Panorama

Verlängerung für Cheops-Mission

20.03.2023 - Weltraumteleskop wird weiter nach Exoplaneten und ihren Monden suchen.

Nach mehr als drei Jahren in der Umlaufbahn wurde die Mission des Weltraumteleskops Cheops nun verlängert. Cheops wird von der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf koordiniert und ist ein gemeinsames Projekt der Europäischen Weltraum­organisation (ESA) und der Schweiz. Am 7. März bestätigte der Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA die Fortsetzung des Betriebs bis 2026 und eine indikative Verlängerung bis 2029, abhängig von den laufenden Verpflichtungen der nationalen Förderer und Partner. Seit seinem Launch im Dezember 2019 haben die äußerst präzisen Messungen des Satelliten zu mehreren wichtigen Entdeckungen auf dem Gebiet der Exoplaneten­forschung beigetragen. Die Verlängerung wird es ermöglichen, diese faszinierenden Welten im Orbit anderer Sterne noch genauer zu untersuchen.

 

Im Gegensatz zu früheren Satelliten, die neue Exoplaneten durch die gleichzeitige Beobachtung von zehntausenden Sternen aufspüren sollten, wurde Cheops für die Beobachtung einzelner Sterne optimiert und zielt auf diejenigen, von denen bereits bekannt ist, dass sie Exoplaneten beherbergen. Ziel von Cheops ist es daher, über eine bloße Bestands­aufnahme von Exoplaneten hinauszugehen und einige ihrer Haupt­eigenschaften, insbesondere ihre Größe, mit äußerster Präzision zu messen. Diese Präzision ermöglicht es den Astronomen, Rückschlüsse auf die Zusammensetzung dieser Planeten zu ziehen: Die Kombination der Cheops-Größen­messung mit der zuvor bekannten Planetenmasse ergibt die Dichte. Dichte Planeten wie die Erde bestehen hauptsächlich aus Gestein und Metallen, während Planeten mit geringer Dichte wie der Jupiter hauptsächlich aus Gas bestehen. Da diese Zusammensetzungen das Ergebnis des Planeten­entstehungs­prozesses sind, öffnet deren Kenntnis ein Fenster zur Geschichte der Planetensysteme und setzt unser eigenes Sonnensystem in einen größeren Kontext.

„In dieser Hinsicht war die Mission äußerst erfolgreich“, betont Willy Benz, emeritierter Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Leiter des CHEOPS-Konsortiums, „die Präzision von CHEOPS hat alle Erwartungen übertroffen und es uns ermöglicht, die Eigenschaften mehrerer der interessantesten Exoplaneten zu bestimmen.“

So hat das Cheops-Teams durch genaue Beobachtung der Helligkeitsveränderungen beim Vorbeiziehen des Planeten WASP-103b an seinem Stern festgestellt, dass der Planet durch die starke Schwerkraft des nahen Sterns in die Form eines Rugbyballs verformt wird. Planeten dieser Art sind so heiß, dass Cheops ihr Leuchten auch auf ihrer Umlaufbahn erkennen konnte. „Das mit Cheops bei dem Planeten WASP-189b entdeckte Leuchten beträgt nur ein paar Millionstel des vom Stern ausgesandten Lichts und hängt mit der Temperatur der Planetenatmosphäre sowie deren Wolkenbedeckung zusammen. Damit ist klar, dass Cheops viel mehr kann als nur die Größe von Planeten zu messen“, erklärt David Ehrenreich von der Universität Genf, Co-Leiter des internationalen Teams von über hundert Wissenschaftlern, die an der Auswertung der Mission beteiligt sind.

Die Hauptmission von Cheops war für eine Dauer von dreieinhalb Jahren, also bis September 2023, angelegt. Die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Ergebnisse der Mission wird durch die Veröffentlichung von mehr als fünfzig auf Cheops-Daten basierenden wissenschaftlichen Artikeln in inter­nationalen Fachzeit­schriften belegt. Der Satellit wurde inmitten einer weltweiten Pandemie erfolgreich betrieben, und sein Gesundheitszustand ist im Hinblick auf die rauen Bedingungen im Weltraum, wo er ständig von kosmischer und hoch­energetischer Strahlung bombardiert wird, ausgezeichnet. All diese Faktoren haben das Cheops-Team dazu veranlasst, eine Verlängerung der Mission über das Jahr 2023 hinaus vorzuschlagen.

Die Verlängerung des Cheops-Betriebs wurde nun vom Ausschuss für das Wissenschaftsprogramm der ESA bis mindestens 2026 genehmigt, vorausgesetzt, die nationalen Förderer und Partner leisten weiterhin Unterstützung. Die Mitglieder des Cheops-Teams stammen aus vierzig Institutionen in ganz Europa: Neben der ESA haben sich elf Länder, darunter die Schweiz in einer führenden Rolle, zusammen­geschlossen, um das Teleskop zwischen 2012 und 2019 zu finanzieren und zu bauen. „Cheops kann für die Verlängerung der Mission weiterhin auf die starke Unterstützung der beteiligten Finanzierungs­agenturen zählen, darunter auch der Schweiz, deren führende Rolle bei der CHEOPS-Mission (einschließlich des verlängerten Betriebs) durch ihre Mitgliedschaft in der ESA und ihre Teilnahme am PRODEX-Programm ermöglicht wird“, sagt Oliver Botta, Vorsitzender des Cheops-Lenkungsausschusses.

Mit der nun genehmigten Missions­verlängerung plant das Cheops-Team, den Satelliten weiterhin für seine Kernaufgaben einzusetzen aber gleichzeitig auch neue Beobachtungs­methoden auszuprobieren. „Wir haben bisher nur an der Oberfläche von Cheops' Fähigkeiten gekratzt. Der Satellit bietet noch viel mehr wissenschaftliche Möglichkeiten, und wir freuen uns darauf, diese während der Verlängerung auszuloten“, erklärt Benz. „Ein sehr spannendes Ergebnis wäre die Entdeckung des ersten Exomonds“, verrät Ehrenreich. „Viele Planeten in unserem Sonnen­system haben Monde. Wir erwarten deshalb, dass wir diese auch in der Umlauf­bahn von Exoplaneten finden werden, und wir beobachten bereits einige Kandidaten. Es ist jedoch schwierig, Exomonde zu entdecken, weil sie sehr klein und ihre Signaturen daher eher schwach sind. Cheops ist jedoch präzise genug, um Exomonde in der Größe des Planeten Mars zu finden, der doppelt so groß ist wie unser Mond. Wenn solche Exomonde in den von uns beobachteten Systemen existieren, könnten wir sie während der verlängerten Mission finden.“

U. Bern / DE

 

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