Das Adlerauge auf dem Roque: TNG sucht und findet erdähnliche Planeten

HARPS-North: präszisester Spektrograph der Welt analysiert Exoplaneten bis ins Detail. Sein Zwilling steht im Chile-Observatorium und heißt HARPS.

Das Observatorium auf dem Roque de los Muchachos ist eines der Symbole der Kanareninsel La Palma. Aus zwölf Anlagen auf dem höchsten Berg der Insel schauen Wissenschaftler aus der ganzen Welt ins Universum. Eine davon ist das Telescopio Nazionale Galileo (TNG), in dem italienische und spanische Forscher zusammenarbeiten. Wir haben mit zwei Mitarbeitern über die Suche nach erdähnlichen Planeten und die Möglichkeit außerirdischen Lebens gesprochen.

Unterm Dach des TNG fängt ein Spiegel mit einem Durchmesser von 3,58 Metern die Signale aus dem All ein. Diese werden vom „Herzstück“ der Anlage weiterverarbeitet – dem erst eineinhalb Jahre jungen HARPS-N. Diese Abkürzung steht für High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher for the Northern Hemisphere – und wir sprechen über den präzisesten Spektrographen der Welt. Seine Aufgaben: HARPS-N soll in erster Linie extrasolare Planeten entdecken und charakterisieren, die in etwa die Größe unserer Erde haben. TNG-Techniker Giovanni Tessicini erklärt, wie das Instrument funktioniert:

Das TNG-Teleskop: Spiegel fangen die Signale aus dem All ein, bevor sie HARPS-N weiterverarbeitet. Foto: La Palma 24

Das TNG-Teleskop: 78 Stellgeräte kalkulieren das optische Bild - dann werden die Signale aus dem All von HARPS-N weiterverarbeitet. Den 3,58 Meter großen TNG-Spiegel hat übrigens die deutsche Firma Zeiss hergestellt. Foto: La Palma 24

Die Beobachtungen basieren auf der sich verändernden Radialgeschwindigkeit eines Sterns, wenn dieser von einem Planeten umkreist wird. Dabei entstehen Schwingungen – und die kann HARPS-N messen. Dieser Spektrograph ist so sensibel, dass er Schwankungen von bis zu einem Meter pro Sekunde messen kann, die einem Planet in Größe der Erde entsprechen. Eine solche Präszison wäre noch vor 15 Jahren undenkbar gewesen – damals wurde die Radialgeschwindigkeit von Sternen noch in Kilometern pro Sekunde gemessen. Im TNG arbeiten wir derzeit an einem Projekt namens „Laser Comb“, mit dem wir in Zukunft Radialgeschwindigkeiten von bis zu 20 Zentimetern pro Sekunde messen wollen.

Kepler 78b: dieser erdähnliche Planet wurde bereits von HARPS-N vermessen.

Kepler 78b im Sternbild Schwan: dieser erdähnliche Planet wurde bereits von HARPS-N vermessen.

Das heißt, wir sind dann in der Lage, auch Planeten zu entdecken, die kleiner als die Erde sind.Die aktuelle Messgenauigkeit von einem Meter pro Sekunde erlaubt bereits jetzt, Planeten außerhalb unseres Sonnensystems unter die Lupe zu nehmen. Bestimmt werden können ihre Masse, ihre Elemente, ihre Temperatur, ihre Geschwindigkeit und ihr Abstand zum Stern, oder ob es Wasser gibt. Astronomin Gloria Andreuzzi erklärt, wie man im TNG kürzlich den Planeten Kepler 78b charakterisiert hat:

Gloria und Giovanni sind warm eingepackt: Im Teleskop selbst herrscht immer eine Temperatur von 5 Grad Celsius, damit es optimal arbeitet. Foto: La Palma 24

Der Kepler-Satellit hat uns eine Liste von Sternen geschickt, die von Planeten umkreist werden könnten. Wir kundschaften nun mit HARPS-N diese Planeten aus. Im Fall von Kepler 78b stellten wir fest, dass es sich im Blick auf Größe und Masse um einen erdähnlichen Planeten handelt. Aber Kepler 78b ist sehr heiß, wir haben Oberflächentemperaturen von bis zu 5.000 Grad gemessen, außerdem umrundet dieser Planet seinen Stern in nur achteinhalb Stunden. Damit ist Leben auf Kepler 78b ausgeschlossen. Neben dieser Erkenntnis ist für uns Wissenschaftler aber einfach von großer Bedeutung, dass wir inzwischen Planeten von der Größe der Erde entdecken können. Dieses Ziel erreichen bisher nur HARPS-N und sein Zwilling für die südliche Erdhemisphäre in Chile, genannt HARPS-S.

Gloria und Giovanni im Kontrollzentrum des TNG: Die Schicht der Nachtarbeiter beginnt gegen Abend. Foto: La Palma 24

Astronomin Gloria Andreuzzi und Tecnniker Giovanni Tessicini: Kontrollzentrum des Galileo-Teleskops. Foto: La Palma 24

Gloria, glaubst Du, dass man mit dem HARPS-N-„Adlerauge“ auch Planeten finden wird, auf denen es Leben gibt?Wir haben jetzt das Instrument, um die Bedingungen für Leben zu entdecken – etwa flüssiges Wasser, Gestein und Eisen, und ob der Planet seinem Stern nicht zu nahe ist. Dank dem Kepler-Satelliten haben wir mehr als 1.000 Exoplaneten auf dem Schirm und bereits festgestellt, dass zwei von ihnen der Erde ähneln.

