Het aantal exoplaneten blijft groeien. Op dit moment zijn er 5.819 exoplaneten bevestigd in 4.346 sterrenstelsels, terwijl er nog duizenden op bevestiging wachten. De overgrote meerderheid van deze planeten is in de afgelopen twintig jaar ontdekt dankzij missies als de Kepler Space Telescope, de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), de eerbiedwaardige Hubble, de Convection, Rotation and Planetary Transits (CoRoT) missie en meer. Duizenden meer worden verwacht als de James Webb Space Telescope zijn missie voortzet en gezelschap krijgt van de Nancy Grace Roman Space Telescope (RST).
In de tussentijd hebben astronomen binnenkort een ander geavanceerd observatorium om te helpen zoeken naar mogelijk bewoonbare exoplaneten. Het heet Pandora, een kleine satelliet die in 2021 is geselecteerd als onderdeel van NASA's oproep voor Pioneer missieconcepten. Dit observatorium is ontworpen om planeten te bestuderen die door andere missies zijn gedetecteerd door de atmosferen van deze exoplaneten en de activiteit van hun gastheersterren te bestuderen met multiwavelength observaties van lange duur. De lancering van de missie is een stap dichterbij gekomen met de voltooiing van de ruimtebus, die de structuur, het vermogen en andere systemen levert. Pandora wordt gefinancierd door NASA's Astrophysics Pioneers en is een gezamenlijke inspanning van Lawrence Livermore National Laboratory in Californië en NASA's Goddard Space Flight Center. De missie zal planeten bestuderen die zijn gedetecteerd door andere observatoria die vertrouwen op transitfotometrie (ook bekend als de transitmethode), waarbij astronomen sterren controleren op periodieke dips in helderheid die duiden op de aanwezigheid van planeten. Pandora zal deze planeten dan volgen voor toekomstige doorgangen en spectra van hun atmosferen verkrijgen, een proces dat bekend staat als doorgangsspectroscopie.
Met deze methode kunnen wetenschappers de chemische samenstelling van de atmosfeer van exoplaneten bepalen en zoeken naar aanwijzingen voor biologische activiteit (ook wel “biosignaturen” genoemd). Tijdens de primaire missie van een jaar zal de SmallSat 20 sterren en hun 39 exoplaneten in zichtbaar en infrarood licht bestuderen. Het missieteam verwacht dat Pandora minstens 20 exoplaneten 10 keer gedurende 24 uur zal observeren, waarbij overgangen zullen plaatsvinden en de satelliet spectra van de atmosferen van de exoplaneten zal verkrijgen. Pandora zal met name kijken naar de aanwezigheid van nevels, wolken en water. De verkregen gegevens zullen een stevige basis leggen voor de interpretatie van de metingen van Webb en toekomstige missies op zoek naar bewoonbare werelden. Daniel Apai, medeonderzoeker van de missie, is hoogleraar astronomie en planeetwetenschappen aan de U of A Steward Observatory en Lunar and Planetary Laboratory, en leidt de Exoplanets Science Working Group van de missie. Zoals hij zei in een persbericht van de U of A: “Hoewel kleiner en minder gevoelig dan Webb, zal Pandora in staat zijn om langer te staren naar de gastheersterren van buitenaardse planeten, waardoor diepere studie mogelijk is. Een beter begrip van de sterren zal Pandora en zijn 'grote broer', de James Webb Space Telescope, helpen om signalen van sterren en hun planeten te ontwarren.”
Het concept voor de telescoop ontstond om een specifiek probleem met Transit Spectroscopy aan te pakken. Tijdens een overgang vangen telescopen veel meer op dan alleen het passeren van de atmosfeer van de planeet. Ze vangen ook het licht van de ster zelf op. Bovendien zijn stellaire oppervlakken niet uniform en hebben ze hetere, heldere gebieden (faculae) en koelere, donkere gebieden (stellaire vlekken) die in grootte en positie veranderen als de ster draait. Dit veroorzaakt “gemengde signalen” die het moeilijk maken om onderscheid te maken tussen licht dat door de atmosfeer van de planeet gaat en licht van de ster, wat het signaal kan nabootsen dat door water wordt geproduceerd. Pandora zal deze signalen ontrafelen door tegelijkertijd de helderheid van de ster in zichtbaar en infrarood licht te meten. Deze waarnemingen zullen beperkingen opleveren voor de variaties in het licht van de ster, die gebruikt kunnen worden om het spectrum van de ster te scheiden van dat van de exoplaneet. Met de voltooiing van de ruimtevaartuigbus is Pandora een stap dichter bij de lancering dankzij de voltooiing van de ruimtevaartuigbus, die de structuur, het vermogen en andere systemen levert die van vitaal belang zijn voor de missie.
De voltooiing van de bus werd aangekondigd op 16 januari 2025 tijdens een persbriefing op de 245e bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in National Harbor, Maryland. “Dit is een enorme mijlpaal voor ons en houdt ons op koers voor een lancering in de herfst,” zei Elisa Quintana, hoofdonderzoeker van Pandora bij NASA's Goddard Space Flight Center. “De bus bevat onze instrumenten en zorgt voor navigatie, gegevensverwerving en communicatie met de aarde - het is het brein van het ruimteschip.” Zei Ben Hord, een NASA Postdoctoral Program Fellow die de missie besprak op de 245 AAS: “We zien de aanwezigheid van water als een kritisch aspect van bewoonbaarheid omdat water essentieel is voor het leven zoals wij dat kennen. Het probleem met het bevestigen van de aanwezigheid van water in de atmosferen van exoplaneten is dat variaties in het licht van de gastheerster het signaal van water kunnen maskeren of nabootsen. Het scheiden van deze bronnen is waar Pandora zal schitteren.”
“De nabij-infrarooddetector van Pandora is eigenlijk een reserve die is ontwikkeld voor de Webb-telescoop, die op dit moment het meest gevoelig is voor exoplaneetatmosferen. Onze waarnemingen zullen Webb weer beter in staat stellen om de signalen van de ster te scheiden van die van de atmosfeer van de planeet, waardoor Webb preciezere atmosferische metingen kan doen.” In tegenstelling tot Webb en andere vlaggenschipmissies kan Pandora gedurende langere perioden ononderbroken waarnemingen doen omdat de vraag naar waarnemingstijd in vergelijking laag zal zijn. Daarom zal de Pandora-satelliet een cruciaal gat vullen tussen de ontdekking van exoplaneten door vlaggenschipmissies en de karakterisering van exoplaneten. De missie is ook een zegen voor de Universiteit van Arizona omdat de wetenschappelijke werkgroep van Pandora daar wordt geleid en Pandora de eerste missie zal zijn waarvan het operationele centrum in het U of A Space Institute is gevestigd.
Bron: Universe Today
