Das römische Weltraumteleskop Nancy Grace der NASA übertrifft bereits vor dem Start in den nächsten 12 bis 18 Monaten die Erwartungen. Forscher bestätigen nun, dass das Teleskop in der Lage sein wird, seismische Wellen in über 300.000 Roten Riesensternen zu messen – eine Fähigkeit, die die Art und Weise, wie wir Exoplaneten und die Struktur der Milchstraße untersuchen, grundlegend verändern wird.
Die einzigartigen Fähigkeiten des Teleskops
Das römische Weltraumteleskop ist ein Vermessungsinstrument mit einem 2,4-Meter-Spiegel, vergleichbar mit Hubble, aber mit einem 100-mal größeren Sichtfeld. Zu seinen Hauptaufgaben gehören die Erforschung dunkler Materie und dunkler Energie sowie die Durchführung der Galactic Bulge Time-Domain Survey, bei der Millionen von Sternen im zentralen Bulge der Milchstraße untersucht werden. Diese Untersuchung konzentriert sich auf die Erkennung von Exoplaneten mittels Gravitationsmikrolinsen, einer Technik, die die Krümmung der Raumzeit nutzt, um das Licht entfernter Objekte zu verstärken.
Diese Methode ermöglicht die Erkennung auch dann, wenn Planeten zu schwach sind, um sie direkt sehen zu können. Das Teleskop wird auf eine vorübergehende Aufhellung achten, wenn die Schwerkraft eines Planeten das Licht eines Hintergrundsterns beugt und verstärkt. Dies unterscheidet sich von Sternoszillationen, bei denen interne Vibrationen subtile Helligkeitsschwankungen verursachen.
Asteroseismologie: Sternengeheimnisse entschlüsseln
Die Untersuchung dieser Sternschwingungen – Asteroseismologie – enthüllt die Masse, Größe und das Alter eines Sterns. Diese Informationen sind von unschätzbarem Wert für das Verständnis der Planeten, die sie umkreisen. Das Kepler-Weltraumteleskop hat zuvor asteroseismische Daten für 150.000 Sterne gemessen, aber Roman ist bereit, diese Zahl in den Schatten zu stellen.
Durch die Analyse der Kepler-Daten mit den erwarteten Fähigkeiten von Roman gehen Wissenschaftler nun davon aus, dass es Schwingungen an Roten Riesensternen mit beispielloser Genauigkeit erkennen wird. Rote Riesen sind hell und vibrieren häufig, was sie zu idealen Zielen für Romans Beobachtungen im 12-Minuten-Takt über einen Zeitraum von 70,5 Tagen macht.
„Asteroseismologie mit Roman ist möglich, weil wir das Teleskop nicht um etwas bitten müssen, was es nicht bereits geplant hat“, erklärt Marc Pinsonneault von der Ohio State University.
Der Galaktische Bulge: Ein Fenster in die Geschichte der Milchstraße
Romans Untersuchung wird sich auf den Bulge der Milchstraße konzentrieren – den ältesten Teil unserer Galaxie, in dem sich das supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A* befindet. Viele Sterne in dieser Region entwickeln sich zu Roten Riesen, und Roman wird voraussichtlich bei über 300.000 von ihnen seismische Wellen beobachten, die in bestimmten Projektionen möglicherweise 648.000 erreichen werden. Dies wird der größte asteroseismische Datensatz sein, der jemals gesammelt wurde.
Das Verständnis dieser Wirtssterne wird unsere Suche nach bewohnbaren Exoplaneten verfeinern. Noch wichtiger ist, dass das Teleskop auch Aufschluss über das Schicksal der Planeten geben wird, wenn sich ihre Sterne zu Roten Riesen ausdehnen. Planeten in der Nähe des Sterns werden zerstört, weiter entfernte Planeten könnten jedoch überleben. Die Beobachtungen werden Astronomen helfen, die Wahrscheinlichkeit des Schicksals unseres eigenen Sonnensystems zu verstehen, da Merkur, Venus und möglicherweise die Erde mit zunehmendem Alter der Sonne zur Zerstörung verurteilt sind.
Jenseits von Exoplaneten: Aufdeckung der Vergangenheit der Milchstraße
Die asteroseismischen Daten werden auch als Leitfaden für die Geschichte der Milchstraße dienen, insbesondere für ihre Ausbuchtung, die durch Staub verdeckt und im sichtbaren Licht schwer zu beobachten ist. Das durch diese Schwingungen sichtbare Alter der Sterne wird Hinweise auf die Entstehung und Entwicklung der Galaxie geben.
„Eigentlich wissen wir nicht viel über den Bulge unserer Galaxie … Was wäre, wenn dort junge Sterne begraben wären? Roman wird ein völlig anderes Fenster zu den Sternpopulationen im Zentrum der Milchstraße öffnen. Ich bin auf Überraschungen vorbereitet“, sagt Pinsonneault.
Die Entdeckung unerwarteter junger Sterne im Bulge würde aktuelle Modelle der galaktischen Entwicklung in Frage stellen. Romans Beobachtungen versprechen einen transformativen Schritt in der Astrophysik, der weit über die ursprünglichen Ziele hinausgeht.
Das römische Weltraumteleskop wird einen beispiellosen Datensatz liefern, der nicht nur die Exoplanetenwissenschaft revolutioniert, sondern auch entscheidende Einblicke in die Struktur, Geschichte und Zukunft unserer Galaxie liefert.
