Künstlerische Illustration von Canadas Most Telescope. Bildnachweis: MOST. Klicken um zu vergrößern.
Kanadas erstes Weltraumteleskop, MOST, sucht nach winzigen Helligkeitsschwankungen naher Sterne. Wie Jaymie Matthews von der University of British Columbia in diesem Vortrag auf einem kürzlich stattgefundenen Symposium über extrasolare Planeten erklärt, kann MOST Wissenschaftlern eine einzigartige Perspektive auf die Interaktion entfernter Welten mit ihren Wirtssternen bieten.
Ich möchte ein leistungsstarkes neues kleines Instrument im Weltraum namens MOST beschreiben, das für Microvariability and Oscillations of Stars steht (und weil es kanadisch ist, steht es auch für Microvariabilit? et Oscillations Stellaire). MOST ist Kanadas erstes Weltraumteleskop. Es ist buchstäblich ein Koffer im Weltraum: 60 mal 60 mal 30 Zentimeter (24 mal 24 mal 12 Zoll), 54 Kilo, etwa 124 Pfund. Ich wiege mehr als der MEIST-Satellit; Ich glaube, ich bin der einzige Missionswissenschaftler, der seinen Weltraumsatelliten übertrifft. Und Sie können es im Flugzeug überprüfen; sie können es für dich verlieren.
MOST wurde eigentlich für die Seismologie von Sternen entwickelt, um das Innere und die Geschichte von Sternen zu untersuchen. Das ist für die Suche nach Exoplaneten relevant, denn je mehr wir über Elternsterne wissen, desto mehr wissen wir über ihre Planetensysteme. Aber als MOST auf den Weg gebracht war, wurde uns klar, dass wir auf dem Gebiet der Exoplaneten tatsächlich einige zusätzliche aufregende Dinge tun könnten. Eines der Dinge, die die MEISTEN tun können, die derzeit niemand kann, ist, bis zu 2 Monate lang Sterne am Stück anzustarren, Sterne abzustecken, um Helligkeitsunterschiede von Sternen oder der Helligkeit der Planeten zu erkennen diese Sterne umkreisen, bis auf ein Niveau von 1 Teil pro Million, 1 Zehntausendstel Prozent.
Nur um Ihnen zu betonen, wie klein das ist, wenn Sie nach New York City fahren und sich nachts das Empire State Building ansehen, alle Lichter an, alle Jalousien im Büro geöffnet sind und Sie den Empire State machen wollen Wenn Sie um 1 Teil pro Million dunkler bauen, würden Sie einen Farbton um 3 Zentimeter absenken, um etwas mehr als einen Zoll. Das ist die Signalstärke, die wir in Sternen suchen. Und es gibt derzeit kein anderes Instrument auf der Erde oder im Weltraum, das dazu in der Lage ist. Und ich sollte darauf hinweisen, dass diese ganze Mission ein End-to-End-Budget von 10 Millionen kanadischen Dollar oder 7 Millionen US-Dollar hat. Wir sind also der Wal-Mart der Weltraumteleskope.
MOST hat einen einzigartigen Aussichtspunkt im Weltraum. Es hat eine ganz andere Umlaufbahn als das Hubble-Weltraumteleskop oder von Spitzer, eine Pol-zu-Pol-Umlaufbahn. Wir kommunizieren mit ihm mit unserem eigenen kleinen maßgeschneiderten Bodenstationsnetzwerk in Toronto, Vancouver und Wien, und wir sind in diese Umlaufbahn auf der Spitze einer ehemaligen sowjetischen Interkontinentalrakete gelandet. Eine ehrliche Massenvernichtungswaffe. Wir haben also nicht nur ein wissenschaftliches Instrument aufgestellt, sondern noch dazu eine Massenvernichtungswaffe vernichtet. MOST startete am 30. Juni 2003 aus Nordrussland, wir nähern uns also unserem zweiten Jahrestag im Weltraum.
Für Astronomen ist es sehr wichtig, einem Stern eine solche intensive Langzeitabdeckung zu geben, um zu verstehen, was in Systemen mit Exoplaneten vor sich geht. Um eine Analogie zu geben, versuchen wir, die Botschaften zu lesen, die uns Sterne und Exoplaneten mitteilen, aber vom Boden aus empfangen wir nur einen Teil dieser Botschaft. Wenn Sie ein Netzwerk von Teleskopen auf dem Boden haben, das in einem Längengrad verteilt ist, können Sie einige der Lücken füllen, Sie können beginnen, einige Dinge zu erkennen, die wie Wörter aussehen. Wenn Sie im Voraus einige Theorien und Erwartungen haben, können Sie möglicherweise ein wenig auf die Geschichte schließen, aber Sie können sehr gut die völlig falsche Geschichte erhalten, wenn Sie die falschen Annahmen treffen. Diese Art der kontinuierlichen Abdeckung eines Sterns ermöglicht es uns, wirklich zu sehen, was Sterne tun, und im Fall von Exoplaneten-Systemen, was die Exoplaneten um sie herum tun.
