Illustration von: Jimmy Paillet
Ab dem 5. Februar kennen wir 136 extrasolare Planeten. Diese wurden auf vier Arten entdeckt: Das erste - Pulsar-Timing genannt - ermöglichte es uns, erdgroße und kleinere Planeten zu erfassen, indem wir die Variationen der Ankunftszeit der von einem Pulsar erzeugten Strahlung untersuchten. Die nächste - Doppler-Spektroskopie - ermöglicht es bodengestützten Teleskopen, die durch die Schwerkraft eines umlaufenden Planeten verursachte „Verschiebung“ im Spektrum eines Sterns zu messen. Die dritte - Astrometrie - wird auf die gleiche Weise verwendet und sucht nach dem periodischen „Wackeln“ in der Position, die ein möglicher Planet auf seinem Mutterstern verursachen könnte. Und der letzte? Die Transitphotometrie ermöglicht die Untersuchung der periodischen Verdunkelung eines Sterns, wenn ein Körper von einem bestimmten Standpunkt aus vor ihm vorbeigeht und eine Lichtkurve erzeugt.
Im April 2004 arbeitete Luc F. A. Arnold (Observatorium der Haute-Provence CNRS 04870 Saint-Michel - l'Observatoire, Frankreich) an einem Transit, der von einem Saturn-ähnlichen Planeten erzeugt wurde, als er eine Idee hatte. Könnte dasselbe Prinzip angewendet werden, um nach künstlichen Transitkörpern zu suchen?
"Ich habe die Idee mit mehreren Kollegen besprochen, die sie interessant fanden", kommentierte Arnold. Eine Sammlung künstlicher Körper würde Lichtkurven erzeugen, die leicht von natürlichen zu unterscheiden sind. Zum Beispiel würde ein dreieckiges Objekt oder etwas, das wie unsere eigenen künstlichen Satelliten geformt ist, eine ganz andere Signatur zeigen. Wenn mehrere künstliche Objekte beim Übergang erkannt wurden - dies könnte möglicherweise eine Form der Signalisierung des Vorhandenseins eines anderen intelligenten Lebens sein -, eines mit einer Wirksamkeit, die der Reichweite der Laserpulsmethode entspricht.
Eine kostengünstige Alternative zu Radio-SETI oder optischem SETI besteht darin, nach künstlichen Körpern in Planetengröße zu suchen, die um andere Sterne herum existieren können. Da sie für einen bestimmten Fernbeobachter immer vor ihrem Elternstern vorbeikommen würden, besteht eine starke Möglichkeit, dass sie mithilfe der Transitphotometrie-Methode erfasst und charakterisiert werden können. Eine planetare Transitlichtkurve enthält aufgrund der Objektform feine Merkmale - wie z. B. Planetenneigung, Doppelplaneten oder Ringplaneten. Arnold erklärt: „Die Kugel ist die Gleichgewichtsform, die für massive und planetgroße Körper bevorzugt wird, um sich an ihre eigene Schwerkraft anzupassen. (Aber) man kann nicht sphärische Körper in Betracht ziehen, insbesondere wenn sie klein und leicht sind und einen Zwergstern umkreisen. Ihre Transite vor einem Stern würden ein nachweisbares Signal erzeugen. “ Nicht sphärische künstliche Objekte - wie ein Dreieck - würden eine bestimmte Transitlichtkurve erzeugen. Wenn mehrere Objekte durchlaufen sollten, würde eine bemerkenswerte Lichtkurve durch ihre Art des Lichts „wieder ein - wieder aus“ erzeugt. Eine solche Beobachtung würde eindeutig eine künstliche Natur beanspruchen. Um dies zu veranschaulichen, stellen Sie sich eine Taschenlampe vor, die sich hinter einer abgesenkten Jalousie bewegt, und Sie werden auf die Idee kommen!
Der Großteil von Luc Arnolds Arbeiten - die gerade zur Veröffentlichung im "Astrophysical Journal" angenommen wurden - bestand darin, durch Computersimulation die Auswirkungen verschiedener und mehrfacher Formen zu beweisen und diese unterschiedlichen Lichtkurven zu zeigen. Zum besseren Verständnis besteht der Bildschirm, den Sie jetzt betrachten, aus Pixeln - eher eine logische als eine physische Einheit. Wenn Sie eine Dreiecksform über dem Bildschirm Ihres Monitors platzieren, werden die Pixel in einer bestimmten Anordnung abgedeckt. Während einer Simulation wird der Sternfluss in Pixeln auf Null gesetzt und mit dem normalen Fluss des Sterns verglichen. Dieser simulierte künstliche Körpertransit wird dann unter Verwendung eines Powell-Algorithmus gegen den bekannten Planetentransit angepasst.
„Die Lichtkurve der meisten komplexen künstlichen Objekte kann jedoch nicht exakt durch einen Planetentransit überlagert werden, und der Algorithmus endet mit Residuen ungleich Null, d. H. Einer Differenz ungleich Null zwischen den beiden Lichtkurven. Dieser Unterschied ist die „persönliche“ Signatur des künstlichen Objekts. Sollte es sich drehen, zeigen die Restlichtkurven eine zusätzliche Modulation. Wenn ein künstliches Objekt gegen einen Gradienten wie das Glied eingestellt wird, zeigt es auch plötzliche Steigungsschwankungen in der Lichtkurve während des Ein- oder Ausstiegs “, erklärt Arnold.
