Es ist schwierig, Radioastronomie auf der Erde zu betreiben, und es wird jeden Tag schwieriger. Unser tägliches Vertrauen in die Funktechnik macht Funkstörungen auch in entlegenen Gebieten zu einer ständigen Herausforderung. Und für einige Wellenlängen ist sogar die Erdatmosphäre ein Problem, die Radiolicht absorbiert oder streut, sodass erdbasierte Teleskope diese Wellenlängen nicht gut beobachten können. Um diese Herausforderungen zu meistern, haben Astronomen vorgeschlagen, ein Radioteleskop auf der anderen Seite des Mondes zu platzieren.
Vorgeschlagener Entwurf eines Radioteleskops in einem Mondkrater. Bildnachweis: Saptarshi Bandyopadhyay
Da keine Atmosphäre Licht absorbiert, bietet der Mond eine perfekte Sicht auf den Radiohimmel. Die Rückseite des Mondes ist auch von allen Funksignalen der Erde abgeschirmt. Würden wir in einem Mondkrater eine Radioschüssel bauen, ähnlich wie Arecibo in einem natürlichen Tal gebaut wurde, dann hätten wir das empfindlichste Radioteleskop, das jemals gebaut wurde. Es wäre so empfindlich, dass wir es verwenden könnten, um Exoplaneten zu entdecken.
Das meiste, was wir über Exoplaneten wissen, stammt aus sichtbarem Licht, typischerweise wenn ein Exoplanet von unserem Aussichtspunkt aus vor seinem Stern vorbeizieht. Exoplaneten können auch im Infraroten hell sein, und so werden die Exoplaneten, die wir direkt beobachtet haben, im Infrarotlicht gesehen. Aber es gibt Zeiten, in denen ein Exoplanet Radiolicht aussenden kann. Jupiter zum Beispiel ist im Radio aufgrund seines starken Magnetfelds und der intensiven Polarlichter ziemlich hell. Einige große Exoplaneten und Braune Zwerge haben eine ausreichend starke Aurora, dass wir ihr Funkglühen von der Erde aus sehen können.
Simulation von Aurora auf einem Exoplaneten. Bildnachweis: Anthony Sciola
Erdgroße Exoplaneten sind in Radiowellenlängen wahrscheinlich nicht hell genug, um von der Erde aus zu sehen, aber wären sie von einem Mondradioteleskop aus sichtbar? Die Antwort auf diese Frage wurde kürzlich veröffentlicht inDas Astrophysikalische Journal. In dieser Studie simulierte das Team die Auswirkungen der Magnetosphäre eines Planeten auf das von ihm emittierte Radiolicht, insbesondere die Aurora, die während der aktiven Perioden des Planetensterns produziert wird.
Eines der Dinge, die sie herausfanden, war, dass Polarlichter des sichtbaren Lichts dazu neigen, sich an den magnetischen Polen eines Planeten zu sammeln, Radio-Auroren jedoch weiter von den Polen entfernt auftreten und stärker verteilt sind. Radio-Aurora treten auf der Erde auf, aber wir können sie nicht sehen, weil die Ionosphäre der Erde das Licht absorbiert. Unsere Ionosphäre würde auch jede Radio-Aurora von erdähnlichen Exoplaneten blockieren. Aber ein Mondobservatorium könnte diese Radio-Aurora sehen, selbst wenn sie von der dunklen Seite des Planeten kommt.
Basierend auf den Simulationen dieser Studie konnte die Stärke und Stabilität der Magnetosphäre aus Mondfunkbeobachtungen bestimmt werden. Dies ist besonders wichtig für Exoplaneten in der potenziell bewohnbaren Zone eines Sterns. Die Erde ist ein Paradies für Leben, weil sie eine reiche Atmosphäre hat, die ein direktes Ergebnis ihrer starken Magnetosphäre ist. Durch das Studium der Magnetosphären von Exoplaneten könnten wir herausfinden, ob sie auch eine reichhaltige Atmosphäre haben.
Die NASA untersucht derzeit, wie wir ein Radioteleskop auf dem Mond bauen könnten. Wenn es in den kommenden Jahrzehnten gebaut wird, könnten wir endlich das Polarlicht einer fernen Erde sehen.
Referenz:Sciola, Anthony et al. ' Einbeziehung der stromgetriebenen Elektronenbeschleunigung der Inneren Magnetosphäre in numerische Simulationen der Radioemission von Exoplaneten . 'Das Astrophysikalische Journal914.1 (2021): 60.
