Schattenspiel: Die Erde als Exoplanet

Viele Amateurastronomen kommen am 21. Januar 2019 früh. Sehr früh. Bereits gegen dreißig begann das, was etwa zwei Stunden später in einer totalen Mondfinsternis gipfelte.

Das Experiment:

Ö1 Zustellnachricht:

Dieses Thema ist auch gewidmet Beitrag Kenntnisse derzeit am 18. September 2020.

Eine solche Mondfinsternis auf der Erde entspricht immer einer Sonnenfinsternis auf dem Mond. Matthias Mallonn Vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam war es verlockend, eine Sonnenfinsternis vom Mond aus zu beobachten. Dafür gibt es einen Umweg. Sonnenlicht geht durch die Erdatmosphäre und trifft dann auf den Mond und der Mond reflektiert ihn. “Also nehmen wir das vom Mond reflektierte Licht und untersuchen es, indem wir den Mond betrachten”, erklärt der Astrophysiker.

Der Glanz der Erde gibt ihm Licht

So gelang es den Wissenschaftlern, eine Beobachtung des Mondes zu simulieren. Sie nennen das Sonnenlicht – analog zum Sonnenschein – das Sonnenlicht, das auf den Mond fällt, nachdem er die Erdatmosphäre passiert hat. Die Atmosphäre verändert das Sternenlicht. Etwas Licht wird entfernt; Stattdessen erscheinen die Absorptionslinien für bestimmte chemische Elemente. “Abhängig von den Wellenlängen, die im Licht fehlen, kann man ableiten, wie sich die Atmosphäre des Planeten chemisch zusammensetzt”, sagt Mallonn.

Ernie Wright, Wissenschaftliches GSFC-Visualisierungsstudio der NASA

Der Mond im Licht der Erde

Der Boden besteht aus Sauerstoff, Wasser, Kalzium, Kalium und Natrium. Wissenschaftler konnten die Absorptionslinien dieser Atome und Moleküle im Spektrum des Erdglühens während der Mondfinsternis im Januar 2019 entdecken.

Es gibt Sauerstoff auf der Erde!

Die US-Raumfahrtbehörde kam zu dem gleichen Schluss NASA. Ihre Das Hubble-Weltraumteleskop hatte auch das Licht der Erde während der Mondfinsternis im Januar letzten Jahres betrachtet. Sowohl Europäer als auch Amerikaner aus den Vereinigten Staaten kamen zu dem gleichen Ergebnis, d. H. Sie haben die gleichen chemischen Elemente in der Erdatmosphäre entdeckt.

Und das war wirklich nicht überraschend. “Der Beweis für diese Elemente hat keine wissenschaftliche Bedeutung”, gibt Matthias Mallonn zu. “Wir haben nichts Neues über die Erdatmosphäre gelernt.” Weil es natürlich bekannt war, dass es diese und andere chemische Elemente enthielt. “Für uns ging es aber um die Frage, ob wir sie mit dieser Messmethode nachweisen können – denn dann könnten wir sie später auf diese Weise in der Atmosphäre von Exoplaneten nachweisen.”

Beweis für Leben

Das war der Zweck dieser komplizierten Operation, von der Sonne über die Erdatmosphäre bis zum Mond und zurück: Können chemische Elemente in der Atmosphäre eines Planeten nachgewiesen werden, wenn das Licht seines Heimatsterns durch die Atmosphäre des Planeten scheint? “In der Atmosphäre von Exoplaneten werden wir bald nach Molekülen suchen, die in irgendeiner Weise mit dem Leben in Verbindung gebracht werden können, dh Sauerstoff, Wasser, Methan und Ozon”, fügt der Astrophysiker hinzu. Wilhelm Kley vom Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen. “Deshalb haben wir Europäer und auch die Amerikaner in diesem Fall besonders nach Sauerstoff und Wasser in der Erdatmosphäre gesucht.” Sauerstoff ist besonders interessant, weil er von Pflanzen durch Photosynthese auf der Erde gebildet wird – ein Lebenszeichen.

Test bestanden – das Verfahren hat funktioniert. Astronomen wissen jetzt, auf welche Absorptionslinien sie achten müssen, wenn sie beispielsweise in der Atmosphäre eines Exoplaneten nach Sauerstoff, Wasserstoff oder Ozon suchen. „Wenn Sie beispielsweise Informationen über Sauerstoff haben, können Sie Rückschlüsse darauf ziehen, ob die Erde bewohnt ist oder nicht. Aber wir wissen, dass es bewohnt ist “, lächelt Kley. Erde, ja – aber wir wissen noch nichts über die 4000 Exoplaneten.

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