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News: Der Mond als Spiegel

Hubble beäugt Tycho

Leider kann das Weltraumteleskop Hubble den Venustransit 2012 nicht direkt beobachten. Das Licht der Sonne ist zu intensiv und würde die empfindliche Instrumentation des Observatoriums unwiderbringlich zerstören. Doch die Astronomen haben sich einen Trick einfallen lassen, um dennoch einen Blick auf unseren Nachbarplaneten zu werfen. Sie verwenden eine Methode ähnlich derjenigen, die bereits mehrfach eingesetzt wurde, um die Atmosphären von Exoplaneten zu untersuchen.

Jede chemische Verbindung in der Gashülle um den Planeten prägt dem Sternlicht bei einem Transit charakteristische spektroskopische Linien auf. Aus der Gesamtheit aller gefundenen Linien kann so auf die Atmosphärenchemie geschlossen werden. Die Zusammensetzung der Venusatmosphäre ist bereits bekannt, daher ist dies eine willkommene Gelegenheit, die Zuverlässigkeit der Methode zu überprüfen.

Hubble beäugt Tycho
Hubble beäugt Tycho | Diese Aufnahme des jungen Mondkraters Tycho wurde mit dem Weltraumteleskop Hubble als Vorbereitung auf die indirekte Beobachtung des Venustransits gewonnen. Dabei werden die Astronomen die gleiche Mondregion dreimal über sieben Stunden beobachten, dabei ist die genaue Ausrichtung des Teleskops kritisch.

Die Astronomen werden während des Venustransits den Mond beobachten und das von ihm zurückgeworfene Sonnenlicht analysieren. Der Mond reflektiert nur rund sieben Prozent des Sonnenlichts, so dass Hubble ihn ohne Schwierigkeiten beobachten kann. Wenn sich die Venus vor dem Tagesgestirn befindet, passiert ein kleiner Teil des Sonnenlichts ihre Atmosphäre; die darin enthaltenen Verbindungen, größtenteils Kohlendioxid, werden ihren charakteristischen Fingerabdruck hinterlassen, der sich auch im Mondlicht aufspüren lassen sollte.

Dazu werden die Astronomen drei verschiedene Instrumente an Bord von Hubble verwenden, um sowohl Bilder der Mondoberfläche als auch Spektren des Lichts vom Ultraviolett- bis zum Infrarotbereich aufzunehmen. Die Advanced Camera for Surveys, die Wide Field Camera 3, und der Space Telescope Imaging Spectrograph sollen zum Einsatz kommen.

Da nur rund ein Hunderttausendstel des Sonnenlichts die Venusatmosphäre durchdringt, ist der zu erwartende Fingerabdruck im Spektrum sehr schwach, lange Beobachtungszeiten sind erforderlich. Insgesamt sieben Stunden während des Transits und die gleiche Zeit davor und danach wird Hubble seinen Blick auf stets die gleiche Region unseres Trabanten fixieren. Die effektive Beobachtungszeit ist allerdings deutlicher kürzer: Rund 40 Minuten jedes 96-minütigen Erdumlaufs des Weltraumteleskops ist der Mond für Hubble unsichtbar, da dann die Erde zwischen Mond und Hubble steht. Die Beobachtungen vor und nach dem Transit werden als Vergleich herangezogen werden, um die extrem schwachen Signale der Venusatmosphäre aufzuspüren.

Der Venustransit 2012 ist eine einzigartige Gelegenheit, die Funktionsweise der Spektralanalyse bei Planetentransiten zu überprüfen. Sie wird derzeit bereits angewendet, um die Atmosphären von Exoplaneten zu untersuchen. Der diesjährige Venustransit, der letzte vor dem Jahr 2117, ist die Gelegenheit ein kontrolliertes Experiment durchzuführen.

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