Das Webb-Teleskop ist Hubbles Nachfolger und soll im Jahr 2021 auf den Markt kommen. Einer neuen Studie zufolge wird es leistungsfähig genug sein, um nach Lebenssignaturen in der Atmosphäre der sieben erdgroßen Planeten im TRAPPIST-1-System zu suchen, das nur 39 Lichtjahre beträgt Weg.
Das Künstlerkonzept des James Webb-Weltraumteleskops, wie es erscheint, wenn es 2021 in die Erdumlaufbahn gebracht wird. Möchten Sie wissen, wie das eigentliche Teleskop jetzt aussieht? Siehe unten in diesem Beitrag. Bild über Northrop Grumman / JWST.
Nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt - kosmisch gesehen direkt nebenan - gibt es ein Sonnensystem mit sieben erdgroßen felsigen Planeten. Das System heißt TRAPPIST-1. Alle sieben Planeten sind faszinierend und drei von ihnen kreisen in der bewohnbaren Zone ihres Sterns, in der bei bestimmten Temperaturen flüssiges Wasser auf ihnen vorhanden sein könnte.
Diese Welten waren in den letzten Jahren Gegenstand zahlreicher Studien, aber die Möglichkeiten heutiger Teleskope, mehr über sie zu erfahren, sind begrenzt. Darüber hinaus gab es eine Debatte darüber, ob das James Webb-Weltraumteleskop - Hubbles Nachfolger, dessen Start für März 2021 geplant ist - stark genug ist, um Lebenszeichen in der Entfernung dieser erdgroßen Planeten zu erkennen, sofern es tatsächlich Lebenszeichen gibt Dort. Aber jetzt sagt eine neue Studie, ja, das Webb wird in der Lage sein, ihre Atmosphären auf Biosignaturen zu analysieren. Darüber hinaus, so die Studie, könnte diese Analyse in nur einem Jahr durchgeführt werden, obwohl Wolken in der Atmosphäre der Planeten ein Problem darstellen könnten.
Das neue Papier wurde erstmals am 21. Juni 2019 in veröffentlicht Das astronomische Tagebuchund die Studie wurde von Jacob Lustig-Yaeger, einem Astronomiestudenten an der University of Washington, geleitet.
Nach Lustig-Yaeger:
Das Webb-Teleskop wurde gebaut und wir haben eine Idee, wie es funktionieren wird. Mithilfe von Computermodellen haben wir ermittelt, wie das Teleskop am effizientesten eingesetzt werden kann, um die grundlegendste Frage zu beantworten, die wir uns stellen möchten: Befinden sich überhaupt Atmosphären auf diesen Planeten oder nicht?
Künstlerkonzept der 7 erdgroßen Exoplaneten im Planetensystem TRAPPIST-1. Bild über R. Hurt / T. Pyle / NASA / JPL-Caltech / WOSU.
Alle sieben bekannten Planeten im TRAPPIST-1-System sind felsig und von ähnlicher Größe wie die Erde. Sie alle kreisen in der Nähe ihres Sterns, aber da der Stern ein roter Zwerg und kühler als die Sonne ist, befinden sich drei Planeten noch in der Lebenszone des Sterns, in der die Temperaturen flüssiges Wasser ermöglichen könnten, abhängig von anderen Faktoren wie Art der Atmosphäre. Es wird erwartet, dass die meisten oder alle Planeten eine Atmosphäre haben, aber das ist noch nicht sicher. Das Webb-Teleskop kann dies bestätigen und die Atmosphären auf mögliche Biosignaturen, Gase wie Sauerstoff oder Methan, die auf Leben auf den Oberflächen hindeuten, analysieren. Nach Lustig-Yaeger:
Es ist im Moment eine große Frage, ob diese Planeten überhaupt Atmosphären haben, insbesondere die innersten Planeten. Wenn wir bestätigt haben, dass es Atmosphären gibt, was können wir dann über die Atmosphäre jedes Planeten lernen, die Moleküle, aus denen sie besteht?
