Schauen Sie sich dieses erstaunliche Galaxienpaar an, das vom Hubble-Teleskop aufgenommen wurde

Künstlerische Darstellung des Gaia-Observatoriums der Europäischen Weltraumorganisation. Bildnachweis: ESA

Die NASA zeigt, dass 5.030 Exoplaneten in 3.772 Systemen bestätigt wurden, während weitere 8.974 Kandidaten auf die Bestätigung warten. Mit der Online-Verfügbarkeit von Instrumenten der nächsten Generation wie dem James Webb Space Telescope (JWST) wird erwartet, dass die Anzahl und Vielfalt bestätigter Exoplaneten exponentiell zunehmen wird. Astronomen sagen insbesondere voraus, dass die Zahl der bekannten terrestrischen und superirdischen Planeten dramatisch zunehmen wird.


In den kommenden Jahren werden die Möglichkeiten für Exoplanetenstudien mit der Entdeckung Tausender anderer Exoplaneten exponentiell zunehmen. In einer kürzlich durchgeführten Studie beschrieb ein Team unter der Leitung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) ein neues Konzept für ein Weltraumteleskop, das als Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES) bekannt ist. Das geplante Observatorium wird in der habitablen Zone (HZs) nach erdähnlichen Planeten suchen Sterne wie die Sonne innerhalb von 33 Lichtjahren (10 Parsec) mit einer Methode, die als Teilsekunden-Relative Astrometrie bekannt ist.

Der als Astronomie bekannte Zweig der Astronomie besteht darin, genaue Messungen der Positionen und Bewegungen entsprechender Himmelskörper durchzuführen, indem sie mit einem Referenzstern im Hintergrund verglichen werden. Beispiele für diese Methode sind das Gaia-Observatorium der Europäischen Weltraumorganisation, das seit 2013 die Bewegung von einer Milliarde Sternen in der Milchstraße (plus 500.000 entfernte Quasare) gemessen hat. Diese Daten werden verwendet, um die genaueste 3D-Karte unserer Galaxie zu erstellen. jemals gemacht wurde. ist verloren.

In dieser Hinsicht schlagen Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und mehrerer chinesischer Observatorien und Universitäten vor: a Weltraumteleskop Hochauflösende astronomische Messungen von sonnenähnlichen Sternen sind erforderlich, um Exoplaneten zu finden, die sie umkreisen. Die vorgeschlagene CHES-Mission wird am Lagrange-Punkt zwischen Sonne und Erde L2 operieren – wo sich derzeit das James Webb Space Telescope (JWST) der NASA befindet – und den Zielstern fünf Jahre lang beobachten. Dieses Ziel wird 100 Sterne innerhalb von 33 Lichtjahren von den Sonnensystemen F, G und K umfassen.

Während Sterne vom Typ F (gelbe und weiße Zwerge) heißer, heller und massereicher sind als unsere Sonne, entsprechen Sterne vom Typ G (gelbe Zwerge) unserer Sonne – dem Hauptreihenstern G2V. Unterdessen sind K-Typ-Sterne (orangefarbene Zwerge) etwas dunkler, kühler und weniger massereich als unsere Sonne. Für jeden beobachteten Stern wird CHES kleine dynamische Störungen messen, die von Exoplaneten verursacht werden, die das Sonnensystem umkreisen, was eine genaue Schätzung seiner Umlaufmasse und -periode liefert.

Als Weltraumobservatorium wird CHES nicht durch die Bewegung der Erde und der Atmosphäre gestört und wird in der Lage sein, astronomische Messungen durchzuführen, die genau genug sind, um in die genaue Bogensekundenebene zu fallen. Jianghui Ji ist Professor am CAS Major Planetary Science Laboratory in Nanjing, University of Science and Technology, und Hauptautor der Studie. Wie er Universe Today per E-Mail mitteilte:

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„Für einen Planeten mit einer Erdmasse von 1 AE um einen sonnenähnlichen Stern von 10 pc beträgt die von den Zwillingserden verursachte stellare astrometrische Schwankung 0,3 Mikrosekunden. Daher muss die Mikrosekundenrate gemessen werden. Relative Astrometrie für CHES kann gemessen werden. Genaue Winkeltrennung auf Mikrosekundenebene zwischen einem Zielstern und 6-8 Referenzsternen. Basierend auf der Messung dieser kleinen Veränderungen können wir feststellen, ob es welche gibt Planet terrestrisch um sie herum.”

Insbesondere wird CHES die ersten direkten Messungen der wahren Masse und Neigung der Erde und der Isotope der Supererde vornehmen, die innerhalb der HZ ihrer Sterne kreisen und als „bewohnbar“ gelten. DR. Ji sagte, die primäre Nutzlast für die Mission sei ein hochwertiger Spiegel mit einem Durchmesser von 1,2 Metern (ft) und einem Sichtfeld (FOV) von 0,44° x 0,44°. Dieser Spiegel ist Teil des dreiachsigen Anagrammsystems (TMA), bei dem drei gekrümmte Spiegel verwendet werden, um optische Aberrationen zu reduzieren.

