Die Suche nach neuen unentdeckten Welten

Mehr als 150 Milliarden Sterne bewegen sich innerhalb der Milchstraße. Die meisten Sterne bewegen sich in der galaktischen Ebene, in ausgedehnten Spiralarmen. In den Spiralarmen der Milchstraße sind riesige Mengen an Gas und Staub konzentriert. Gashaltige Staubwolken sind die Geburtsstätten neuer Sterne und Planeten.

Mit Teleskope auf der Erde und im Weltraum wird das Universum in allen Wellenlängen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums erforscht. Spektren verschiedener kosmischer Objekte enthalten chemische und physikalische Daten, über Elemente in Nebeln, protoplanetare Scheiben, Stern,- und Planeten Atmosphären, die Stärke von Magnetfeldern, Begleitsterne in Doppel,- und Mehrfachsternsystemen, Planeten und andere Himmelskörper.

Spezielle Flugzeuge, Satelliten und Teleskope wurden für die Erforschung des Weltraums in allen Wellenlängen Bereichen entwickelt:

Radioteleskope

Radiogalaxien, Quasare.

Infrarot Teleskope

Interstellarer Staub, Staubscheiben, Planeten

Optische Teleskope

Sichtbarer Himmel, Planeten.

Ultraviolett Satteliten

Interstellares Gas, Sternentstehungsregionen, Sternatmosphären, Massereiche Sterne, Weiße Zwerge, Protosterne

Röntgen Satelliten

Neutronensterne

Gamma Satteliten

Gamma Ray Brust, kosmische Strahlung, Zerfall radioaktiver, schwerer Elemente.

Die Sensoren des Infrarot Satteliten IRAS entdeckten in den 80. Jahren etwa 250000 Infrarot Quellen im Universum. Zu diesen Quellen zählen, das galaktische Zentrum, Nebel, Sterne, Quasare, Kometen und Asteroiden. Die Entdeckung einer Scheibe aus winzigen Staubteilchen um den Stern Wega, war ein erster Hinweis auf die Existenz protoplanetarer Scheiben.

Im August 2003 startete die NASA ein neues Infrarot Weltraum Teleskope. Die Sensoren des Teleskops ermöglichen, die Erforschung von Staubscheiben jeden Alters und die Beantwortung von Fragen nach der Entstehung von Planeten. Zu den ersten Beobachtungen des neuen Teleskops zählten Planetesimale um den Stern Formalhaut und deutliche Aufnahmen des interstellaren Staubes in der Galaxie M81.

In Richtung des Sternbildes Taurus entdeckte das Spitzer Space Teleskope in der Sternentstehungsregion RCW49 in 13700 Lichtjahren Entfernung organische Partikel, die sich in staubhaltigen Scheiben um mehr als 300 junge Sterne verteilen. In einigen Systemen konnten eisige Partikel die mit Wasser, Methanol und  Kohlendioxid überzogen sind nachgewiesen werden.

Die Staubscheibe des Sterns CoKu4 Taurus, Sternbild Taurus weist eine Lücke auf, die auf die Existenz eines jupiterähnlichen Protoplaneten hindeutet. Das Sonnensystem ist erst 1 Millionen alt. Das Entwicklungsstadium des Planeten ähnelt der frühesten Entwicklungsphase des Jupiters vor mehr als 4,6 Milliarden Jahren.

Das Hubble Space Teleskope fotografierte Staubscheiben die Sterne im Orion Nebel umgeben. Der Stern Epsilon Eridiani in 10,5 Lichtjahren Entfernung ist umgeben von einer Staubscheibe in der Planeten und zwei Asteroiden Gürtel entdeckt worden sind. In dem sonnensystemähnlichen Planetensystem könnten wasserreiche Gesteinsplaneten entstehen auf denen in Milliarden Jahren Leben entstehen könnte.

1999 beobachtete das HST den ersten Planeten Transit bei dem 140 Lichtjahren entfernten Stern HD 209458A  im Sternbild Pegasus. Der Planet HD 209458 b ist eine extrem heiße Welt, die ihren Stern in nur  3,5 Tagen in einer Entfernung von 4,3 Millionen km umkreist. Dem HST gelang die erste Beobachtung und Analyse einer Planetenatmosphäre außerhalb des Sonnensystems. In der heißen Atmosphäre des Planeten wurden die Elemente Sauerstoff, Kohlenstoff, Natrium und Wasserstoff nachgewiesen. Die obere Atmosphäre des Planeten verdampft in einen gasförmigen Schweif, ähnlich dem Gasschweif eines Kometen, in den Weltraum.

Wissenschaftler der NASA und des California Institut of Technology konnten durch Aufnahmen des Hubble Space Teleskops und des Spitzer Space Teleskope, die Kenntnisse über die Entwicklung der Sterne, Planeten, protoplanetare Scheiben und die Vorgänge die zur Entstehung unseres Sonnensystems führten vertiefen und den direkten Zusammenhang zwischen Scheiben und Planeten eindeutig beweisen.

Das HST fing ein detailliertes Bild einer hellen planetaren Scheibe, die einen sonnenähnlichen jungen Stern umhüllt ein. Der Stern HD 107146A ist 88 Lichtjahre entfernt und zwischen 50 bis 200 Millionen Jahre alt. In diesen Zeitraum könnten Gasriesen entstanden sein und sich noch Gesteinsplaneten bilden. Eine innere Lücke in der gasförmigen Scheibe deutet auf einen Planeten hin, der den Raum leergefegt hat. Die HST Aufnahme zeigt den bisher besten Blick auf das von einer Scheibe reflektierte Licht und wie das Sonnensystem in der Vergangenheit ausgesehen haben könnte.

Dem Spitzer Space Teleskope gelang die erste Beobachtung von dunkler Scheibenmaterie und Planetesimalen um sonnenähnliche Sterne, von denen bekannt ist, dass sie Planeten besitzen. Einige Sterne die etwa vier Milliarden Jahre alt sind, werden von Gasplaneten umkreist, möglicherweise könnten Gesteinsplaneten entstanden sein. Untersucht wurden 26 sonnenähnliche Sterne, die zwischen 50 bis 160 Lichtjahren Entfernung. Ihre Scheiben leuchten 100mal schwächer als die Scheiben, die vom Hubble Space Teleskope aufgenommen wurden. Protoplanetare Scheiben sind in ihrer Frühphase dicht und leuchten hell. Mit der Zeit verblassen die Scheiben und werden kleiner.

Nach Millionen von Jahren haben sich aus den Partikeln der Gaswolke Planeten gebildet. Die restliche Materie bildet Asteroiden und Kometenmassen, die sich ähnlich den Asteroidengürtel, Kuipergürtel und der Orthschen Wolke in den Sonnensystemen verteilen. Asteroiden und Kometen bewegen sich auf regulären und irregulären Bahnen und können mit den Planeten kollidieren.

Diese Kollisionen sind in der Frühphase eines Sonnensystems häufig und nehmen mit der Zeit ab. Aus einer Kollision der jungen Erde mit einem marsgroßen Protoplaneten entstand vor 4,6 Milliarden Jahren der Mond. Planet - Mondsysteme könnten auch in anderen Sonnensystemen sehr wahrscheinlich sein.

Am 6.3.2009 startete die NASA, das Weltraum Teleskope Kepler. Das Ziel der Mission ist die Beobachtung periodischer Transits erdähnlicher Planeten bei sonnenähnlichen Sternen. Wenn viele erdähnliche Planeten nachgewiesen werden könnten, wäre dies ein erstes Indiz, das unter bestimmten Bedingungen überall in der Milchstraße belebte Welten existieren.

Hans G.

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