Weltraumteleskop Cheops von der «guten Stube» aus getestet

Das Schweizer Weltraumteleskop Cheops ist bereit für seinen Dienst im Namen der Wissenschaft. Die nötigen Tests konnten erfolgreich abgeschlossen werden - wegen der Corona-Pandemie vom Homeoffice aus.

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Die Grössenverhältnisse zwischen Erde, Jupiter und dem beobachteten Exoplaneten Kelt-11b.
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Das Cheops-Team beobachtete einen Stern namens HD 88111. Der Stern liegt 175 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Hydra.

Die Grössenverhältnisse zwischen Erde, Jupiter und dem beobachteten Exoplaneten Kelt-11b.

Universität Bern
(sda)

«Hallo Homeoffice, wir haben kein Problem». So etwa könnte die Botschaft aus der Erdumlaufbahn an die Verantwortlichen der Cheops-Mission Ende März gelautet haben. Dass die Testphase trotz der Corona-Pandemie erfolgreich abgeschlossen werden konnte, schreibt der Berner Astrophysikprofessor Willy Benz dem Umstand zu, dass «die Mission über eine weitgehend automatisierte Betriebskontrolle verfügt, die es ermöglicht, auch von zu Hause aus Befehle zu senden und Daten zu empfangen».

Nun wurde das Weltraumteleskop für wissenschaftsreif erklärt, wie die Universitäten Bern und Genf in einer Mitteilung vom Donnerstag bekannt gaben. Cheops ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Schweiz unter Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf.

Cheops steht für «CHaracterising ExOPlanets Satellite» und dient der Untersuchung bereits bekannter Exoplaneten, um unter anderem zu bestimmen, ob auf ihnen lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

Extrem präzise

In den vergangenen drei Monaten testeten und kalibrierten Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker das Weltraumteleskop ausgiebig. Dabei stellten sie fest, dass alle Systeme wie erwartet oder sogar besser als erwartet funktionierten.

Cheops ist ein extrem präzises gerät, das in der Lage ist, Exoplaneten von der Grösse der Erde zu entdecken. «Der kritischste Test bestand darin, die Helligkeit eines Sterns auf eine Abweichung von 0,002 Prozent (20 Millionstel) genau zu messen», wird Benz in der Mitteilung der beiden Universitäten zitiert.

Diese Präzision sei erforderlich, um die Verdunkelung durch den Durchgang eines erdgrossen Planeten vor einem sonnenähnlichen Stern gut zu erkennen. Bei der Beobachtung eines Sterns namens HD 88111 im Sternbild Hydra erzielte das Teleskop einen Wert von 0,0015 Prozent (15 Millionstel).

Schwimmender Exoplanet

Das Team beobachtete zahlreiche weitere Sterne, darunter einige, von denen bekannt ist, dass Planeten um sie kreisen, sogenannte Exoplaneten. Unter anderem zielte Cheops auf das Planetensystem HD 93396, das 320 Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild der Sextans liegt.

Dieses System besteht aus einem riesigen Exoplaneten namens Kelt-11b, der 2016 entdeckt wurde und der in 4,7 Tagen den Stern HD 93396 umkreist. Der Stern ist fast dreimal so gross wie die Sonne.

Das Team wählte dieses spezielle System, weil der Stern so gross ist, dass der Planet lange braucht, um vor ihm vorbeizuziehen, nämlich fast acht Stunden.

«Dies gab Cheops die Gelegenheit, seine Fähigkeit zu demonstrieren, lange Transitereignisse einzufangen. Diese sind vom Boden aus nur schwer zu beobachten, weil die Nächte, in denen es möglich ist, acht Stunden lang mit hoher Qualität zu beobachten, sehr selten sind», erklärt Didier Queloz, Professor am Departement für Astronomie an der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Genf und Sprecher des CHEOPS-Wissenschaftsteams.

Der gemessene Transit von Kelt-11b erlaubte es, die Grösse des Exoplaneten zu bestimmen. Dieser hat einen Durchmesser von 181’600 km. Zum Vergleich: Der Durchmesser der Erde beträgt nur etwa 12’700 km, derjenige des Jupiters dagegen - des grössten Planeten unseres Sonnensystems - 139’900 km.

Der Exoplanet Kelt-11b ist also grösser als Jupiter, mittlerweile ist er aber fünfmal weniger massiv als dieser, was eine extrem geringe Dichte bedeutet: «Dieser Exoplanet würde in einem Aquarium schwimmen, das gross genug ist», sagt David Ehrenreich, Cheops-Projektwissenschaftler von der Universität Genf.

Diese Messungen des Weltraumteleskops seien fünfmal genauer als solche von der Erde aus, betont Benz. «Dies gibt einen Vorgeschmack darauf, was wir mit Cheops in den kommenden Monaten und Jahren erreichen können.»