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Eine neue Epoche für Planetenforschung

Hubbles Nachfolger, das James-Webb-Weltraumteleskop ist fertiggestellt. Jetzt muss es noch eine Testserie durchlaufen, bevor es Ende 2018 ins All startet. In der Planetenforschung erwartet man von diesem Instrument so grosse Fortschritte, dass mehrere PlanetS-Astronomen bereits Anfragen für Beobachtungszeit planen.

«Wir können die Wolken durchdringen und die Atmosphäre von Exoplaneten analysieren», meint David Ehrenreich enthusiastisch: «JWST wird uns sagen, ob es dort Wasser, Wasserdampf oder Sauerstoff gibt. Mit Hilfe dieser Biomarker werden wir schlussendlich wissen, ob Leben anderswo als auf der Erde möglich ist», meint der PlanetS-Astronom weiter. Ende 2018 ist schon morgen. «Wir müssen bereit sein, wenn der Wettbewerb um die Vergabe von Beobachtungszeit beginnt», versichert David Ehrenreich.

NASAs James-Webb-Weltraumteleskop wird am Goddard Space Flight Center in Maryland getestet. Bei der Haube, die wie ein Sciene-Fiction-Teleporter aussieht, handelt es sich um ein “Rein-Zelt”, welches das Teleskop beim Transport zum Schütteltest schützt. (Bild: NASA/Chris Gunn)

Sein Kollege Vincent Bourrier, ebenfalls Mitglied von PlanetS, stimmt zu: «Wir haben schon Teleskopzeit von Hubble erhalten, aber mit JWST liegen die Dinge ganz anders, weil es für die Beobachtung im infraroten Bereich bestimmt ist.»

Zwar wurden schon früher astronomische Satelliten gestartet, die im Infrarot beobachteten wie beispielsweise Herschel oder Spitzer, doch JWST hat ein anderes Kühlsystem. Während die bisherigen Satelliten durch die Verdampfung von flüssigem Helium oder Wasserstoff gekühlt wurden, schützt ein Schild das James-Webb-Teleskop vor Strahlung. Deshalb muss es kein Helium mitführen. Dadurch ist es leichter und die Betriebsdauer länger. Die Mission soll 5,5 Jahre dauern, was jedoch kurz ist im Vergleich zu Hubble, das seit 1990 in Betrieb ist. Allerdings könnte die Mission um 4,5 Jahre verlängert werden, wenn das Geld dafür vorhanden ist.

Mit seinem Spiegeldurchmesser von 6,5 Metern ist die Oberfläche des JWST rund zehnmal grösser als diejenige seines berühmten Vorgängers Hubble. «Die Lichtempfindlichkeit des Teleskops ist aussergewöhnlich», sagte Scott Acton, einer der Teleskopentwickler an einer Konferenz im Genfer Observatorium: «JWST könnte eine Hummel auf dem Mond sehen.»

In Bern freut sich Brice-Olivier Demory, Professor am Center for Space and Habitability, ebenfalls auf die Bereitstellung des James-Webb-Teleskops. Der Astronom warnt aber: «Ein Antrag für Beobachtungszeit ist ziemlich aufwändig. Idealerweise sollten wir innerhalb von PlanetS die Anstrengungen von Bern, Genf und Zürich bündeln, denn der Wettkampf wird hart werden.» Aufgrund seiner Erfahrungen mit Hubble, ermuntern die Mitglieder des amerikanischen Space Telescope Science Institute (STScI) die Astronomen bereits, sich mit dem JWST zu befassen und Interessengruppen zu gründen oder Treffen zu organisieren.

«Eines der privilegierten Ziele wird sicher Trappist-1 und seine sieben Planeten sein», sagt Brice-Olivier Demory: «Wenn einer davon eine Atmosphäre hat, dann haben wir die Möglichkeit, eine chemische Analyse zu machen.» Die Astronomen interessieren sich aber nicht nur für die Gesteinsplaneten. «In Atmosphären mit Wolken, so wie beispielsweise bei Jupiter, liegen die interessantesten Bereiche unter den Wolken», erklärt David Ehrenreich: «Mit JWST kann man sich durch diese Wolken bohren und vielleicht Wasserdampf entdecken.» Der Nachweis von Wasserdampf ist entscheidend. Denn wenn dies bei grossen Exoplaneten wie heissen Jupitern gelingt, dann sollte man auch bei kleineren Planeten Wasserdampf entdecken können. «Dieser Nachweis ist alles andere als trivial», sagt David Ehrenreich: «Wir mussten die Juno-Sonde zu Jupiter schicken, um diese Messung machen zu können.»

Die JWST-Saga geht nun dem Ende entgegen. 1996 war ursprünglich ein 8-Meter-Teleskop für 500 Millionen Dollar geplant. 2000 wurde der Durchmesser auf 6,5 Meter reduziert, wobei das projektierte Budget eine Milliarde Dollar überstiegen. Der Bau, der 2004 begann, endet dieses Jahr, die Kosten betragen 8.5 Milliarden Dollar. Die Europäer bezahlen ihren Anteil mit dem Start im Oktober 2018 und erhalten dafür 15% der verfügbaren Beobachtungszeit.

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