Das gleichseitige Dreieck erzeugt eine Transitlichtkurve, die sich von einer Kugel unterscheidet. Tatsächlich ähnelt seine Lichtkurve einem Ringplanetentransit, so dass bei der Unterscheidung dieser Objekte möglicherweise eine Mehrdeutigkeit bestehen bleibt. Komplexere Objekte wie beispielsweise Cluster von Formen erzeugen jedoch sehr spezifische Signaturen. Bei einem künstlichen satellitenähnlichen Objekt wäre seine symmetrische Struktur offensichtlich, da jeder Bereich in bestimmten Intervallen auf die Lichtkurve einwirken würde. Ein längliches Objekt würde in seiner längeren Ein- und Austrittsperiode eine Welligkeit erzeugen - was tatsächlich mehrere „Transite“ verursacht, die die Erkennung erleichtern. Die Art dieser Schwingungen könnte durchaus als Zeichen eines intelligenten Geräts angesehen werden. Wenn mehrere Objekte räumlich in Gruppen angeordnet wären, um einen Stern auf mathematisch konstante Weise zu durchdringen, könnten diese Tropfen in der Lichtkurve eindeutig eine Art Botschaft darstellen - die Sprache der Wissenschaft.
Mit den perfektionierten Computersimulationen weiß Arnold, wie ein natürlicher oder künstlicher Transitkörper in einer Lichtkurve aussehen sollte - aber hat die Wissenschaft einen Planetentransit beobachtet? „Bisher gibt es nur eine Transitlichtkurve, die mit sehr guter Genauigkeit erhalten wurde - den Transit für HD 209 458b, der mit dem Hubble-Weltraumteleskop beobachtet wurde. T. Brown und Kollegen fanden heraus, dass die Lichtkurve mit einem Kugelkörper innerhalb der Messgenauigkeit ausgestattet werden kann. “ Diese Art von Informationen liefert Arnold das Modell, das er benötigt. Im Juni 2006 kann seine Vision verwirklicht werden. COROT (eine von der französischen Weltraumorganisation CNES genehmigte Weltraummission unter Beteiligung von Österreich, Belgien, Brasilien, Deutschland, Spanien, ESA und ESTEC) widmet sich der Sternseismologie und der Untersuchung extrasolarer Planeten - der ersten genehmigten Weltraummission diesen Themen gewidmet. Das Raumschiff wird aus einem ~ 30-cm-Teleskop mit einer Reihe von Detektoren bestehen, um die Lichtkurven gut ausgewählter Sterne durch CCD zu überwachen. Das Gesamtpotential von COROT (COnvection, ROtation und Planetary Transits) besteht darin, mehrere zehn erdgroße Planeten zu entdecken, und weitere kommende Programme wie der Terrestrial Planet Finder (TPF) und die Space Interferometry Mission (SIM) werden das Gesicht von allem, was wir wissen, verändern über extrasolare Planeten.
Was bedeutet diese Art neuer Technologie für Forscher wie Luc Arnold? "Diese Weltraummissionen ergeben eine (photometrische) Genauigkeit von bis zu 0,01% - aber 1% könnte ausreichen, wenn Objekte groß genug sind." Nach seinen Forschungen würde ein einzelner Transit eines künstlichen Körpers diese Genauigkeit erfordern, ein mehrfacher Transit wäre jedoch viel entspannter. "1% Photometrie liegt in der Fähigkeit von Tausenden von Amateurastronomen, die mit CCD ausgestattet sind." Die Chancen sind weitaus größer, dass eine kommunikative Zivilisation eine Reihe von Objekten gegenüber einer einzigen nicht sphärischen bevorzugt, um ihre Anwesenheit zu signalisieren. Transite von undurchsichtigen Objekten sind achromatisch, wodurch sie über das gesamte Spektrum hinweg für CCD nachweisbar sind.
Wie Luc betont, kann diese Art der Forschung durchaus im Bereich des beitragenden Amateurastronomen liegen. Derzeit beschränkt sich die Suche nach Anzeichen außerirdischer Intelligenz auf das Radio und die Suche nach Laserpulsen, die spezielle Geräte erfordern. „Im Moment gibt es kein Projekt, um diese Idee anzuwenden. Wenn sich die Idee in ein spezifisches (SETI) Beobachtungsprogramm verwandelt, wäre eine Reihe von Kooperationen willkommen! “
Die Suche nach Planetentransits ist bereits im Gange, wie zum Beispiel das Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), "und der Fall des multiplen Transits könnte im Verlauf dieser Programme entdeckt werden - vielleicht morgen!" Während morgen wie ein unmöglicher Traum erscheint, weiß Arnold es anders. Seine Arbeit wurde bereits beim SETI-Institut eingereicht. Für den Rest der Bürger des Planeten Erde warten wir auf die Ergebnisse. Wird uns morgen ein mögliches Gerät zur Sammlung, Kommunikation oder Untersuchung von Energie zeigen, das von einer anderen empfindungsfähigen Spezies in die Umlaufbahn gebracht wird? Wenn wir das, was wir über Astronomie wissen, als eine grundlegende „Wahrheit“ im gesamten Kosmos betrachten, könnte eine Entdeckung dieser Größenordnung die größte Neuigkeit von allen sein… „Vorausgesetzt, wir haben sicher ein außerirdisches Artefakt in einer Transitlichtkurve entdeckt Meiner Meinung nach sollten wir es als eine klare "Hallo Welt ... wir sind hier!" betrachten, die an die gesamte Galaxie gerichtet ist! "
Geschrieben von Tammy Plotner
