Wird das James-Webb-Weltraumteleskop Leben auf einem anderen Planeten entdecken können?
Antworten
Es wird in der Lage sein, Chemikalien auf einem anderen Planeten aufzuspüren (solche, die zufällig vor ihren Sternen vorbeiziehen und diese zum Leuchten bringen). Jede Chemikalie gibt ihr eigenes Farbmuster ab.
Einige Chemikalien wie Sauerstoff sind hochreaktiv und bleiben nicht lange in der Luft (sie verwandeln sich in Rost wie Mars oder Wasser). Es kommt in der Regel nur aufgrund des Lebens (Pflanzen) in unserer Atmosphäre vor.
Wenn sie also eine Atmosphäre mit Sauerstoff und anderen Stoffen finden, dann haben sie wahrscheinlich Leben gefunden. Oder zumindest etwas Ungewöhnliches.
Nein. Dafür ist es viel zu klein. Die einzige Möglichkeit, Bilder von Planeten in anderen Sternensystemen zu erstellen, besteht darin, eine Sonde dorthin zu schicken, und das wird Zehntausende von Jahren dauern.
Die Leute denken, man könne ein Bild einfach so groß vergrößern, wie man möchte. Es gibt jedoch einige Grenzen. Der erste ist die Lichtmenge. Ein Planet in einem anderen Sternensystem ist viel dunkler als ein Planet in unserem Sonnensystem. Theoretisch könnten wir mit dem JWST einen Jupiter-großen Planeten in einer Entfernung von bis zu 50.000 Lichtjahren entdecken.
Das erste Problem dabei ist jedoch, dass das Licht nur ausreichen würde, um ein punktuelles, schwaches Bild zu erzeugen. Um ein aussagekräftiges Bild zu erhalten, müsste es nur etwa 500 Lichtjahre entfernt sein, um hell genug zu sein.
Auch das reicht, wie Sie von mir erwartet haben, nicht aus. Der Planet befindet sich sehr nahe an seinem Stern, und JWST wäre in dieser Entfernung nicht in der Lage, den Stern und den Planeten in separate Pixel zu trennen, da der Stern millionenfach heller ist als der Planet.
Das letzte Problem besteht darin, dass selbst um ein unscharfes Bild eines zehn Lichtjahre entfernten Planeten von der Größe eines Jupiter zu erhalten, die Beugung durch die Lichtwellen erst dann überwunden wird, wenn der Durchmesser des Teleskops etwa 1,5 km oder etwa das 250-fache des Durchmessers beträgt JWST.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass JWST viel zu klein ist, um einen extrasolaren Planeten direkt zu erkennen, und in Bezug auf Gewicht und Volumen müsste es um etwa das Zehnmillionenfache wachsen, um ein erstes verschwommenes Bild eines relativ nahen extrasolaren Planeten zu erstellen. Das ist, als würde man eine Murmel mit einem Schwimmbad vergleichen.
Erwarten Sie in den nächsten hundert Jahren keine Bilder von extrasolaren Planeten. Nach dem JWST würde die Herstellung und Inbetriebnahme eines solchen Teleskops etwa 1000 Jahre des gesamten US-BIP erfordern.
Um hochauflösende Bilder zu sehen, wie Sie sie von Voyager, New Horizons und anderen Planetenmissionen gesehen haben, müsste die Teleskopgröße Hunderte von Kilometern Durchmesser betragen. Abgesehen davon, dass der Bau Millionen von Jahren menschlicher Aktivität erforderte, konnte die genaue Ausrichtung nicht vorgenommen werden, da es zu lange (Minuten) dauern würde, bis mechanische Vibrationen durch das Teleskop wandern. (Wenn Sie den Hauptspiegel ausrichten, bleibt der Sekundärspiegel um eine Minute zurück.) Das macht die Steuerung eines Planeten, der sich in einer Umlaufbahn um einen Stern befindet und sich mit mehreren zehn Kilometern pro Sekunde bewegt, mehr als zu einer Herausforderung, da es sich nicht um eine gerade Linie handelt Bewegung. Und obendrein dreht sich der Planet um die eigene Achse. Stellen Sie sich ein Teleskop aus Wackelpudding vor und versuchen Sie, es so zu steuern, dass es auf einen sich bewegenden Satelliten zeigt. Schwieriges Problem.