Die Geheimnisse ferner Planeten enthüllen: Schweizer verhelfen Exoplaneten-Forschung zu neuen Höhenflügen

Das NIRPS-Konsortium erkundet ferne Welten und hat sich zum Ziel gesetzt, die Geheimnisse von tellurischen (erdähnlichen) Exoplaneten zu erforschen, jene Planeten, welche ausserhalb unseres Sonnensystems um Sterne kreisen. Diese "kosmischen Nomaden" faszinieren die Astronomen schon seit fast drei Jahrzehnten. Wie können wir ihr Gewicht bestimmen, ihre Temperaturen messen und ihre Atmosphären entschlüsseln? Das sind die Fragen, die das NIRPS-Konsortium umtreiben. Als hochentwickelter und fortschrittlicher Spektrograph analysiert NIRPS das von fernen Sternen ausgestrahlte Licht und erkennt winzige Veränderungen, die durch die Anziehungskraft von Planeten auf ihrer Umlaufbahn verursacht werden. 

Entschlüsselung von Rätseln ausserhalb unserer Reichweite 

In einem weiteren Schritt in Richtung kontinuierliche Innovation ist das Line-Up des NIRPS-Spektrografen nun um ein weiteres Instrument erweitert worden: Einen Laserfrequenzkamm, der von CSEM, dem Schweizer Technologieinnovationszentrum, im Auftrag von UNIGE entwickelt wurde. Dieses Gerät erzeugt Licht mit einem aussergewöhnlich stabilen Frequenzspektrum, das sich durch gleichmässig verteilte Linien auszeichnet. Es dient als optischer Massstab und hilft bei der Messung der Radialgeschwindigkeit eines Sterns. Dies ist eine entscheidende Metrik zum Verständnis der Geschwindigkeit, mit der sich Sterne auf uns zu oder von uns wegbewegen. Der am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile installierte Laser-Frequenzkamm von CSEM wird den NIRPS-Spektrographen nun auf ein beispielloses Mass an Genauigkeit und Präzision kalibrieren. Damit kann NIRPS das Verhalten und die Eigenschaften erdähnlicher Exoplaneten besser bestimmen, was eine neue Ära der Entdeckung und der Erforschung einläuten wird. 

Ein Triumph der Hochpräzisions-Spektroskopie 

«Die Laserfrequenzkammtechnologie von CSEM ist der Inbegriff für spektroskopische Genauigkeit und Stabilität. Dieses System erzeugt einen Strom äquidistanter Laserlinien, die an einen molekularen Übergang gebunden sind und durch elektro‑optische Modulation einen Abstand von genau 15 GHz haben - das übertrifft die Möglichkeiten konkurrierender Technologien bei Weitem», erklärt Chris Bonzon, Manager für Lasertechnologien am CSEM. «Der Frequenzkamm verhält sich wie ein Lineal im Spektralbereich und dient dem NIRPS‑Spektrografen als Referenz, um die Daten über Jahre hinweg abgleichen zu können», fügt Bonzon hinzu. 

Zusammenarbeit für die Zukunft der Exoplaneten‑Forschung 

Prof. François Bouchy vom Exoplaneten‑Team des Departements für Astronomie der UNIGE und Co‑Forschungsleiter des NIRPS-Konsortiums erklärt: «Wir sind sehr stolz darauf, mit CSEM an diesem spannenden Projekt zusammenzuarbeiten. Seine Laser‑Frequenzkammtechnologie ist eine wesentliche Voraussetzung für die hohe Leistungsfähigkeit und die langfristige Zuverlässigkeit, die wir für den NIRPS‑Spektrografen benötigen. Gemeinsam hoffen wir, neue Entdeckungen zu machen und einen Beitrag zum Fortschritt der Exoplaneten-Forschung zu leisten». 

Erkundung neuer Grenzen 

Die Zusammenarbeit zwischen CSEM und UNIGE stellt einen wichtigen Meilenstein dar auf dem Weg nach einem besseren Verständnis von Exoplaneten und der Entschlüsselung der Geheimnisse dessen, was jenseits der Erde liegt. Diese fernen Welten sind nicht nur faszinierend und komplex, sondern offenbaren auch neue Einblicke in die Ursprünge und Vielfalt von Planetensystemen. Darüber hinaus inspirieren sie uns Menschen, über potenziell bewohnbare Welten und Zeichen von ausserirdischem Leben nachzudenken.