Das Sonnensystem ist unser kosmischer Garten hinter dem Haus. Es sollte einer der bekanntesten Teile unserer Ecke des Universums sein. Doch als das Hubble-Weltraumteleskop 1990 ins All startete, war unsere planetarische Nachbarschaft noch tief in Geheimnisse gehüllt.
Wenn wir von der Erde nach oben schauen, verwischt die sich ständig verändernde Atmosphäre unsere Sicht auf die Planeten und macht es schwierig, ihre Merkmale zu erkennen. Über der turbulenten Luft konnte Hubble diese Welten in Ruhe beobachten und hat dies in den letzten drei Jahrzehnten getan.
Dieses lange Leben war einer der größten Vorzüge von Hubble, da es möglich wurde, die Wetter- und Klimamuster wechselnder Jahreszeiten auf unseren Schwesterwelten aufzudecken, während sie ihre Reisen um die Sonne unternehmen. Das Hubble-Wissenschaftsteam hat sich diese einzigartige langfristige Perspektive zunutze gemacht, indem es ein Projekt namens Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) durchgeführt hat.
„OPAL beauftragt Hubble damit, alle paar Monate Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zu untersuchen, um festzustellen, ob sie sich verändert haben“, sagt Jennifer Wiseman, leitende Projektwissenschaftlerin bei Hubble. „Durch OPAL haben wir gelernt, wie der Große Rote Fleck auf Jupiter, ein riesiger Sturm, tatsächlich schrumpft und im Laufe der Zeit seine Farbe ändert.“
„Wir sehen neue Stürme aufziehen, und wir sehen sie auch auf einigen der anderen äußeren Planeten kommen und gehen. Das Studium der sich verändernden Natur der Planeten in unserem Sonnensystem ist etwas, das uns Hubble durch seine Klarheit der Bilder ermöglicht und seine Langlebigkeit.“
Missionsunterstützung
Natürlich war Hubble nicht der Einzige, der die Planeten im Laufe der Jahre beobachtet hat. Seit seinem Start wurden Dutzende von Missionen über unser Sonnensystem geschickt, und Hubble wird oft aufgefordert, den dringend benötigten Kontext zu liefern.
Als Cassini 2004 bei Saturn ankam, konnte sie jeweils nur kleine Teile des Planeten sehen. Hubble konnte jedoch den gesamten Planeten erfassen. Während dies bei einer viel geringeren Auflösung war, war das Teleskop in der Lage, Stürme und Polarlichtaktivitäten zu verfolgen, um Planetenwissenschaftlern zu helfen, die Daten zu verstehen, die Cassini zurücksendete.
„Dies verbessert den wissenschaftlichen Ertrag jeder dieser speziellen Missionen im Vergleich zu eigenständigen Missionen erheblich“, sagt Wiseman.
Der Mars war ein weiteres Ziel von Hubbles Aufmerksamkeit, da er mit der Armada von Raumfahrzeugen auf und um den Roten Planeten zusammenarbeitet. Das Teleskop hat dazu beigetragen, die riesigen Staubstürme zu verfolgen, die jedes Marsjahr über den Planeten wehen. Dies gibt erneut eine globale Einschätzung des Fortschreitens des Sturms, während die In-situ-Sonden lokalisierte Änderungen wie Temperatur und Druck feststellen.
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Hubble bietet jedoch nicht nur während der Missionen Unterstützung. Bei fast jeder Planetenmission der letzten 30 Jahre wurde Hubble eingesetzt, um den Weg auszukundschaften, bevor das Raumschiff überhaupt sein Ziel erreichte.
„Hubble wurde verwendet, um bei der Planung der New-Horizons-Mission zu helfen, die 2015 am Pluto-System vorbeikam“, sagt Wiseman. „Die Beobachtungen des Weltraumteleskops halfen bei der Planung der Flugbahn dieser Sonde und brachten sie sicher zu Pluto.“
Vor der Annäherung von New Horizons befürchtete das Operationsteam, in einen unsichtbaren Mond oder ein anderes Hindernis um den Zwergplaneten zu fliegen, und nutzte daher Hubble, um nach potenziellen Gefahren zu suchen. Während dieser Kampagne enthüllte Hubble die Anwesenheit eines Mondpaares, Nix und Styx, was es New Horizons ermöglichte, eine Flugbahn zu planen, die sie vermied.