MOST ist in erster Linie dazu gedacht, sehr kleine Variationen im Ausgangslicht von Sternen zu untersuchen. Wir versuchen, unsere eigene Sonne in einen Kontext zu setzen, indem wir andere sonnenähnliche Sterne betrachten, einige der Senioren unserer galaktischen Stadt betrachten und versuchen, dem Alter des Universums Grenzen zu setzen. Aber der wichtigste Punkt für uns heute ist die Tatsache, dass MOST auch Exoplanetenforschung betreibt. Was wir suchen, ist reflektiertes Licht, die gleiche Art von Wellenlängen, die Sie mit Ihrem Auge sehen, von nahen Riesenplaneten, die als heiße Jupiter bekannt wurden.
Wir sind kein Exoplaneten-Jäger. Wir sind ein zu kleines Teleskop, um eine statistische Chance zu haben, neue Planeten zu finden. Wir müssten sehr viel Glück haben. Aber wir sind ein Exoplaneten-Explorer. Wir nutzen die Arbeit von Dr. Mayor und Brown und Geoff Marcy und andere Gruppen, die die Planeten mit ihren Doppler-Vermessungen finden, und dann können wir hineingehen und uns das genauer ansehen. Wir haben bereits 3 bekannte Exoplanetensysteme untersucht, Tau Bootis, HD 209458 – die Telefonbuchnummern, die Astronomen für Sterne lieben – und 51 Pegasi, den allerersten Exoplaneten um einen normalen Stern, den Dr. Mayor und sein Kollege Didier Queloz , vor 10 Jahren entdeckt.
Als wir Tau Bootis letztes Jahr in einem Probelauf 11 Tage lang kontinuierlich betrachteten, sahen wir ein Signal, das der Umlaufzeit des Planeten sehr gut entsprach. Aber es war viel zu groß, um mit dem Planeten in Verbindung gebracht zu werden. Es sind ungefähr 0,25 Prozent, und dies kommt mit ziemlicher Sicherheit vom Stern selbst. Tau Bootis, der Star, ist weitaus aktiver und variabler, als wir es uns vorgestellt haben. Und wir konnten jetzt die Doppler-Daten mit den Daten von MOST kombinieren und die Lichthärtungen reihen sich wunderbar aneinander. Die Helligkeit des Sterns variiert mit genau der gleichen Periode wie der Planet, der ihn umkreist.
Wir sind daran gewöhnt, dass sich Körper durch ihren Gravitationseinfluss gegenseitig verriegeln, wenn sie nahe genug sind. Die Erde hat den Mond in einer Rotationsperiode in Bezug auf seine Umlaufbahn eingeschlossen, so dass der Mond für uns immer das gleiche Gesicht behält. Wir sind davon überzeugt, dass diese Exoplaneten in der Nähe ihrer Elternsterne durch Gezeiten verschlossen sind, sodass sie immer ein Gesicht zum Stern haben. Aber es ist fast kontraintuitiv, wie wenn der Schwanz mit dem Hund wedelt, dass ein Planet in der Lage sein sollte, den Stern durch Gezeiten zu sperren. In diesem Fall sperrt er wahrscheinlich nicht den gesamten Stern, sondern seine äußere Hülle, aber es könnte eine Art Fleckenkomplex, wie ein Super-Sonnenfleck, auf der Oberfläche von Tau Bootis geben, der irgendwie ausgelöst wurde von den Einfluss des Planeten Tau Bootis b und verfolgt ihn in seiner Umlaufbahn. Dies wurde durch einige der bodengestützten Daten vermutet, aber MOST konnte bestätigen, dass diese Dinge in perfektem Gleichschritt sind.
Die gute Nachricht ist, dass wir viel über den Stern lernen, was wir vorher nicht wussten, und vielleicht über die Wechselwirkungen zwischen dem Planeten und dem Stern. Möglicherweise interagieren ihre Magnetfelder. Normalerweise sind schnell rotierende Sterne jung, aber wir wissen nicht wirklich etwas über das Alter von Tau Bootis, außer Informationen basierend auf seiner Rotationsrate und seiner Aktivität. Es ist schwer für uns zu sagen: Ist es wirklich jung oder vielleicht ein älterer Stern, und als der Planet in den Stern einwanderte, wurde er aufgedreht und verjüngt, eine Art zweite Kindheit. Die schlechte Nachricht ist, dass diese stellare Aktivität es schwierig machen wird, reflektiertes Licht vom Planeten zu sehen, obwohl wir dies nicht aufgeben und weiterhin Tau Bootis beobachten werden.
Originalquelle: NASA Astrobiologie