Die Studie legt nahe, dass das Webb-Teleskop in der Lage sein sollte, Atmosphären in einem Jahr oder so relativ schnell zu erkennen und zu analysieren. Da sich alle Planeten in der Nähe ihres Sterns befinden, sind ihre Transitzeiten - die Zeit, die ein Planet aus unserer Sicht benötigt, um vor seinem Stern zu kreuzen - relativ kurz. Das Webb sollte in der Lage sein, die Atmosphären in 10 Durchgängen oder weniger zu bestätigen (oder nicht).
Künstlerkonzept von TRAPPIST-1e, das nach Ansicht der Wissenschaftler die besten Chancen hat, eine bewohnbare Atmosphäre und einen Ozean wie die Erde zu haben. Bild über NOAA / Inverse.
Dies hängt jedoch auch davon ab, ob diese Atmosphären Wolken haben. Wenn ein Planet eine dicke wolkige Atmosphäre wie die Venus hätte, könnte es bis zu 30 Transits dauern, um dies zu bestätigen. Damit das Webb-Teleskop es noch schaffen könnte, würde es nur länger dauern, sagte Lustig-Yaeger:
Das ist aber immer noch ein erreichbares Ziel. Dies bedeutet, dass das James Webb-Teleskop auch bei realistischen Wolken in großer Höhe die Anwesenheit von Atmosphären erkennen kann, die vor unserer Veröffentlichung nicht bekannt waren.
Das James-Webb-Weltraumteleskop kann aufregend die Atmosphäre kleinerer felsiger Planeten erfassen, da andere Teleskope dies noch nicht konnten. Mit Gasriesenplaneten wie Jupiter ist es viel einfacher, mit kleineren Planeten ist es jedoch schwierig, wenn sie so weit weg sind.
Eine andere Möglichkeit ist, dass das Webb Hinweise auf Wasser findet, das die Planeten verloren haben, als das System viel jünger und der Stern viel heißer war. In solchen Fällen könnte eine Atmosphäre abiotischen Sauerstoff enthalten, der nicht vom Leben erzeugt wird. Dies könnte ein falsch positives Signal für die aktive Biologie sein. Wissenschaftler müssten feststellen, ob der Sauerstoff biotisch oder abiotisch ist.
Künstlerkonzept der Oberfläche von TRAPPIST-1f. Bild über Inverse.
Das James Webb-Weltraumteleskop wird von unschätzbarem Wert sein, um felsige Planeten wie die Erde zu untersuchen, sagen Astronomen, und viele weitere dieser felsigen Welten werden ständig im weiten Raum unserer Milchstraßengalaxie entdeckt. Es wird geschätzt, dass es allein in unserer Galaxie Milliarden solcher Welten gibt, und das Webb könnte die ersten überzeugenden Beweise für das Leben auf einer (oder mehreren) von ihnen liefern. Auch wenn dies nicht der Fall ist, wird dies dazu beitragen, unser Verständnis dieser Planeten zu revolutionieren. Wie der Astronomiedoktorand Andrew Lincowski feststellte:
In dieser Studie haben wir untersucht: Was sind die besten Szenarien für das James Webb-Weltraumteleskop? Was kann es? Denn es werden definitiv mehr erdgroße Planeten gefunden, bevor es 2021 startet.
Das Planetensystem TRAPPIST-1 ist unter den bisher bekannten Systemen mit sieben erdgroßen Exoplaneten einzigartig. Könnte einer von ihnen Leben haben? Sie sind ideale Kandidaten für weitere Studien durch das Webb, die möglicherweise in relativ naher Zukunft dazu beitragen werden, diese faszinierende Frage zu beantworten. Als Lustig-Yaeger fügte hinzu:
Es ist schwer, sich theoretisch ein Planetensystem vorzustellen, das für James Webb besser geeignet ist als TRAPPIST-1.
Am 28. August 2019 gab die NASA bekannt, dass die beiden Hälften des James Webb-Weltraumteleskops nun erfolgreich miteinander verbunden wurden. Das Teleskop wird bei Northrop Grumman in Redondo Beach, Kalifornien, montiert. Weiterlesen.
Fazit: Mit dem James Webb Space Telescope, Hubbles Nachfolger, können Wissenschaftler erstmals die Atmosphäre der sieben erdgroßen Exoplaneten im TRAPPIST-1-System untersuchen. Der Start ist für 2021 geplant.