Kein Thema fasziniert Astronomen und die Öffentlichkeit so sehr wie Exoplaneten.
Wie sehen sie aus? Könnten wir dort atmen? Ist auf ihnen Leben möglich?
Um diese Fragen zu beantworten, müssen wir die dünnen Atmosphären dieser weit entfernten Objekte erkennen und erforschen.
Die Atmosphäre eines Exoplaneten kann eine reiche Informationsquelle sein.
Indem sie den Aufbau und die Dicke der Atmosphäre bestimmen,
können Astronomen auf viele andere Charakteristiken schließen; wie die Temperatur des Planeten,
den Luftdruck oder ob Leben auf dem Planet möglich ist.
Doch ist es keine leichte Aufgabe, die Atmosphären der Exoplaneten zu erforschen.
Planeten selbst geben kein Licht ab und sind winzig im Vergleich zu ihren Sternen.
Die einzige Möglichkeit, die Atmosphäre der Exoplaneten zu erforschen ist das Licht ihrer Sterne zu beobachten
während sich der Exoplanet zwischen der Erde und dem Heimatstern bewegt - dies wird Transit genannt.
Während eines Transits fällt ein winziger Teil des Lichts seines Sterns durch die Atmosphäre des Planeten
und interagiert mit den dort enthaltenen chemischen Elementen.
Jedes Atom und jedes Molekül in der Atmosphäre absorbiert Licht bestimmter Wellenlängen,
während andere Wellenlängen vorbei dürfen.
Indem das Licht eines Sterns während eines Transits beobachtet wird,
können Astronomen den Fingerabdruck der Atmosphäre des Exoplaneten im Spektrum des Sternes finden.
Jedes Element erzeugt eindeutige dunkle Lininen - Absorptionslininen - im Spektrum.
Somit dienen diese Linien als chemischer Fingerabdruck und enthüllen die Zusammensetzung der Atmosphäre.
Außerdem: Je stärker die Linie, desto mehr des entsprechenden Elements ist in der Atmosphäre vorhanden.
Doch selbst die stärksten Linien der höchstkonzentrierten Elemente sind unglaublich schwach und schwer zu entdecken:
nur ein winziger Teil des Lichts reagiert mit der Atmosphäre des Exoplaneten.
Hubble ist eines der wenigen Teleskope, das stark genug ist, Studien an Atmosphären von Exoplaneten durchzuführen.
Es hat auch Instrumente zur Sammlung von Spektren von ultraviolett, über das optische, bis zum fast infraroten.
Dies ist unabdingbar um diese Atmosphären vollständig zu bestimmen.
Trotz der Kapazitäten von Hubble,
reizt die Analyse der Atmosphären der Exoplaneten die Möglichkeiten von Hubbles Instrumenten aus.
Das Teleskop kann nur die stärksten Linien einer Atmosphäre in einem gegebenen Spektrum erkennen.
Dies ist genug, uns eine Vorstellung des Aufbaus einer Atmosphäre und des Aussehens des Planeten zu machen,
aber es reicht nicht für die kleinen Details.
Obwohl Hubble seine Studien weiterführen und unser Verständnis für planetare Atmosphären erweitern wird,
benötigen Astronomen größere und empfindlichere Instrumente
um die schwächeren Signaturen der Atmosphärenspektren zu bestimmen:
Das geplante NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope wird genau dies können.
Transkribiert von ESO; Übersetzt von Dana Wittkowski