SISTINE Suborbital-Start unterstützt die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten
23 Nov. 2021
Ein kostengünstiges Projekt namens SISTINE könnte einen Basisindex bei der Suche nach Leben auf anderen Welten erstellen.
Eine künstlerische Darstellung eines fernen Exoplaneten. Bildnachweis: NASA
In der Astronomie können kleine Missionen enorme Auswirkungen haben. Und während riesige Projekte wie das James Webb Space Telescope, das nächsten Monat startet, über ein Jahrzehnt bis zum Startplatz benötigten und mehrere zehn Milliarden Dollar kosteten, bieten ballonbasierte oder suborbitale Raketen eine schnelle und kostengünstige Alternative, um Teleskope über den Dunst der unteren Atmosphäre zu bringen.
Genau eine solche Mission startete Anfang dieses Monats von White Sands in New Mexico. SISTINE-2 (der Sub-orbitale Imaging-Spektrograf für Übergangsregionen-Strahlung von nahen Exoplaneten) startete am 8. November auf einer Black Brant IX-Rakete. Während seines 15-minütigen Flugs erreichte das Projekt eine Apogäumshöhe von 160 Meilen, sammelte erfolgreich Daten und wurde später geborgen.
SISTINE betrachtet himmlische Ziele im ultravioletten (UV) Bereich bei Wellenlängen von 100 bis 160 Nanometern. Am Boden wird der größte Teil des UV-Lichts in diesem Wellenlängenbereich von der Erdatmosphäre absorbiert. Einige der allerersten ‚Weltraumteleskope‘ wurden von suborbitalen Raketen getragen, beginnend mit UV-Ansichten der Sonne unter Verwendung einer erbeuteten deutschen V-2-Rakete im Jahr 1946. Der erste SISTINE-Start erfolgte 2019.
SISTINE verwendet eine einzigartige Lithiumfluorid-Beschichtung, um seine Spiegel im UV-Bereich empfindlich zu machen. Diese UV-Wellenlängen sind entscheidend, um den Abbau von Kohlendioxidmolekülen in freien Sauerstoff zu erkennen. Auf der Erde hat das Leben die Atmosphäre umgestaltet, und das Vorhandensein von molekularem Sauerstoff oder Ozon an anderen Orten könnte ein starkes Indiz für Leben sein. Sterne können jedoch auch Energie bei denselben Wellenlängen abgeben, was zu demselben Abbau führt und die Suche mit falschen Signalen erschwert.
Was das SISTINE-Projekt zu erreichen hofft, ist die Erstellung eines Indexkatalogs für Hauptreihensterne im Morgan-Keenan-Klassifikationsschema, um Bio-Signaturen von Basis-Signalen zu unterscheiden.
Sternentypen entlang der Hauptreihe. Bildnachweis: NASA/Goddard Spaceflight Center
„Das Zusammenspiel zwischen der Atmosphäre des Planeten und ultraviolettem Licht des Zentralsterns bestimmt, welche Gase die besten Biomarker sind“, sagt der leitende Missionsforscher Kevin France (University of Colorado) in einer kürzlichen Pressemitteilung. „Das Wissen um die ultravioletten Spektren dieser Sterne wird uns helfen, die vielversprechendsten Stern-Planeten-Umgebungen mit zukünftigen NASA-Observatorien zu finden.“
Das jüngste Ziel für den SISTINE-2-Start war Procyon A, der hellste Stern im Sternbild Kleiner Hund, 11,5 Lichtjahre entfernt. Obwohl Procyon A ein F-Typ-Stern ist, der etwas heißer als unsere Sonne ist und einen weißen Zwerg als Begleiter hat, sind keine Exoplaneten bekannt.
Procyon (im Zentrum des Sichtfelds). Bildnachweis: Stellarium.
Die Ergebnisse des SISTINE-Projekts könnten einen großen Beitrag zum ultimativen Ziel leisten, einen Exoplaneten mit Leben zu finden. Nächsten Sommer plant das Team einen dritten Start vom Arnhem Space Center in Nhulunbuy, Australien. Der Standort auf der Südhalbkugel wird dem SISTINE-Detektor Blicke auf das Alpha-Centauri-System mit G- und K-Typ-Sternen als Hauptsterne sowie den Roten Zwerg Proxima Centauri ermöglichen, der den nächstgelegenen bekannten Exoplaneten besitzt.
Die Exoplanetenforschung könnte im nächsten Jahrzehnt spannend werden. Die jüngste Decadal Survey für Astronomie und Astrophysik kündigte Pläne für ein 6-Meter-Weltraumteleskop als den nächsten echten Nachfolger des Hubble-Teleskops an, eine Art Kompromiss zwischen den vorgeschlagenen Teleskopen LUVIOR (Large Ultra-Violet Infrared Optical Surveyor) und HabEx (Suche nach bewohnbaren Exoplaneten). Ein solches Instrument könnte eine beispiellose Himmelsdurchmusterung bei UV-Wellenlängen durchführen, einschließlich Sterne mit bekannten Exoplaneten und möglicherweise Leben.
Ein Raketenstart (weißer vertikaler Streifen, Mitte des Bildes) vom White Sands Besucherzentrum aus gesehen. Bildnachweis: Dave Dickinson
Wir könnten in den kommenden Jahrzehnten kurz vor der Entdeckung von Leben anderswo im Universum stehen, und SISTINE könnte den Weg ebnen.
