Astronoom oppert om Aarde als telescoop te gebruiken

Een jaar geleden schreef ik op Facebook over een idee om de zon te gebruiken als zwaartekrachtlens voor een reusachtige telescoop. Daarmee zou je het oppervlak van exoplaneten in beeld kunnen brengen met een resolutie van rond de 500×500 pixels.

Maar er zijn wel een paar praktische zaken die we moeten oplossen om dit te verwezenlijken. Zoals dat het brandpunt van de zwaartekrachtlens van de zon op 550 astronomische eenheden (AU), ofwel 3 lichtdagen, ligt. De verste satelliet die we tot nu toe hebben gelanceerd (Voyager 1) is, na 40 jaar reizen, slechts 146 AU ver. Dus in onze huidige pogingen komen we nog niet erg in de buurt van dat brandpunt. En dan is er nog het probleem van de energieopwekking op die afstand van de zon. Zonnepanelen gaan niet werken en de brandstof van radio isotoopgeneratoren is verschrikkelijk duur.

Dus misschien moeten we het dichter bij huis zoeken. Wat als we de Aarde nu eens als lens gebruiken? De Aarde heeft niet genoeg zwaartekracht om het als serieuze zwaartekrachtlens te dienen, maar de astronoom David Kipping denkt dat we wel de atmosfeer van de Aarde zouden kunnen gebruiken om het licht te buigen. Met een spiegel van 1 meter op ongeveer 4 keer de afstand Aarde-maan zouden we op die manier het lichtvangend vermogen krijgen als een telescoop met een spiegel van 150 meter. Je zou met zo’n “terrascoop” het oppervlak van dichtbijzijnde exoplaneten kunnen zien. En met een spectroscoop zou je biosignalen kunnen ontdekken.

Dit klinkt een stuk dichter binnen ons bereik. Maar uiteraard heeft een terrascoop een aantal uitdagingen. Wolken kunnen het zicht verstoren. We hebben geen idee wat turbulentie doet met onze terrascoop. En omdat een kant van de Aarde altijd verlicht is, voegt dit een achtergrondsignaal toe.

Kipping denkt dat licht afgebogen op 14 km hoogte wellicht bruikbaar zou kunnen zijn. Ja, daar bevinden zich wolken, maar die nemen naar schatting slechts 8% van het licht weg. Paul Gilster van de website Centauri-Dreams.org denk dat de terrascoop misschien interessant zou kunnen zijn in het radiospectrum. Radiosignalen hebben namelijk veel minder last van wolken.

Kipping zegt zelf ook dat de terrascoop als concept alles behalve rond is. Er zal onderzoek gedaan moeten worden naar de haalbaarheid van het idee. Misschien kunnen kleine satellieten, zoals cubesats ingezet worden om het eerste werk daaraan te doen.

 

Bronnen:

https://arxiv.org/abs/1908.00490 (Terrascoop artikel)

https://www.scientificamerican.com/article/earth-could-be-a-lens-for-a-revolutionary-space-telescope/

https://www.centauri-dreams.org/2019/08/13/the-terrascope-challenges-going-forward

https://arxiv.org/abs/1802.08421 (Solar Gravity Lens Mission artikel)

Coverafbeelding: James Tuttle Keane (California Institute of Technology)

 

Goedkopere telescoop brengt vulkanische activiteit van Io in beeld

Om het vulkanisme van Jupiter-maan Io te onderzoeken heb je een flink grote telescoop nodig, zoals de Europese Very Large Telescope in Chili of het Keck Observatory in Hawaii. Maar die telescopen zijn meestal helemaal volgeboekt met ander belangrijk astronomisch onderzoek. Ze zijn zeker niet makkelijk in te zetten om een maan van Jupiter voortdurend in de gaten te houden.

Dus bedacht astronoom Jeff Morgenthaler van de Planetary Science Instutute een andere manier. Op Aarde gaat vulkanische activiteit vaak gepaard met een hoop gas en stof. Dus hij liet een speciaal filter bouwen dat specifiek het licht van heldere objecten, zoals Jupiter, 1000 keer dimt om dat stof en gas te zien. Dit filter gebruikt hij op een telescoop met een spiegel van 35 cm, die wij amateur astronomen kennen als een C14 (Celestron met een spiegel van 14 inch). En voila: nu kan hij Io zo vaak volgen als de waarnemingscondities in Arizona het toelaten. (Een video ervan (MP4, 64 Mb) is te zien op de site van de Planetary Science Institute.)

fp_IoIO_heroic_shot

Op deze manier ontdekte hij vulkanische activiteit van Io tussen midden december 2017 en begin januari 2018. Het gas van Io’s vulkanisme vulde Jupiter’s magnetosfeer (de grootste rond een planeet bestaande structuur in ons zonnestelsel) tot begin juni.

