CHEOPS neemt exoplaneten onder de loep | Technisch Weekblad
Nieuws

CHEOPS neemt exoplaneten onder de loep

Mischa Brendel | donderdag 9 januari 2020
Astronomie & Ruimtevaart

Op 18 december werd in Kourou, Frans-Guyana, de ruimtetelescoop CHEOPS met succes gelanceerd aan boord van een Sojoez-raket.

ESA-satelliet CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) zal eerder ontdekte exoplaneten nauwkeuriger gaan bestuderen. Aan het hoofd van de missie staat Didier Queloz, die vorig jaar samen met Michel Mayor de Nobelprijs voor natuurkunde won voor de ontdekking van de eerste exoplaneet rondom een zonachtige ster.

Lees verder onder de foto
De lancering van CHEOPS (copyright: ESA/S. Corvaja)

CHEOPS meet nauwkeurig de hoeveelheid licht van de ster waaromheen een expolaneet draait: ultra-high-precision transit photometry. Wanneer de expolaneet voor zijn ster langsgaat, meet de ruimtetelescoop een kleine afname, een dip, in het licht van die ster. Door de exacte omvang en duur van deze afname nauwkeurig in kaart te brengen, levert dit informatie op over de omvang van de planeet: een grotere planeet blokkeert een groter deel van de ster dan een kleinere planeet. Samen met de massa van de waargenomen exoplaneet – die met onafhankelijke metingen wordt verkregen – levert dit informatie op over de dichtheid van de planeet. Dat leert wetenschappers op zijn beurt weer of de exoplaneet in kwestie bijvoorbeeld veel lava, gas, water of gesteente bevat. De ruimtesatelliet richt zich hierbij op planeten met een omvang tussen die van de aarde en Neptunus; met een diameter tussen de 10.000 en 50.000 km.

Dat dergelijke missies hun vruchten kunnen afwerpen, bewees TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) onlangs. Deze NASA-satelliet heeft een exoplaneet ontdekt die ongeveer even groot als de aarde en zich in de zogenoemde bewoonbare zone van zijn ster bevindt, waar de temperatuur de aanwezigheid van vloeibaar water toestaat. TESS deed deze ontdekking aan de hand van vergelijkbare metingen die CHEOPS verricht.

Extreem nauwkeurig meten

De telescoop van CHEOPS weegt bijna 60 kg; de gehele satelliet circa 300 kg. De telescoop is 1,2 m lang en heeft een apertuur van 30 cm. Hiermee kan de ruimtetelescoop objecten tot één boogseconde (2,8*10-4 graad) meten. Ter vergelijking: Venus, de heldere planeet die vanaf de aarde met het blote oog kan worden waargenomen, heeft een maximale omvang van 60 boogseconden (0,02 graad).

Bijzonder aan de missie is dat CHEOPS zelf niet op zoek gaat naar nieuwe expoplaneten, maar alleen eerder in kaart gebrachte exoplaneten nader zal onderzoeken. Circa 10 % van die planeten is eerder ontdekt door observatiestations op aarde. Die exoplaneten zijn ontdekt met de zogenoemde radiale snelheidstechniek, waarbij er een ‘wiebel’ in de ster van de exoplaneet wordt waargenomen, omdat de massa van deze laatste ‘trekt’ aan deze ster. ‘Na twee decennia van het ontdekken van planeten, betreden we met CHEOPS het tijdperk van exoplanetologie, waarbij we dieper duiken in de fysische en chemische eigenschappen van planetenstelsels buiten ons eigen zonnestelsel’, aldus Queloz.

Hoewel CHEOPS niet is uitgerust met een spectrograaf, leveren de data van de ruimtesatelliet ook informatie op over de (eventuele) atmosferen van de bestudeerde exoplaneten. Dat is mogelijk door de fasecurve van de ster waar de planeet omheen draait te bestuderen en nauwkeurig waar te nemen hoe het gemeten licht verandert gedurende de omlooptijd van de planeet om de ster. Daarbij richt CHEOPS zich op planeten met een omlooptijd van maximaal vijftig dagen

CHEOPS observeert niet alleen de exoplaneten zelf nauwkeurig; circa 10 % van het programma is gereserveerd voor het registreren van eventuele manen en ringen om de betreffende planeten. Ook zal een deel (15 %) van de CHEOPS-missie besteed worden aan het zoeken naar eventuele nieuwe planeten rond heldere sterren.

Europese missie

Het Duitse centrum voor lucht en ruimtevaart (DLR) is betrokken bij de wetenschappelijke analyse van de data die CHEOPS verzamelt. Ook waren ze betrokken bij de ontwikkeling van de module voor de dataverzamelingssensor en de sensor-controlemodule van CHEOPS. ‘De CHEOPS-sensor kan verschillen in helderheid van 20 ppm waarnemen’, aldus Gisbert Peter van het DLR.

CHEOPS is de eerste van drie Europese missies om exoplaneten te bestuderen en duurt in eerste instantie 3,5 jaar. De tweede missie, PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars), staat gepland voor 2026 en zal zich meer richten op exoplaneten die overeenkomsten met de aarde vertonen. In 2028 volgt de derde missie: ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey). Die missie draait vooral om het in kaart brengen van de atmosferen van exoplaneten.

 

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW