In einer weit, weit entfernten Galaxie: Ein UVU-Professor hilft beim Nachweis von Kohlendioxid auf einem Exoplaneten
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OREM – Joshua Loringer wuchs als wissenschaftsbegeisterter Junge auf und hätte nie gedacht, dass er Teil eines Teams sein würde, das Kohlendioxid auf einem Exoplaneten entdeckt, der 700 Lichtjahre von der Erde entfernt im Weltraum sitzt.
„Wenn man es so ausdrückt, bekomme ich ein bisschen Gänsehaut“, sagte Loringer.
Heute ist Luthinger Assistenzprofessor am Department of Physics der University of Utah Valley und schloss sich einer großen Gruppe von mehr als 100 anderen Wissenschaftlern als Teil eines internationalen Kooperationsteams zur Planetenerkundung an, wo er die Aufgabe hatte, festzustellen, ob Kohlendioxid auf einem Exoplaneten namens Hot existiert Jupiter WASP-39b.
WASP ist eine Abkürzung für „Wide Angle Search for Planets“ und steht für eine Gruppe internationaler akademischer Organisationen, die mithilfe einer Reihe von Teleskopen nach Planeten suchen.
Ein Exoplanet, sagte Loringer, sei „ein Planet außerhalb unseres Sonnensystems“. Er sagte, es gebe mehr als 5.000 bekannte Exoplaneten.
Zu dieser Erfahrung kam noch hinzu, dass Lothringer davon profitierte Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA.
„So ein neues Weltraumteleskop bekommt man nicht jeden Tag“, sagte er. „Es ist eines dieser Dinge, die vielleicht ein- oder zweimal im Laufe einer Karriere passieren, also schätzt man es, während es passiert.“
Mit einem Teleskop richteten Lothringer und ein Team von Wissenschaftlern den Stern auf einen entfernten Stern, maßen dessen Licht über die Zeit und beobachteten ihn langsam. Wenn der Stern regelmäßig dunkler wird, könnte das bedeuten, dass ein Exoplanet den Stern umkreist und auf seiner Umlaufbahn zwischen dem Stern und dem Teleskop einen Schatten wirft – wie es beim heißen Jupiter WASP-39b der Fall war.
„Die Notizen werden gemacht und innerhalb weniger Stunden … von der Raumsonde heruntergeladen“, sagte Loringer. „Sobald er auf dem Boden aufschlug, starrten ihn die Leute schon an.“
Das menschliche Auge kann einen Exoplaneten nicht durch ein Teleskop sehen, weil das Licht eines nahegelegenen Sterns zu hell ist; Wissenschaftler können sie jedoch erkennen, indem sie mithilfe von Infrarotkameras Veränderungen im Lichtspektrum eines Exoplaneten verfolgen.
Loringers Aufgabe bestand darin, festzustellen, ob Kohlendioxid auf dem Planeten vorhanden war, und zwar mithilfe von Infrarotkameras, die auf den gleichen Prinzipien wie Nachtsichtbrillen basierten.
Laut einer Mitteilung der UVU absorbieren Gase auf einem Exoplaneten Licht in verschiedenen Farbkombinationen, was es Forschern ermöglicht, die Zusammensetzung der Atmosphäre zu bestimmen. Kohlendioxid absorbiert rotes Infrarotlicht, das das normale Auge nicht sehen kann.
Mithilfe hochentwickelter Computersoftware konnte Lothringer das Lichtspektrum eines Exoplaneten dokumentieren.
„Es hat Monate gedauert, die Daten zu sammeln und zu sortieren“, sagte er mit Blick auf den Kohlendioxid-Befund. „Es ist ein langwieriger Prozess, da Lichtwellenlängen zwischen 3 und 5,5 Mikrometern gemessen werden und die Daten genau sein müssen. Letztendlich war es jedoch aufregend zu wissen, dass wir über diese Fähigkeit verfügen und dazu beitragen eine Wissenschaft, von der wir hoffen, dass sie uns eines Tages zu bewohnbaren Planeten führen kann.“
Der heiße Jupiter WASP-39b ähnelt Jupiter in dem Sinne, dass er ein „großer Gasball“ ist, sagte Loringer – ebenfalls heiß und erreicht eine Temperatur von etwa 1.600 Grad Fahrenheit, was ihn völlig unbewohnbar macht.
Die Entdeckung von Kohlendioxid hat jedoch Auswirkungen auf die Entdeckung weiterer Planeten, insbesondere bewohnbarer.
„Dies ist das erste Mal, dass wir dieses brandneue Teleskop verwenden können, um diese Art von Spektralmerkmalen zu sehen, die wir eigentlich nicht sehen konnten, weil es kein Instrument gab, das so weit ins Infrarot schauen konnte.“ “, sagte Loringer. „Aber jetzt können wir es mit (dem James Webb-Weltraumteleskop) und wir können es hoffentlich zur Anregung kleinerer Systeme anwenden.“
Was ist seine Botschaft an andere aufstrebende junge Wissenschaftler? „Mach weiter und sammle Sterne“, sagt er (manchmal im wahrsten Sinne des Wortes).
„Ich interessierte mich für Musik und hätte fast Musik gemacht, wäre Plattenproduzent geworden oder so, weil ich Angst vor Mathe hatte“, sagte Loringer. „Haben Sie keine Angst davor, wie herausfordernd es ist – egal, ob es sich um Mathematik handelt oder einen anderen Teil davon, der wie eine Hürde erscheint – Sie sollten es immer versuchen, wenn Sie können.“
Er erklärte, dass die NASA bereits über einen Nachfolger des James-Webb-Weltraumteleskops nachdenke und ein Konzept mit dem Namen habe Observatorium für bewohnbare Welten Dies befindet sich noch im Designprozess.
„Das wird etwa im Jahr 2040 auf den Markt kommen. Ich kann mir also vorstellen, dass ein Kind, das jetzt aufwächst, in ein paar Jahrzehnten genau an der gleichen Stelle wie ich in Bezug auf das Habitable Worlds Observatory sein könnte, was eine schöne Vorstellung ist.“ “, sagte Loringer.