Jeff Morgenthaler vertelde hierover op de Weekly Space Hangout van vorige week:

 

Bronnen:

http://psi.edu/news/iosodium

https://github.com/jpmorgen/IoIO (broncode voor het observatorium)

Baan nieuwe asteroïde zit voor grootste deel binnen die van Venus

Er is een asteroïde gevonden die voor het grootste deel van zijn baan binnen de baan van Venus verblijft. En 2019 AQ3, zoals de 1,4 km grote ruimterots voorlopig heet, komt zelfs dichterbij de zon dan Mercurius. Geen asteroïde komt zo dicht bij de zon. De baan van 2019 AQ3 staat ook onder een vreemde hoek, 47 graden.

De ontdekking is gedaan met een nieuwe telescoop, de Zwicky Transient Facility (ZTF). Deze camera in Californië is vorig jaar aan het werk gegaan.

Bron:

https://www.ztf.caltech.edu/news/asteroid-from-rare-species-sighted-in-the-cosmic-wild

TESS vindt 3 exoplaneten en 6 supernova’s

De TESS telescoop heeft 3 bevestigde exoplaneten gevonden en 280 kandidaten. Om de vondst van een exoplaneet te bevestigen zijn extra waarnemingen nodig met telescopen op de grond. En natuurlijk waren planeten met de kortste omlooptijd het snelst opnieuw waar te nemen.

Zo vond TESS een planeet met 2 keer de massa van de Aarde die elke 6 dagen rond de ster Pi Mensae draait. Nu is Pi Mensae een ster die vergelijkbaar is met de Zon, dus het zal er op Pi Mensae c behoorlijk heet zijn. En wat te denken van planeet LHS 3884b die in 11 uur(!) rond zijn ster draait. Nou is deze ster een koele M-type dwerg, maar de planeet draait er zo dicht op dat gesteente smelt tot lava. Een derde planeet, HD 21749b, is 3 keer zo groot als de Aarde, met 23 keer de massa. Deze planeet heeft een grotere dichtheid dan die van Neptunus, maar minder dan een rotsachtige planeet. Misschien is het een waterplaneet, maar dan wel een met een temperatuur van 150 graden op het oppervlak. Dat, of een planeet met een substantiele atmosfeer.

Maar dat was nog niet alles. TESS ziet ook veranderingen in helderheid van andere lichtbronnen in het universum. Zoals sterren met bijzonder heldere uitbarstingen, maar ook bijvoorbeeld supernova’s. TESS ontdekte meteen 6 stuks in de eerste maand van waarnemen, voordat observatoria op Aarde ze konden vinden.

Bron:

https://exoplanets.nasa.gov/news/1542/nasas-tess-rounds-up-its-first-planets-snares-far-flung-supernovae/

De Kepler telescoop werkt niet meer.

De Kepler telescoop werkt sinds deze week niet meer. De in 2009 gelanceerde ruimtetelescoop werd gericht op een beperkt deel van de Melkweg. Daarin vond het 2600 exoplaneten, waarvan meer dan honderd ter grootte van de aarde. In ieder geval negen daarvan bevinden zich in de zone rond hun ster waar water vloeibaar kan zijn.

Omdat we dankzij Kepler nu zoveel exoplaneten kennen, weten we ook hoe een gemiddeld zonnestelsel er uit ziet. Zo blijkt dat zogenaamde super-aardes (planeten zwaarder dan de aarde, maar aanzienlijk lichter dan Uranus en Neptunus) vaak voorkomen. En we weten dat er om een of andere reden er een gat zit in de populatie tussen super-aardes en “Neptunussen”.

NASA heeft alles uit Kepler gehaald wat er in zat. Eigenlijk was de missie in 2013 op zijn einde. Kepler had vier reactiewielen en om de telescoop precies te richten had het er drie nodig. In 2013 viel de tweede uit. Maar de maker van de telescoop, Ball Aerospace, had nog een idee om de telescoop langer in bedrijf te houden: door de druk van het zonlicht te gebruiken in combinatie met de overgebleven twee reactiewielen. Dit werd de K2 missie.

De opvolger van Kepler, de TESS telescoop, is al sinds mei in de ruimte en de eerste exoplaneet is daarmee al gevonden. TESS gaat 85% van de hemelbol afzoeken naar exoplaneten.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-retires-kepler-space-telescope-passes-planet-hunting-torch