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Drei Welten für TRAPPIST-1

Diese Illustration zeigt den Horizont eines Planeten, der um den Zwergstern TRAPPIST-1 kreist. Ein Planet zieht gerade vor dem roten Stern vorbei, ein anderer steht etwas größer rechts neben dem Stern. Die Landschaft ist schroff, vorne ist ein Gewässer mit Eisschollen, der Himmel wirkt düster und dämmrig, oben sind aber Sterne erkennbar.

Illustrations-Credit: ESO / M. Kornmesser

Der Zwergstern TRAPPIST-1 ist etwa 40 Lichtjahre von uns entfernt. Um den sehr kühlen Stern kreisen drei neu entdeckte Welten. Ihre Transite wurden mit dem belgischen TRAnsiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) am chilenischen La-Silla-Observatorium der ESO beobachtet.

Alle drei neu entdeckten Exoplaneten sind ungefähr so groß wie die Erde. Sie kreisen in sehr geringer Entfernung um ihren dämmrigen, winzigen Stern. Daher gibt es dort vielleicht Regionen, wo es auf der Oberfläche warm genug ist für flüssiges Wasser. Das wäre eine Schlüsselzutat für Leben. Die Planeten sind relativ nahe bei der Erde. Das macht sie zu interessanten Kandidaten für künftige Forschung mit Teleskopen. Dabei soll die Atmosphäre von Planeten untersucht werden, die vielleicht bewohnbar sind.

Diese Illustration zeigt alle drei Welten. Die erdachte Szene zeigt den Horizont des äußersten Planeten im System. Der innerste Planet quert gerade den dämmrigen roten Heimatstern, der etwa so groß ist wie Jupiter.

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Mond über Makemake

Die Illustration zeigt den Zwergplaneten Makemake mit seinem dunklen Mond MK2. Beide Himmelskörper sind als Sicheln zu sehen, oben leuchtet die weit entfernte Sonne in der Milchstraße.

Illustrationscredit: Alex H. Parker (Southwest Research Institute)

Makemake ist der zweithellste Zwergplanet im Kuipergürtel. Er hat einen Mond, der als MK2 bezeichnet wird. Die kohlschwarze Oberfläche von MK2 reflektiert zwar Sonnenlicht. Doch der Mond ist etwa 1300 Mal dunkler als der Körper, um den er kreist. Trotzdem wurde er entdeckt, als man Makemake mit dem Weltraumteleskop Hubble beobachtete.

Die Technik, mit der man nach Begleitern suchte, war dieselbe, mit der man Plutos kleine Begleiter fand, die kaum zu sehen waren. Wie bei Pluto und seinen Monden wird bei weiteren Beobachtungen von Makemake und seinem Mond die Masse und Dichte des ganzen Sonnensystems gemessen. So wollen wir die fernen Welten besser verstehen.

Diese Illustration zeigt Größe und Kontrast von MK2 im Vergleich zu Makemake. MK2 ist etwa 160 km groß, Makemake misst 1400 km. Die Szene liegt am unerforschten Rand des Sonnensystems. So eine Ansicht könnte eine Raumsonde beobachten, die zum Licht der blassen Sonne in der Milchstraße zurückblickt. Die Sonne ist mehr als 50 Mal weiter von Makemake entfernt als vom Planeten Erde.

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Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS)

Links ist die beleuchtete Sichel der Erde. Vor der dunklen Nachtseite breitet ein Raumschiff seinen futuristischen Antrieb aus.

Bildcredit: NASA, Marshall-Raumfahrtzentrum

Möchtet ihr schnell mal zum Rand des Sonnensystems gelangen? Dann wäre vielleicht eine Reise mit einem Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS) interessant. Das Konzept wird derzeit getestet.

Die Reise wäre weiter als 100 Astronomische Einheiten (AE), das sind 15 Mrd. km und würde etwa 10 bis 15 Jahren dauern. Das ist schnell, wenn man es mit der Reisezeit der aktuell fernsten Raumsonde der Menschheit vergleicht. Die Raumsonde ist Voyager 1, sie brauchte 35 Jahre bis zur Heliopause, das ist die äußere Grenze, wo der Einfluss des Sonnenwindes endet.

HERTS verwendet ein modernes elektrisches Sonnensegel. Es hat mehrere positiv geladene Drähte, die etwa 20 km lang und 1 mm dünn sind. Sie sind von einer rotierenden Raumsonde ausgebreitet. Dabei wird eine elektrostatische Kraft erzeugt, die schnelle Protonen im Sonnenwind abstößt. So entsteht Schub.

