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Auf der Suche nach dem Ursprung von Planetenatmosphären

21.03.2018

Neue Exoplanetenmission ARIEL mit Beteiligung der Universität Wien

Die Europäische Weltraumagentur ESA hat das Weltraumobservatorium ARIEL als neue Exoplanetenmission mit geplantem Start im Jahr 2028 ausgewählt. Das Institut für Astrophysik der Universität Wien ist maßgeblich an der Mission beteiligt. ARIELs Ziel ist es, fundamentale Fragen zur Entstehung und Evolution von extrasolaren Planetensystemen zu beantworten. Während ihrer vierjährigen Mission wird ARIEL 1.000 Planeten in der Umlaufbahn um andere Sterne beobachten und die chemische Zusammensetzung von Planetenatmosphären untersuchen.


ARIEL fächert das Sternlicht, welches die Planetenatmosphäre durchdrungen hat, in seine Farben auf und misst damit die chemische Zusammensetzung der Gase.

Copyright: ESA


Künstlerische Darstellung des Fluges von ARIEL zu seinem Bestimmungsort außerhalb der Erdbahn.

Copyright: ESA/STFC RAL Space/UCL/Europlanet-Science Office

ARIEL wurde in einem internationalen Konsortium von über 60 Instituten aus 15 ESA-Mitgliedsstaaten, darunter Österreich, entwickelt. Der Leiter der Österreichischen Beteiligung, Manuel Güdel von der Universität Wien, sagt: "Auch wenn wir bisher ca. 3.800 Exoplaneten entdeckt haben, so bleiben ihre Eigenschaften und ihre Zusammensetzung noch immer rätselhaft. ARIEL wird eine genügend große Anzahl dieser Planeten untersuchen, um die komplexen chemischen Vorgänge in ihren Atmosphären zu charakterisieren. Damit können wir die Frage beantworten, wie diese Planeten um andere Sterne aufgebaut und wie sie entstanden sind."

ARIEL wird verschiedene Planeten in der Größe von Jupiter oder Neptun sowie sogenannte Supererden (Planeten im Größenbereich zwischen der Erde und Neptun) beobachten. "Der Stern selbst, und insbesondere seine Magnetfelder mit seiner Ultraviolett- und Röntgenstrahlung, sind mitverantwortlich dafür, wie sich Atmosphären verhalten und entwickeln", erklärt Theresa Lüftinger, ebenfalls vom Institut für Astrophysik der Universität Wien.

Warme und heiße Exoplaneten in einer engen Umlaufbahn um ihren Stern stehen im Zentrum der Aufmerksamkeit der ARIEL-Mission. Gerade auf solchen Planeten kann die Atmosphärenchemie besonders gut untersucht werden. Die bis zu 2.000 Grad heißen Atmosphärenschichten lassen die verschiedenen Moleküle optimal zirkulieren und hindern sie am Absinken in tiefe Schichten oder an der Bildung von undurchsichtigen Wolken. Umgekehrt steigen auch Moleküle aus tiefen Schichten des Planeten in die obere Atmosphäre hinauf, womit sie von ARIEL detektiert werden können und damit Aufschluss über den Aufbau und die Entstehungsgeschichte des Planeten geben.

ARIEL wird mit einem metergroßen Spiegelteleskop sichtbares Licht und Infrarotlicht von Sternen aufnehmen. Ein Spektrometer spaltet das Licht in einen "Regenbogen" auf, in dem dann die "Fingerabdrücke" von Atmosphärengasen auftauchen, sobald der Planet an seinem Stern vorüberzieht. Bei der Analyse kommt die Instrumentenexpertise des Instituts für Astrophysik zum Tragen. "Die mit Ariel geplanten Messungen von Spektren von Exoplanetenatmosphären sind nur durch das von uns entwickelte hochgenaue Nachführsystem des Teleskops möglich. Die kleinste Abweichung in der Ausrichtung des Instruments würde die schwachen Planetensignale verschmieren", sagt der Verantwortliche für die Softwareentwicklung, Roland Ottensamer.

ARIEL wird nach derzeitiger Planung im Jahr 2028 vom Weltraumbahnhof Kouru in Französisch-Guayana gestartet und in einer Distanz von rund 1,5 Millionen Kilometern von der Erde geparkt. Dort wird der Satellit vom Sonnenlicht abgeschirmt. Die Mission ist eine weitere in einer Reihe von astrophysikalischen Observatorien mit Wiener Beteiligung. Franz Kerschbaum, Leiter der Weltrauminstrumentierungsgruppe: "Wir können bei ARIEL auf unsere in den letzten zwei Jahrzehnten aufgebaute Erfahrung im Bereich von Flugsoftware für Weltraummissionen aufbauen. Damit sind wir für viele internationale Teams erste Ansprechpartner für solche Problemstellungen geworden."

Die wissenschaftlichen Entdeckungen von ARIEL werden das Verständnis des Ursprungs und der Evolution von Planetensystemen revolutionieren und den WissenschafterInnen helfen, unser eigenes Sonnensystem mit vielen unterschiedlichen Systemen in unserer Galaxie zu vergleichen.

Weitere Informationen:
http://space.univie.ac.at
http://<http://ariel-spacemission.eu
http://sci.esa.int/cosmic-vision/59796-esa-s-next-science-mission-to-focus-on-na...;

Wissenschaftliche Kontakte:
Univ.-Prof. Dr. Manuel Güdel
Institut für Astrophysik
Universität Wien
T +43-1-4277-538 14
M +43 664 60277 538 14
manuel.guedel@univie.ac.at

Dr. Theresa Lüftinger
Institut für Astrophysik
Universität Wien
T +43-1-4277-518 73
M +43 699 195 28820
theresa.rank-lueftinger@univie.ac.at

Ao. Univ.-Prof. Dr. Franz Kerschbaum
Institut für Astrophysik
Universität Wien
T +43-1-4277-518 56
M +43 664 60277 518 56
franz.kerschbaum@univie.ac.at

Dr. Roland Ottensamer
Institut für Astrophysik
Universität Wien
T +43-1-4277-518 83
roland.ottensamer@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Offen für Neues.
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.500 MitarbeiterInnen, davon 6.600 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 94.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit 174 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. http://www.univie.ac.at

Stephan Brodicky | Universität Wien

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