dinsdag, 20. maart 2018 - 17:21 Update: 20-03-2018 17:32

Ruimtetelescoop Ariel gaat planeten bij andere sterren analyseren

Ruimtetelescoop Ariel gaat planeten bij andere sterren analyseren
Foto: ESA
Utrecht

Dinsdag heeft de Europese ruimtevaartorganisatie ESA ruimtetelescoop Ariel geselecteerd als vierde middelgrote missie (M4). 'Ariel gaat met bijdragen van ruimteonderzoeksinstituut SRON Netherlands Institute for Space Research de atmosferen analyseren van circa 1000 'warme' planeten die rond nabije sterren draaien', zo laat SRON dinsdag weten.

Exoplaneten

De telescoop maakt daarmee het eerste grootschalige onderzoek naar exoplaneten mogelijk. Ariel moet een antwoord vinden op twee fundamentele vragen: Waar zijn exoplaneten van gemaakt? En hoe ontstaan en evolueren exoplaneten? Ariel gaat naar verwachting in 2028 de ruimte in.

Superaardes

Ariel kan waarschijnlijk nog geen tweede aardes waarnemen. Maar wel al superaardes. Dit zijn planeten die een paar keer zo groot zijn als de aarde. Exoplaneten zijn planeten bij andere sterren dan onze zon. Hoewel er inmiddels zo'n 3700 zijn ontdekt, weten we nog bijna niets van hoe deze planeten eruit zien of wat hun eigenschappen zijn. 

Spectra

Dat komt omdat het analyseren van de atmosfeer van exoplaneten met de huidige generatie telescopen op de grond en in de ruimte een enorme uitdaging is. Met de ruimtetelescoop Ariel kan dat straks wel. Ariel gaat in vier jaar spectra nemen van circa 1000 al ontdekte, relatief warme planeten in banen dicht om hun moederster. Dat is een enorme stap vooruit, want deze spectra bevatten veel informatie over de chemische samenstelling van de atmosfeer en over het wolkendek. 

Ontstaan planeten

Door deze informatie over een groot aantal exoplaneten te verzamelen, kunnen sterrenkundigen dit koppelen aan de vraag hoe en onder welke omstandigheden deze planeten zijn ontstaan en geëvolueerd. Dit met als uiteindelijk doel het antwoord op de vraag hoe ons zonnestelsel is ontstaan en hoe uniek dit is in het universum.

Wetenschap

Warme en hete exoplaneten vormen een prima natuurlijk laboratorium voor onderzoek naar de chemie en vorming van planeten en SRON-onderzoekers zitten straks op de eerste rang bij de analyse en interpretatie van de wetenschappelijke data. SRON-sterrenkundige Michiel Min, lid van het wetenschappelijke team van Ariel: 'Met Ariel kunnen we waarschijnlijk nog geen tweede aardes waarnemen. Maar wel al superaardes; dit zijn planeten die een paar keer zo groot zijn als de aarde. Ook hete gasreuzen als Jupiter kunnen we bestuderen, en alle planeten die hier qua massa tussenin zitten. Door spectra te nemen als de planeet voor de ster (transit), achter de ster (puur sterlicht) en langs de ster trekt, krijgen we een volledig spectrum van de planeet zelf. Hieruit kunnen we de samenstelling, temperatuur, structuur en eigenschappen van wolken in de atmosfeer, voor zover aanwezig, afleiden.'

Warme planeten

De relatief warme planeten die Ariel gaat bestuderen hebben een goed gemengde atmosfeer, zegt Min. 'Dat is een groot voordeel. Dat betekent dat als we naar de bovenste lagen van de atmosfeer kijken, we er vrij zeker van kunnen zijn dat we een goed beeld krijgen van de hele atmosfeer. Een ander voordeel van het bestuderen van warme planeten is dat deze planeten weinig wolken hebben. Wolken verstoren de metingen.'

Technologie

De spiegel van Ariel vangt zowel zichtbaar als infrarood licht. Ariel krijgt een spectrometer voor infraroodlicht met een golflengte tussen 2 en 8 micrometer, met een middelhoge resolutie. Deze spectrometer rafelt het infrarode licht uiteen om zo de chemische 'vingerafdrukken' te vinden van gassen in de planeetatmosferen. Een speciale sensor zorgt ervoor dat de telescoop nauwkeurig op de lichtbron gericht blijft.

Deze sensor neemt ook veranderingen in de atmosfeer van de ster waar. Dit is nodig om de variaties in het sterlicht, door bijvoorbeeld zonnevlekken, te onderscheiden van het extreem zwakke signaal van de planeet. De ruimtetelescoop wordt hoogstwaarschijnlijk uitgerust met Europese detectors waarvoor SRON de uitleeselektronica levert.

Selectie

De Ariel-missie is ontwikkeld door een consortium van 60 instituten uit vijftien verschillende landen, waaronder Nederland. Hoofdonderzoeker is prof. Giovanna Tinetti (University College London). Ariel werd uiteindelijk verkozen uit 27 missievoorstellen. De missie wordt de vierde middelgrote missie van ESA. Eerder zijn de missies Solar orbiter (2018), Euclid (2020) en PLATO (2024) geselecteerd als middelgrote missies. De exoplaneetmissie PLATO gaat vooral exoplaneten opsporen die voor hun moederster langs trekken (transits). SRON gaat 8 van de 24 camera's van PLATO testen in een ruimtesimulator.

Feiten en cijfers Ariel

Elliptische spiegel: 1.1 x 0.7 m

Instrumenten: drie fotometrische kanalen en drie lage-resolutie-spectrometers voor golflengtes tussen 0.5 en 7.8 micron.

Duur missie: 4 jaar in een baan om de aarde

Lanceerdatum: 2026

Gewicht payload: ~450 kg

Totale gewicht: ~1200 kg (droog)/1300 kg (lancering)

Bestemming: Lagrange Punt 2 (L2), 1,5 miljoen km van de aarde.

Kosten missie ESA: 450 miljoen euro, plus nationale bijdragen aan de payload

Lanceerder: Ariane-raket 6-2 vanuit Kourou, Frans-Guyana

Categorie:
Provincie: