verbesserte Instrumente und Methoden, die Geschwindigkeit, mit der Exoplaneten in den letzten Jahren entdeckt wurden, und eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen dem privaten und dem öffentlichen Sektor. Wie der Präsident und CEO des SETI-Instituts, Bill Diamond, kürzlich in einer Pressemitteilung des SETI erklärte:
"Project Blue baut auf jüngsten Forschungen auf, um zu zeigen, dass die Erde im Kosmos als Planet, der das Leben unterstützen kann, nicht allein ist. Wäre es nicht erstaunlich, einen solchen Planeten in unserem nächsten benachbarten Sternensystem zu sehen?" Dies ist der grundlegende Grund, warum wir suchen. “
Wie bereits erwähnt, wurden praktisch alle Exoplanetenentdeckungen, die in den letzten Jahrzehnten gemacht wurden, mit indirekten Methoden durchgeführt - die beliebteste davon ist die Transitphotometer. Diese Methode ist was die Kepler und K2 Missionen stützten sich darauf, insgesamt 5.017 Exoplanetenkandidaten zu entdecken und die Existenz von 2.470 Exoplaneten zu bestätigen (von denen 30 innerhalb der bewohnbaren Zone ihres Sterns kreisten).
Diese Methode besteht aus Astronomen, die entfernte Sterne auf periodische Helligkeitseinbrüche überwachen, die durch einen Planeten verursacht werden, der vor dem Stern durchläuft. Durch Messung dieser Einbrüche können Wissenschaftler die Größe von Planeten in diesem System bestimmen. Eine weitere beliebte Technik ist die Radialgeschwindigkeits- (oder Doppler-) Methode, mit der Änderungen der Position eines Sterns relativ zum Beobachter gemessen werden, um festzustellen, wie massiv sein Planetensystem ist.
Diese und andere Methoden (allein oder in Kombination) haben die vielen Entdeckungen ermöglicht, die gemacht wurden. Bisher wurden jedoch keine Exoplaneten direkt abgebildet, was auf den Aufhebungseffekt zurückzuführen ist, den Sterne auf optische Instrumente haben. Grundsätzlich konnten Astronomen das von der Atmosphäre eines Exoplaneten reflektierte Licht nicht erkennen, da das vom Stern kommende Licht bis zu zehn Milliarden Mal heller ist.
Die Herausforderung besteht darin, dieses Licht zu blockieren, damit die Planeten selbst sichtbar werden können. Eine vorgeschlagene Lösung für dieses Problem ist das Starshade-Konzept der NASA, eine riesige Weltraumstruktur, die neben einem Weltraumteleskop (höchstwahrscheinlich dem James Webb-Weltraumteleskop) in die Umlaufbahn gebracht wird. Sobald sich diese Struktur im Orbit befindet, werden ihre blütenförmigen Folien eingesetzt, um die Blendung entfernter Sterne zu blockieren, sodass das JWST und andere Instrumente Exoplaneten direkt abbilden können.
Da Alpha Centauri ein binäres System ist (oder trinär, wenn Sie Proxima Centauri zählen), ist es noch komplizierter, alle Planeten um sie herum direkt abbilden zu können. Um dies zu beheben, hat Project Blue Pläne für ein Teleskop entwickelt, das in der Lage ist, das Licht von Alpha Centauri A und B zu unterdrücken und gleichzeitig Bilder von Planeten aufzunehmen, die sie umkreisen. Das spezialisierte Sternenlichtunterdrückungssystem besteht aus drei Komponenten.
Erstens gibt es den Coronagraph, ein Instrument, das sich auf mehrere Techniken stützt, um das Sternenlicht zu blockieren. Zweitens gibt es den deformierbaren Spiegel, Wellenfrontsensoren niedriger Ordnung und Softwaresteuerungsalgorithmen, die das einfallende Licht manipulieren. Zuletzt gibt es die Nachbearbeitungsmethode Orbital Differntial Imaging (ODI), mit der der Wissenschaftler von Project Blue den Kontrast der aufgenommenen Bilder verbessern kann.
Aufgrund seiner Nähe zur Erde ist das Alpha Centauri-System die natürliche Wahl für die Durchführung eines solchen Projekts. Bereits 2012 wurde ein Exoplanetenkandidat - Alpha Centauri Bb - bekannt gegeben. Im Jahr 2015 ergab eine weitere Analyse jedoch, dass das erkannte Signal ein Artefakt in den Daten war. Im März 2015 wurde ein zweiter möglicher Exoplanet (Alpha Centauri Bc) angekündigt, dessen Existenz jedoch ebenfalls in Frage gestellt wurde.
Mit einem Instrument, das dieses System direkt abbilden kann, konnte die Existenz von Exoplaneten endgültig bestätigt (oder ausgeschlossen) werden. Wie Franck Marchis - der leitende planetare Astronom am SETI-Institut und Projektleiter Blue Science Operation Lead - über das Projekt sagte:
„Project Blue ist eine ehrgeizige Weltraummission, die entwickelt wurde, um eine grundlegende Frage zu beantworten, aber überraschenderweise ist die Technologie vorhanden, um ein Bild eines„ hellblauen Punkts “um Alpha Centauri-Sterne zu sammeln. Die Technologie, mit der wir einen Planeten erreichen können, der 1 bis 10 Milliarden Mal schwächer als sein Stern ist, wurde im Labor ausgiebig getestet. Jetzt können wir mit diesem Instrument ein Weltraumteleskop entwerfen. “
Wenn Project Blue seine Crowdfunding-Ziele erreicht, beabsichtigt die Organisation, das Teleskop bis 2021 im erdnahen Orbit (NEO) einzusetzen. Das Teleskop wird dann die nächsten zwei Jahre damit verbringen, das Alpha Centauri-System mit seiner korongraphischen Kamera zu beobachten. Insgesamt wird die Mission zwischen der Entwicklung des Instruments und dem Ende seiner Beobachtungskampagne sechs Jahre dauern, eine relativ kurze Laufzeit für eine astronomische Mission.
Die potenzielle Auszahlung für diese Mission wäre jedoch unglaublich tiefgreifend. Durch die direkte Abbildung eines anderen Planeten im nächstgelegenen Sternensystem könnte Project Blue wichtige Daten sammeln, die darauf hinweisen, ob dort Planeten bewohnbar sind. Seit Jahren versuchen Astronomen, mehr über die potenzielle Bewohnbarkeit von Exoplaneten zu erfahren, indem sie die Spektraldaten untersuchen, die durch Licht erzeugt werden, das durch ihre Atmosphäre fällt.
Dieser Prozess war jedoch auf massive Gasriesen beschränkt, die nahe an ihren Elternsternen umkreisen (d. H. "Super-Jupiter"). Während verschiedene Modelle vorgeschlagen wurden, um die Atmosphäre von felsigen Planeten, die in der bewohnbaren Zone eines Sterns umkreisen, zu beschränken, wurden keine direkt untersucht. Sollte sich dies als erfolgreich erweisen, würde Project Blue einige der größten wissenschaftlichen Funde in der Geschichte ermöglichen.
Darüber hinaus würde es Informationen liefern, die einen großen Beitrag zur Information über eine zukünftige Mission für Alpha Centauri leisten könnten, wie beispielsweise Breakthrough Starshot. Diese vorgeschlagene Mission erfordert die Verwendung eines großen Laserarrays, um ein von Lichtsegeln angetriebenes Nanotransplantat auf relativistische Geschwindigkeiten (20% der Lichtgeschwindigkeit) zu bringen. Mit dieser Geschwindigkeit würde das Fahrzeug innerhalb von 20 Jahren Alpha Centauri erreichen und Daten mit einer Reihe winziger Kameras, Sensoren und Antennen zurücksenden können.
Wie der Name schon sagt, hofft Project Blue, die ersten Bilder eines „Pale Blue Dot“ aufzunehmen, der einen anderen Stern umkreist. Dies ist ein Hinweis auf das Foto der Erde, das von der aufgenommen wurde Voyager 1 Sonde am 19. Februar 1990, nachdem die Sonde ihre Hauptmission abgeschlossen hatte und sich darauf vorbereitete, das Sonnensystem zu verlassen. Die Fotos wurden auf Wunsch des berühmten Astronomen und Wissenschaftskommunikators Carl Sagan aufgenommen.
Beim Betrachten der Fotos sagte Sagan berühmt: „Sehen Sie sich diesen Punkt noch einmal an. Das ist hier. Das ist zu Hause. Das sind wir. Darauf hat jeder, den du liebst, jeder, den du kennst, jeder, von dem du jemals gehört hast, jeder Mensch, der jemals war, sein Leben gelebt. “ Danach wurde der Name "Pale Blue Dot" zum Synonym für Erde und fängt das Gefühl der Ehrfurcht ein und wundert sich, dass die Reise 1 Fotos hervorgerufen.
In jüngerer Zeit wurden andere „Pale Blue Dot“ -Fotos von Missionen wie der aufgenommen Cassini Orbiter. Während der Fotografie von Saturn und seinem Ringsystem im Sommer 2013 Cassini schaffte es, Bilder aufzunehmen, die die Erde im Hintergrund zeigten. Angesichts der Entfernung erschien die Erde erneut als kleiner Lichtpunkt gegen die Dunkelheit des Weltraums.
Diese kostengünstige Mission stützt sich nicht nur auf Crowdfunding und die Teilnahme mehrerer gemeinnütziger Organisationen, sondern versucht auch, von einem wachsenden Trend in der Weltraumforschung zu profitieren, bei dem es sich um eine offene Beteiligung und Zusammenarbeit zwischen wissenschaftlichen Institutionen und Bürgerwissenschaftlern handelt. Dies ist eines der Hauptziele von Project Blue, das darin besteht, die Öffentlichkeit einzubeziehen und sie über die Bedeutung der Weltraumforschung aufzuklären.
Wie Jon Morse, der CEO des BoldlyGo-Instituts, erklärte:
„Die Zukunft der Weltraumforschung birgt grenzenloses Potenzial für die Beantwortung tiefgreifender Fragen zu unserer Existenz und unserem Schicksal. Die weltraumgestützte Wissenschaft ist ein Eckpfeiler für die Untersuchung solcher Fragen. Project Blue möchte eine globale Gemeinschaft in eine Mission einbeziehen, um nach bewohnbaren Planeten und Leben jenseits der Erde zu suchen. “
Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels ist es Project Blue gelungen, 125.561 USD von ihrem Ziel von 175.000 USD aufzubringen. Für diejenigen, die dieses Projekt unterstützen möchten, bleibt die Indiegogo-Kampagne von Project Blue weitere 11 Tage geöffnet. Schauen Sie sich auch das Werbevideo an:
