Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
De spiegel van een ruimtetelescoop moet een andere vorm krijgen, zo bepleiten sterrenkundigen. In plaats van rond, moet hij rechthoekig worden.
Misschien had jij als kind ook wel een telescoop om naar planeten en sterren te speuren. Je kunt je dan vast wel herinneren dat de lens of spiegel daarin rond van vorm was. Ook de meeste ruimtetelescopen hebben een cirkelvormige hoofdspiegel. Die zou namelijk gewoonweg het meeste licht opvangen.
Maar nu suggereert een groep astronomen van het Rensselaer Polytechnic Institute dat juist een rechthoekige spiegel in staat is meer aarde-achtige exoplaneten te vinden. Zo beargumenteren ze in Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
Lees ook:
- James Webb-ruimtetelescoop ontdekt zijn eerste exoplaneet
- Gek: NASA’s ruimtetelescoop vangt geen gammastraling op van supernova
- Ruimtetelescoop Gaia doet indrukwekkende bevindingen
Aarde 2.0
We vinden steeds meer exoplaneten. Inmiddels staat de teller op ongeveer zesduizend. Maar het merendeel daarvan zijn grote gasreuzen, zoals Jupiter of nog groter. Een planeet opsporen die zo klein is als onze aarde is andere koek.
Dat komt doordat aarde-achtige exoplaneten vaak – letterlijk – overschaduwd worden door het licht van de ster waar ze omheen draaien. Hoe vinden we dan aarde 2.0?
Licht over 20 meter
De optica vertelt ons dat de beste resolutie, of onderscheidend vermogen, afhankelijk is van de grootte van de telescoop en de golflengte van het geobserveerde licht. Planeten met vloeibaar water – die de grootste kans hebben om ook leven te hebben – geven vooral licht af met een golflengte van 10 micrometer.
Dat is iets smaller dan een mensenhaar en twintig keer zo groot als de golflengte van zichtbaar licht. Op deze golflengte moet de telescoop licht verzamelen over maar liefst 20 meter om genoeg resolutie te kunnen bieden om de ‘aarde’ te kunnen onderscheiden van diens ‘zon’ op 30 lichtjaar afstand.
Precieze afstelling
Ook moet de telescoop zich in de ruimte bevinden, zodat hij geen last heeft van de verstorende werking van de atmosfeer van de aarde. Maar de grootste ruimtetelescoop is momenteel ‘slechts’ 6,5 meter in diameter: de James Webb Space Telescope (JWST). En die was al ongelofelijk lastig te lanceren, laat staan een telescoop van 20 meter.
Een andere benadering voor het vinden van aarde 2.0 is het lanceren van meerdere kleinere telescopen. De beelden ervan worden dan gecombineerd tot één groot beeld. Het lastige van dit idee is alleen dat de afstanden tussen de afzonderlijke telescopen héél precies moeten worden afgesteld; haast tot op de molecuul af.
Veel brandstof
Andere wetenschappers opperen het gebruik van een ruimtevaartuig genaamd Starshade (als onderdeel van de New Worlds Mission). Starshade vliegt enkele tienduizenden kilometers voor de telescoop en blokkeert het sterrenlicht, maar niet het licht van de exoplaneet.
Naast dat ook dit een hele fijne afstelling vergt, zijn er twee lanceringen nodig; die van de telescoop én de starshade. Daarnaast vergt het ongelofelijk veel brandstof om verplaatsing naar een andere ster te bewerkstelligen.
Lang en smal
Maar nu komt dus een groep onder leiding van Heidi Newberg met een nieuw plan; een ruimtetelescoop waarvan de spiegel niet rond is maar rechthoekig. Die is dan 1 meter breed en 20 meter lang.
De bedoeling is dat de lange zijde op één lijn wordt gebracht met de exoplaneet en diens ster. Op deze manier kan toch over 20 meter licht worden opgevangen, maar is de ruimtetelescoop wel geschikt voor lancering, zo bepleiten Newberg en haar collega’s.
27 nieuwe ‘aardes’
Volgens hen kan de nieuwe ruimtetelescoop in ruim drie jaar tijd de helft van alle aarde-achtige planeten vinden binnen 30 lichtjaar afstand (als je uitgaat van één zo’n ‘aarde’ per ‘zon’). In totaal zou het dan gaan om ongeveer 27 aarde-achtige planeten.
Natuurlijk moet het ontwerp nog wel goed worden geoptimaliseerd, maar volgens het team van Newberg vergt de telescoop een vergelijkbare technologie als de JWST. Er zouden dus geen ingewikkelde nieuwe technieken nodig zijn.
Onze zusterplaneet
Wanneer er dan eenmaal veelbelovende ‘aardes’ zijn gevonden, kan een vervolgstudie de planeten vinden die naast water ook zuurstof bezitten. En vervolgens kunnen er sondes worden gelanceerd die een gedeelte van de reis ernaartoe afleggen om plaatjes te schieten van het oppervlak van die ‘aardes’. Wie weet vinden we dan later deze eeuw wel echt onze zusterplaneet.
Zo dagdromen althans Newberg en haar collega’s. Maar het ontwerp zal ongetwijfeld nog kritisch worden bekeken door collega-sterrenkundigen. We gaan zien of het daar ongeschonden uit tevoorschijn zal komen.
Bronnen: Frontiers of Astronomy and Space Sciences, Frontiers
Beeld: Leaf Swordy/Rensselaer Polytechnic Institute