Ein Sonnenlichtsegel ist ein weiteres treibstoffloses Antriebssystem für den fernen Weltraum. Anders als ein reflektierendes Sonnenlichtsegel könnte das elektrische Sonnenwindsegel auch in größerer Entfernung zur Sonne weiter beschleunigen und immer noch Schub generieren, während es zu den äußeren Planeten reist.

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Polarlichter und Jupiters Magnetfeld

Die Illustration zeigt den Planeten Jupiter, umgeben von einem Magnetfeld. Rund um den Planeten sind rosarote leuchtende Hüllen. Weiter außen leuchten dunklere blaue Hüllen, sie werden vom Sonnenwind aus dem Sonnensystem hinausgedrängt.

Illustrationscredit: JAXA;  Credit Bildeinschub: NASA, ESA, Chandra, Hubble

Jupiter hat Polarlichter. Auf der Erde und auf dem größten Planeten im Sonnensystem wird das Magnetfeld komprimiert, wenn ein Schwall geladener Teilchen von der Sonne kommt. Das Magnetfeld leitet geladene Teilchen zu Jupiters Polen und in die Atmosphäre. Dort schlagen die Teilchen vorübergehend Elektronen aus dem Gas in der Atmosphäre. Wenn sich die Ionen in der Atmosphäre wieder mit Elektronen verbinden, leuchten Polarlichter auf.

Die Illustration zeigt die prachtvolle aktive Magnetosphäre von Jupiter. Der Bildeinschub rechts oben wurde letzten Monat veröffentlicht. Er wurde mit dem Röntgenteleskop Chandra im Erdorbit aufgenommen. Die Chandra-Aufnahme wurde über ein Bild in sichtbarem Licht gelegt, das zu einer anderen Zeit mit dem Weltraumteleskop Hubble aufgenommen wurde.

Das kleine Bild zeigt unerwartet starkes Röntgenlicht, das von Jupiters Polarlichtern stammt. Das Röntgenlicht ist hier in Falschfarben-Violett abgebildet. Das Polarlicht auf Jupiter war im Oktober 2011 einige Tage nach einem mächtigen koronalen Massenauswurf auf der Sonne zu sehen.

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Cancri 55 e: Klimamuster auf einer Welt voller Lava

Illustrations-Credit: NASA, JPL-Caltech, Weltraumteleskop Spitzer, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Warum sollte man die Supererde Cancri 55 e besuchen? Ihr extrem heißes Klima schreckt ab, denn der Morgen kann auf dieser Welt frische Ströme aus Lava bringen. Der Planet Cancri 55 e wurde 2004 entdeckt. Er ist doppelt so breit wie unsere Erde und besitzt etwa 10 Erdmassen.

Der Planet kreist um einen sonnenähnlichen Stern, der 40 Lichtjahre entfernt ist. Dabei kommt er dem Stern viel näher als Merkur der Sonne. Er kreist so nahe, dass er gebunden rotiert. Das bedeutet, dass immer dieselbe Seite zu dem Stern zeigt, um den er kreist – wie unser Mond auf seiner Bahn um die Erde.

Kürzlich maß man die Temperaturschwankungen auf diesem Exoplaneten. Das gelang mit Beobachtungen in Infrarot mit dem Weltraumteleskop Spitzer. Diese Messungen halfen einem Künstler, dieses Video zu erstellen. Es gibt eine begründete Vermutung, wie ein Umlauf von Cancri 55 e aussehen könnte. Man sieht die volle Phase, wo der Planet ganz beleuchtet ist, sowie die dunkle Phase, wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht. Die anschaulichen roten Bänder auf Cancri 55 e zeigen Lavaströme, die vielleicht auf dem Planeten fließen.

Eine aktuelle Bestimmung der Dichte von 55 Cancri e zeigt, dass dieser Exoplanet nicht vorwiegend aus Sauerstoff besteht, wie die inneren Planeten im Sonnensystem, sondern eher aus Kohlenstoff. Daher lohnt es sich vielleicht, Cancri 55 e zu besuchen und seinen Kern zu erforschen. Denn der große Druck im Inneren des Planeten reicht aus, um den Kohlenstoff, den man dort fand, in einen riesigen Diamanten zu verwandeln.

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Klarträumen

In einer traumartigen Landschaft betrachten zwei Personen auf glitschigen Felsen einen nebelartig strömenden Wasserfall. Links oben leuchtet ein Polarlicht.

