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Gravitationslinsen: Weltraumteleskop Kepler sucht mit neuer Methode nach einsamen Exoplaneten

Bislang hat Kepler vor allem Exoplaneten gefunden, die ihren Stern besonders eng umkreisen. Nun wollen Astronomen das Teleskop mit einer neuen Methode nach deutlich weiter von Sternen entfernten Himmelskörpern suchen lassen.

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Kepler soll Exoplaneten finden, die weiter von Sternen entfernt sind.

(Bild: NASA)

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Das reaktivierte Weltraumteleskop Kepler soll im Rahmen einer neuen Mission systematisch nach Exoplaneten suchen, die deutlich weiter von einem Stern entfernt sind, als die meisten bekannten. Wie die US-Weltraumagentur NASA erklärt, wollen sich Astronomen dazu den sogenannten Mikrolinseneffekt zunutze machen.

In Kooperation mit erdgebundenen Teleskopen hoffen sie, in 80 Tagen insgesamt 100 solcher Effekte nachweisen zu können, um rund 10 Exoplaneten zu finden. So wollen sie beweisen, dass diese Technik funktioniert und in Zukunft vom geplanten Weltraumteleskop WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope) in größerem Umfang durchgeführt werden kann.

Vor allem dank Keplers systematischem Ansatz haben Astronomen in den vergangenen 20 Jahren mehr als 5000 (teilweise noch unbestätigte) Planeten bei anderen Sternsystemen gefunden. Aufgrund der dafür verwendeten Methoden kreisen die jedoch mehrheitlich in sehr geringer Entfernung um ihre Sterne. Kepler beispielsweise scannt systematisch ganz bestimmte Himmelsregionen, um periodische Helligkeitsverringerungen von Sternen zu finden. Die deuten auf Planeten hin, die sich aus Keplers Perspektive vor dem Stern vorbei bewegen. Nachgewiesen werden so aber vor allem Exoplaneten, die ihren Stern sehr nah und vergleichsweise häufig (alle paar Stunden bis einmal im Jahr) umkreisen. Andere entziehen sich bei dieser Methode zumeist der Entdeckung.

Bei dem neuen Experiment soll Kepler nun systematisch nicht nach sich abdunkelnden, sondern nach scheinbar heller werdenden Sternen suchen. Das könnte durch Himmelskörper verursacht werden, die viel weiter von dem Stern entfernt – uns also viel näher – sind und dessen Lichtstrahlen in geringem Maße quasi um sich biegen. Bei großen und weit voneinander entfernten Objekten kennen Wissenschaftler diesen Effekt als Gravitationslinseneffekt: Die Lichtstrahlen werde so weit gebogen, dass Objekte aus unserer Perspektive doppelt zu sehen sind. Der Mikrolinseneffekt ist jedoch so gering, dass die beiden Abbilder nicht auseinander zu halten sind, aber zumindest eine Aufhellung zu sehen ist.

Erklärung des geplanten Experiments (Quelle: NASA Ames Research Center)

Diese scheinbare Aufhellung wollen Forscher nachweisen und gleichzeitig herausfinden, wie weit der als Gravitationslinse wahrgenommene Exoplanet von dem dahinter liegenden Stern entfernt ist. Dazu werden erdgebundene Teleskope in die Analyse einbezogen. Aufgrund ihrer leicht abweichenden Perspektive, kann die Position des Exoplaneten bestimmt werden. So könnten sogar Himmelskörper entdeckt werden, die gar kein Teil des dahinter liegenden Sternsystems sind: Allein durch die Weiten des Alls ziehende Exoplaneten. Um eine besonders reiche Ausbeute zu bekommen, soll Kepler gedreht werden und das besonders sternenreiche Zentrum der Milchstraße ins Visier nehmen.

Kepler soll in Richtung des Zentrums der Milchstraße suchen.

(Bild:  NASA Ames/W. Stenzel and JPL-Caltech/R. Hurt)

Das Weltraumteleskop Kepler befindet sich seit 2009 im All und beobachtete zuerst einen festen Ausschnitt des Sternenhimmels im Sternbild Schwan. Diese äußerst erfolgreiche Mission musste die NASA im August 2013 beenden, nachdem zwei der vier sogenannten Reaktionsräder ausgefallen waren. Die halten die Sonde eigentlich gegen den kontinuierlichen Druck der Sonnenphotonen in Position. Doch Ingenieure kamen auf eine trickreiche Lösung: Die Aufgabe des eigentlich nötigen dritten Reaktionsrads übernehmen seitdem die Photonen selbst. Gegen deren Widerstand arbeiten die beiden verbleibenden Reaktionsräder und halten die Sonde so in der nötigen Position. Nur dadurch ist diese neue Mission Keplers überhaupt möglich.

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(mho)