Zweijähriges Jubiläum von CHEOPS

Nach zwei Jahren in der Erdumlaufbahn hat das Weltraumteleskop CHEOPS die Erwartungen übertroffen. Indem es zuverlässig Details einiger der faszinierendsten Exoplaneten enthüllt, ist es schnell zu einem Schlüsselinstrument für Astronominnen und Astronomen in Europa geworden und hat zu fruchtbaren Kooperationen auf dem ganzen Kontinent geführt. CHEOPS ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Schweiz unter der Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf.

Ein wichtiger Bestandteil der europäischen Astronomie

«Wir hatten grosses Glück, dass alles so reibungslos verlief. Nach Jahren der Vorbereitung, der Konstruktion und der Tests ist es erstaunlich, wenn man bedenkt, dass, wenn sich der Start nur um zwei Wochen verzögert hätte, alles ganz anders hätte laufen können», erinnert sich Willy Benz, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Leiter des CHEOPS-Konsortiums. Aufgrund der Pandemie war der Zugang zum Operationszentrum sehr eingeschränkt. Glücklicherweise konnten kurz bevor grosse Teile Europas in den Shutdown gingen alle notwendigen Kontrollen abgeschlossen werden. So konnte das Teleskop in einem automatisierten Betriebsmodus laufen. Das ermöglichte es den Forschenden, die mit CHEOPS arbeiteten, das Instrument aus der Ferne zu bedienen und so alle Beobachtungsdaten zu sammeln, die sie für ihre Forschung benötigten – und das taten sie sehr fleissig.

Bisher hatten fast 100 Forschende aus 40 Institutionen verteilt über den ganzen Kontinent die Möglichkeit, von den einzigartigen Eigenschaften von CHEOPS zu profitieren. Dies hat zu beeindruckenden Forschungsergebnissen geführt, die in fast 30 wissenschaftlichen Artikeln veröffentlicht wurden. Dazu zählen etwa die Charakterisierung glühend heiser Planetenatmosphären, in denen Eisen verdampft, die Entdeckung von Planetensystemen, die ihren Stern in nahezu perfekter Harmonie umkreisen, oder die Messung der Struktur von eisigen Supererden. «CHEOPS hat seine Flexibilität, Zuverlässigkeit und hohe Präzision wiederholt unter Beweis gestellt – zum Beispiel, indem es Details von Planeten und Planetensystemen aufgedeckt hat, die anderen Instrumenten, wie dem Transiting Exoplanets Survey Satellite (TESS) der NASA, verborgen blieben», sagt Missionswissenschaftler David Ehrenreich, der auch Professor für Astronomie an der Universität Genf ist.

Wussten Sie, dass?

CHEOPS widmet sich der Charakterisierung von Exoplaneten-Transiten. Dabei misst CHEOPS die Helligkeitsänderungen eines Sterns, wenn ein Planet vor diesem Stern vorbeizieht. Aus diesem Messwert lässt sich die Grösse des Planeten ableiten und mit bereits vorhandenen Daten daraus die Dichte bestimmen. So erhält man wichtige Informationen über diese Planeten – zum Beispiel, ob sie überwiegend felsig sind, aus Gasen bestehen oder ob sich auf ihnen tiefe Ozeane befinden. Dies wiederum ist ein wichtiger Schritt, um zu bestimmen ob auf einem Planeten lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

Eine wertvolle Anlage für die Zukunft

Die Fähigkeiten von CHEOPS könnten der wissenschaftlichen Gemeinschaft auch trotz des Starts der nächsten Generation von Instrumenten – wie etwa dem James Webb Space Telescope (JWST) der NASA – weiterhin wichtige Dienste erweisen. «Wir sind davon überzeugt, dass CHEOPS mit seiner hohen Präzision und Flexibilität als Brücke zwischen Instrumenten wie TESS und das JWST dienen könnte, da das JWST präzise Informationen über potenziell interessante Beobachtungsziele benötigt. Während TESS viele Ziele aufspüren kann, kann CHEOPS helfen, die vielversprechendsten herauszufiltern und so den Betrieb des 10-Milliarden-Dollar-Instruments JWST zu optimieren», betont Willy Benz.

«Wir hoffen auch, dass wir durch wissenschaftliche Fortschritte die Forschungsschwerpunkte von CHEOPS erweitern können, um etwa die atmosphärischen Zirkulationen und Wolken auf Exoplaneten zu untersuchen oder den ersten Mond um einen Exoplaneten zu entdecken», ergänzt David Ehrenreich. Ob diese Ziele erreichbar sein werden, hängt auch von der Entscheidung der ESA ab, die im kommenden Herbst auslaufende Betriebszeit von CHEOPS bis 2025 zu verlängern. Auf jeden Fall steht dem «Schweizer» Teleskop im All ein spannendes Jahr bevor.

BERNER WELTRAUMFORSCHUNG: SEIT DER ERSTEN MONDLANDUNG AN DER WELTSPITZE

Als am 21. Juli 1969 Buzz Aldrin als zweiter Mann aus der Mondlandefähre stieg, entrollte er als erstes das Berner Sonnenwindsegel und steckte es noch vor der amerikanischen Flagge in den Boden des Mondes. Dieses Solarwind Composition Experiment (SWC), welches von Prof. Dr. Johannes Geiss und seinem Team am Physikalischen Institut der Universität Bern geplant und ausgewertet wurde, war ein erster grosser Höhepunkt in der Geschichte der Berner Weltraumforschung.

Die Berner Weltraumforschung ist seit damals an der Weltspitze mit dabei: Die Universität Bern nimmt regelmässig an Weltraummissionen der grossen Weltraumorganisationen wie ESA, NASA, ROSCOSMOS oder JAXA teil. Mit CHEOPS teilt sich die Universität Bern die Verantwortung mit der ESA für eine ganze Mission. Zudem sind die Berner Forschenden an der Weltspitze mit dabei, wenn es etwa um Modelle und Simulationen zur Entstehung und Entwicklung von Planeten geht.

Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie (WP) des Physikalischen Instituts der Universität Bern wurde durch die Gründung eines universitären Kompetenzzentrums, dem Center for Space and Habitability (CSH), gestärkt. Der Schweizer Nationalsfonds sprach der Universität Bern zudem den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS zu, den sie gemeinsam mit der Universität Genf leitet.

Jahresbericht 2021

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Ein wichtiger Bestandteil der europäischen Astronomie

Wussten Sie, dass?

Eine wertvolle Anlage für die Zukunft

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