TNG bei Nacht: Blick auf mehr als 200.000 Millionen Sterne allein in unserer Galaxie. Foto: Tessicini

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, Planeten zu finden, die Bedingungen für Leben bieten, Gloria?Wenn wir Glück haben, entdecken wir sie. Aber ich kann nicht sagen, dass es sie gibt, denn die Möglichkeiten sind so vielfältig und kompliziert...Giovanni weist extraterrestrisches Leben ebenfalls nicht von der Hand – vor allem im Blick auf die Größe des Universums:Allein in unserer Galaxie gibt es 200 Milliarden Sterne. Nehmen wir mal an, dass nur einer von tausend – und das ist sehr pessimistisch – ein ähnliches Planetensystem wie unseres hat. Dann hätten wir 200 Millionen Sterne, die von Planeten umkreist werden. Da kann man sich schon

TNG bei Tag: Eines von zwölf Observatorien des Instituto Astrofisico de Canarias (IAC). Foto: La Palma 24

TNG bei Tag: Eines von zwölf Observatorien des Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) auf dem Roque de los Muchachos. Foto: La Palma 24

vorstellen, dass einer der Planeten korrekte Voraussetzungen für die Entwicklung von Leben hinsichtlich Temperatur, Größe, chemische Zusammensetzung, Athmosphäre und Wasser aufweisen könnte. Man darf auch nicht vergessen, dass Leben natürlich nicht zwangsläufig so wie das auf der Erde aussehen muss. Und wenn wir dann noch bedenken, dass das sichtbare Universum um die 100 Milliarden Galaxien umfasst, wäre es doch ziemlich dumm zu glauben, dass wir alleine sind...

Informationen aus dem Telespiegel gehen ins Dolores-Instrument im Telescopio Nazionale Galileo: Dolores ist ein Spektrograph, der im Infrarotbereich arbeitet. Der goldene Adapter rechts oben im Bild arbeitet bei extremsten Minusgraden, damit die Fotos besser werden. Foto: La Palma 24

Im Moment gehen rund 90 Prozent der Beobachtungen im TNG aufs Konto von HARPS-N. Aber es gibt dort noch weitere Instrumente. Zum Beispiel DOLORES. Dieses Device Optimized for the Low Resolution ist ein Spektrograph, der mit mittlerer und niedriger Auflösung im Infrarotbereich arbeitet. 2009 hat ein weiteres TNG-Instrument namens NICS das am weitesten entfernte Objekt im All entdeckt. Darüber hinaus überwachen die TNG-Forscher Asteroiden und Kometen. Gibt es welche, die der Erde gefährlich werden könnten? Gloria:Wir haben Programme, die uns zur Überwachung von Asteroroiden vor allem im Infrarot-Bereich auffordern. Dabei geht es unter anderem um Informationen über deren Zusammensetzung. Die Flugbahn der identifizierten Asteroiden ist bekannt - sie werden die Erde nicht treffen.

Gloria und Giovanni

Das La Palma 24-Journal dankt Gloria und Giovanni für die tolle Zusammenarbeit und insbesondere für die traumhaften Fotos!

Gloria Andreuzzi arbeitet als Astronomin im Observatorium von Rom (INAF-OAR) - seit zehn Jahren ist sie dem TNG zugeteilt. Ihr wissenschaftliches Interesse konzentriert sich auf Sternenwolken unserer und benachbarter Galaxien. Gloria zeichnet zudem für die Verbreitung von im TNG gesammeltem Wissen verantwortlich – unter anderem arbeitet sie dabei auch mit Schulen wie dem Instituto de Ensenanza Secundaria (I.E.S.) auf La Palma zusammen.Giovanni Tessicini lebt seit 15 Jahren auf La Palma und arbeitet im TNG, seidem es 1998 sein „first light“ sah. Als Techniker kümmert er sich darum, dass das Telekop und alle Instrumente während den Observationen optimal funktionieren. Giovanni hat kürzlich den Internationalen Astro-Foto-Wettbewerb von La Palmas Inselregierung mit seiner Aufnahme „Sommernacht“ gewonnen. „Mir gefällt es, die Landschaft auf La Palma zu fotografieren, denn es gibt viele schöne Gegenden“, kommt Giovanni auf den umwerfenden Eindruck zu sprechen, den die Insel bei seiner Ankunft vor 15 Jahren auf ihn gemacht hat. „Ich habe mich sofort zuhause gefühlt, mehr als in Italien - unglaublich, oder?“ Das zweite Hobby von Giovanni ist die Archäologie, speziell die alten Steine im Mittellmeerraum, wo die moderne Zivilisation anfing, haben es ihm angetan. Dazu hat er sogar schon zwei Bücher geschrieben.

HARPS-N – ein internationales Projekt

Das Projekt HARPS-N besteht aus folgendem Konsortium: Observatorium der Universität Genf in der Schweiz, INAF-TNG Italien, CfA und Universität Harvard in den USA, ATC Edinburgh, Universität Queens und Universität St. Andrews in England. HARPS-N sah im März 2012 „erstes Licht“.

Von La Palma 24