CHES verlässt sich auch auf Mosaic Charge-Coupled Devices (CCDs) und Lasermesstechnik, um astronomische Messungen im Bereich von 500 nm bis 900 nm durchzuführen – einschließlich des sichtbaren Lichts und des Nahinfrarotspektrums. Diese Fähigkeit bietet einen erheblichen Vorteil gegenüber Versandverfahren, die immer noch die am weitesten verbreitete und effektivste Methode zum Auffinden von Exoplaneten ist. Bei dieser Methode wird der Stern auf periodische Abnahmen der Leuchtkraft überwacht, was ein Indikator für die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Planet relativ zum Beobachter vor dem Stern vorbeizieht (auch bekannt als Transit).

Darüber hinaus wird CHES den Übergang unterstützen, der derzeit in Exoplanetenstudien stattfindet, da sich der Fokus vom Entdeckungsprozess auf die Charakterisierung verlagert. Wie erklärt von Dr. EIN:

„Zuerst wird CHES eine umfassende Untersuchung des nächsten Sonnensterns innerhalb von 10 Teilen von uns durchführen und alle erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone per Astrometrie aufspüren, wenn Transitmethoden (wie TESS oder PLATO) nicht möglich sind. [This] Dazu muss der Rand des Planeten in Bezug auf die Sichtlinie des Beobachters umkreist werden.

Zweitens wird CHES die erste direkte Messung der wahren Masse unserer „Zwillingserde“ und der Supererde liefern, die unseren Nachbarstern umkreist, wo die Planetenmasse für die Charakterisierung eines Planeten entscheidend ist. [transit method] Sie können im Allgemeinen einen Planetenradius angeben und müssen durch andere erdbasierte Methoden wie Radialgeschwindigkeit bestätigt werden.

„Letztendlich wird CHES dreidimensionale Umlaufbahnen (z. B. Neigung) von terrestrischen Planeten liefern, die auch als andere wichtige Indikatoren dienen, die an der Entstehung und Charakterisierung von Planeten beteiligt sind.“

Künstlerische Darstellung eines erdähnlichen Exoplaneten. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech

Diese Fähigkeit wird Astronomen helfen, die aktuelle Population von Exoplaneten, die hauptsächlich aus Gasriesen (Jupiter oder Saturn), kleinem Neptun und Supererden bestehen, erheblich zu erweitern. Aber mit der erhöhten Genauigkeit und Empfindlichkeit von Instrumenten der nächsten Generation erwarten Astronomen, dass die Anzahl der Isotope auf der Erde exponentiell zunehmen wird. Es wird auch unser Verständnis der vielfältigen Eigenschaften von Planeten verbessern, die sonnenähnliche Sterne umkreisen, und die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems erklären.

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Aber die Vorteile von Astrometrie-Missionen im Weltraum der nächsten Generation hören hier nicht auf. Wie von Dr. Gee, er wird in der Lage sein, bei Vermessungen zu helfen, die auf der zweitbeliebtesten und effektivsten Methode zum Nachweis von Exoplaneten beruhen, der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode (auch bekannt als Doppler-Spektroskopie). Bei dieser Methode beobachten Astronomen die Sterne auf Anzeichen von Hin- und Herbewegungen („Oszillationen“), die durch den Gravitationseinfluss der Planeten in ihren Umlaufbahnen verursacht werden. Darüber hinaus kann CHES kombinierte Messungen mit hochpräzisen Radialgeschwindigkeitsinstrumenten wie dem Very Large Telescope (ELT) und dem Thirty Meter Telescope (TMT) durchführen. [It can also] Sehen Sie sich die Kandidaten für bewohnbare Planeten an, die er gefunden hat [this method], und charakterisiert genau Planetenmassen und Orbitalparameter. “

Darüber hinaus wird CHES dazu beitragen, die Grenzen der Astronomie und Kosmologie zu erweitern, indem es die Suche nach dunkler Materie, die Untersuchung schwarzer Löcher und andere Forschungsgebiete unterstützt. Diese Forschung wird neue Einblicke in die Physik liefern, die unser Universum, die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen und den Ursprung des Lebens selbst bestimmt. Andere Observatorien, wie das Roman Nancy Grace Space Telescope (und ELT und TMT), werden in der Lage sein, direkte bildgebende Studien von kleineren Exoplaneten durchzuführen, die näher an ihren Sternen kreisen – genau dort, wo die HZ felsig ist. Planet voraussichtlich gefunden werden.

In Kombination mit astronomischen Messungen, die Hunderte von felsigen Exoplaneten in benachbarten Systemen aufdecken könnten, könnten Astronomen kurz davor stehen, außerirdisches Leben zu entdecken.


Sogar Sterne sind dem Untergang geweiht, weil Supernovae Planeten haben können


weitere Informationen:

Jianghui Ji et al., CHES: Weltraumastronomische Mission, um bewohnbare Planeten von sonnenähnlichen Sternen zu finden. arXiv: 2205.05645v1 [astro-ph.EP]Dan arxiv.org/abs/2205.05645

sammeln: CHES-Survey kann Exoplaneten innerhalb von einigen Dutzend Lichtjahren der Erde mithilfe von Astrometrie erkennen (2022, 23. Mai), abgerufen am 23. Mai 2022 von https://phys.org/news/2022-05-ches-survey-exoplanet-doducing light years -Jahr. html

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