Bildcredit und Bildrechte: Arnar Kristjansson, Beschriftung: Judy Schmidt

Ist das die wirkliche Welt? Oder bloß eine Fantasie? Die Realität begann mit dem Traum, den atemberaubenden Wasserfall Seljarlandsfoss im Süden von Island vor einem Himmel mit Polarlichtern zu fotografieren. Es kam ein vielversprechender Wetterbericht aus dem Weltraum. Kurz danach machten sich der visionäre Astrofotograf und sein Partner auf den Weg. Nach der Ankunft fotografierten sie ein Bild des Himmels im Hintergrund mit einem tollen grünen Polarlicht. Das war der einfache Teil.

Schwierig war es, den Wasserfall zu fotografieren, denn der Sprühnebel trübte ständig die Linse. Wie gewonnen, so zerronnen! Ungefähr 100 Versuche waren nötig. Bei jedem Versuch musste jemand in der kalten Nacht über glitschige Felsen zur Kamera klettern, um zu sehen, wie die letzte Aufnahme gelungen war. Dann wurde die Linse abgewischt und die Kamera für den nächsten Versuch gestartet. Später wurden die besten Bilder von Land und Himmel digital kombiniert.

Weit hinter dem Polarlicht schimmern am Himmel zahlreiche Sterne des Nordens. Der Astrofotograf wählte den Bildtitel wegen der traumartigen Wirkung, die das Ergebnis hat, vielleicht in dem Wissen, dass manche Dinge bei seiner Mühe, den Traum zu verwirklichen, tatsächlich eine Rolle spielten.

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Europa: Leben unter dem Eis entdecken

Ein Plakat in blauen Farbtönen wirbt für Europas Wasserwelt. Im Vordergrund sind drei dunkle Silhouetten vor einem runden Fenster, das Ausblick auf Wasserlebewesen bietet.

Plakat-Illustrationscredit: NASA, JPL, Visions of the Future

Sucht ihr ein interplanetares Reiseziel? Wie wäre es mit einem Besuch auf Europa? Er ist einer der interessantesten Monde im Sonnensystem. Europa ist mit Eis bedeckt und wandert einmal in 85 Stunden auf einer elliptischen Bahn um den markanten Gasriesen Jupiter.

Jupiters Gravitation sorgt für starke Gezeiten. Diese erzeugen eine Wärme, die Europas salzige Ozeane unter der Oberfläche das ganze Jahr flüssig hält. Daher bekommt Europa auch ohne Sonnenlicht genug Energie, um einfache Lebensformen zu ermöglichen.

Leider ist es derzeit nicht möglich, in Restaurants auf Europa Tische zu reservieren, wo vielleicht ein Gericht mit regionalen Extremkrabben geboten wird. Doch ihr könnt jederzeit ein anderes Urlaubsziel bei Visionen der Zukunft wählen.

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Auf Kepler-16b ist ein Schatten nicht allein

Eine Frau steht im Raumanzug auf einem rot-violetten Planeten. Am gelben Himmel leuchten zwei Sterne, ein weißer und ein orangefarbener. Daher wirft die Frau zwei Schatten.

Poster-Illustrationscredit: NASA, JPL, Exoplaneten-Reisebüro

Wie wäre es mit einem entspannten interstellaren Urlaub? Vielleicht ist Kepler-16b interessant. Es ist eine Welt in einem Doppelsternsystem. Kepler-16b ist der erste circumbinäre Planet, der je entdeckt wurde. Man fand ihn in einer weiten Bahn, in der er alle 229 Tagen um ein enges Paar kühler Sterne mit geringer Masse wandert. Die Sterne sind etwa 200 Lichtjahre von uns entfernt.

Die Zentralsterne bedecken einander auf ihren Bahnen. Dabei beobachten wir eine Abdunklung im Sternenlicht. Bei diesen Transiten wurde eine zusätzliche, sehr schwache Abdunklung beobachtet. Das führte zur Entdeckung von Kepler-16b. Auf dem Science-Fiction-Planeten Tatooine in der Star-Wars-Saga gehen am Horizont zwei Sonnen unter. So etwas würden wir auch auf Kepler-16b sehen.

Doch vielleicht ist Kepler 16b keine Wüstenwelt ähnliche wie Tatooine, sondern ein kalter, unbewohnbarer Planet, der ungefähr die gleiche Masse hat wie Saturn. Vielleicht hat er auch eine gasförmige Oberfläche … nehmt also genug passende Kleidung mit. Oder wählt ein anderes Urlaubsziel von Visionen der Zukunft.

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