Das Sonnensystem aus der Hubble-Perspektive
Hubble bietet eine weitere Perspektive, die vielen dieser planetaren Raumfahrzeuge fehlt – die Fähigkeit, im Infraroten und Ultravioletten zu beobachten.
Für die Juno-Mission am Jupiter bietet diese Fähigkeit eine zusätzliche Auflösung für ihre Beobachtungen des Magnetfelds des Gasriesen. Junos Instrumentennutzlast kann die hochenergetischen, ultravioletten Polarlichter, die diese Felder erzeugen, nicht registrieren, aber das Hubble-Teleskop kann es. Durch die Kombination der beiden erhalten Astronomen eine viel vollständigere Sicht auf den Planeten, wodurch sie noch mehr Details über die Magnetfelder dieser riesigen Welt ausarbeiten können.
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„Wir haben Hubble auch verwendet, um die Natur einiger der Monde dieser Planeten zu untersuchen, und wir haben einige ziemlich unerwartete Ergebnisse enthüllt“, sagt Wiseman. „Als Hubble zum Beispiel einige der Jupitermonde beobachtete, fanden wir heraus, dass sowohl Ganymed als auch Europa Anzeichen von Ozeanen aus flüssigem Wasser unter einer eisbedeckten Außenschicht zeigten.“
Im Jahr 2016 half Hubble dabei, das Vorhandensein von Wasser auch außerhalb der Monde zu bestätigen, als es entdeckte, dass hoch über Europa eine Fontäne aus Wassereis sprudelte, die aus einem Unterwasserozean durch die Risse in der Mondkruste nach oben getrieben wurde.
Aber einige der größten Triumphe von Hubble stammen aus jenen Zeiten, als das Sonnensystem etwas Unerwartetes hervorbrachte.
Auf der Suche nach interstellaren Besuchern
„Eine der berühmtesten Entdeckungen von Hubble geschah früh in seiner Karriere, als der Komet Shoemaker-Levy 9 1994 unerwartet mit Jupiter kollidierte“, sagt Wiseman. Sobald die Astronomen erkannten, dass der Komet kollidieren würde, wandten sie sich an das Hubble-Team, um sicherzustellen, dass das Teleskop zuschaut.
„Diese unglaubliche Reihe von Bildern hat unser Verständnis davon, wie dynamisch das Sonnensystem ist, komplett verändert“, sagt Wiseman. "Wir haben erkannt, wie anfällig Planeten tatsächlich sind, wenn sie von Objekten und Trümmern getroffen werden, die herumfliegen."
Hubble hat seitdem viele Kometen und Asteroiden beobachtet, aber in den letzten Jahren wurde das Angebot um eine neue Kategorie von flüchtigem Weltraumgestein erweitert – interstellare Besucher.
Im Jahr 2017 wurde der Asteroid ‘Oumuamua gesehen, wie er durch unser Sonnensystem raste, nachdem er aus einem anderen Sternensystem geschleudert worden war. Dann folgte Ende 2019 der Komet 2I/Borisov. In beiden Fällen war Hubble zur Stelle, um die vorbeifliegenden Objekte mit der Kamera festzuhalten.
Seit dem Start des Hubble-Weltraumteleskops im Jahr 1990 hat es unser Wissen über die Welten in unserem Garten revolutioniert. Das Teleskop war ein Schlüsselinstrument, um ihre Geheimnisse zu lüften, aber es gibt noch viele Geheimnisse, die in den Schatten dieser fernen Welten verborgen sind. Solange es noch läuft, werden Astronomen Hubble bitten, ihnen dabei zu helfen, sie ins Licht zu ziehen.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 348 des BBC Science Focus Magazine