ARIEL: Seuraavan vuosikymmenen Exoplanet-tehtävä valittu

Euroopan avaruusjärjestö on valinnut ARIEL-tehtävän analysoida kaukaisten maailmojen ilmakehän koostumus ja todellinen luonne.

Taiteilijan käsitys ARIELista avaruudessa.
ESA / UCL

On hämmästyttävää ajatella, että elämme nyt aikakaudella, jolloin tiedämme tuhansia maailmoja aurinkokunnan ulkopuolella. Lähes kuukausittain kuulemme uutisia nopeimmista, kuumimmista tai mahdollisesti maan kaltaisista maailmoista. . . mutta millaiset kaukaiset eksoplaneetit todella ovat?

Euroopan avaruusjärjestö (ESA) on valinnut kosmisten visioiden ohjelmaansa neljännen keskiluokan tehtävän auttaakseen vastaamaan tähän avainkysymykseen: ARIEL, Atmospheric Remote-Sensing Exoplanet Large -kysely.

ARIEL laukaisee vuonna 2028 aikataulun Ariane 6-2 -rakettilla, uuden laukaisuajoneuvon, joka näkee tyttölennonsa vuonna 2020. Suunniteltu nelivuotiseksi tehtäväksi ARIEL liittyy James Webbin avaruusteleskooppiin (käynnistyy nyt vuonna 2020). ) Lissabonin tai halo-kiertoradalla aurinkoa estävän L2 Lagrange -pisteen ympärillä melkein miljoonan mailin (1, 5 miljoonan kilometrin) päässä maasta.

ARIELin kiertorata L2 Lagrange -pisteen ympärillä.
ESA / UCL

Alien maailmojen analysointi

ARIEL ei löydä uusia eksoplaneetteja yksinään. Sen sijaan ARIEL suorittaa seurantatutkimuksia vähintään 1 000 tunnetulta kauttakulkevalta eksoplaneetalta ja kerää niiden spektrit ilmakehän koostumuksen määrittelemiseksi ja karakterisoimiseksi. ARIEL varustetaan yhden metrin (3, 1 jalan) ensiöpeilillä ja lähi-infrapunaspektrometrillä näiden havaintojen suorittamiseksi. ARIEL pyrkii myös dokumentoimaan pilvien peittävyyden, kausivaihtelut ja kirkkauden muutokset kaukaisissa maailmoissa. ARIEL-instrumentit kohdistavat kapealle alueelle näkyviä ja infrapuna-aallonpituuksia (0, 5–7, 8 mikronia), mikä mahdollistaa yksinkertaisen, kevyen tiedepaketin.

"Eksoplaneettojen olennaisuus on edelleen salaperäinen meille", sanoo Giovanna Tinetti (Lontoon yliopisto) äskettäisessä lehdistötiedotteessa. ”Jos aiomme vastata kysymyksiin, kuten kuinka planeetan kemia liittyy ympäristöön, jossa se muodostuu, vai onko sen syntymää ja evoluutiota isäntähden ohjaama, meidän on tutkittava tilastollisesti suuri näyte eksoplaneeteista. ”

ARIEL ei vain kontrastoi kohdeeksoplaneetan koostumusta isäntähtään nähden, vaan se voi myös paljastaa, onko mielenkiintoista kemiaa käynnissä. Esimerkiksi 0, 7 μm: n “punainen reuna” voi pettää kemiallisen klorofylliyhdisteen läsnäoloa kaukaisessa maailmassa - maapallossa ainoa tunnettu klorofyllin tuottaja on kasvien elämä.

Yhdistyneen kuningaskunnan avaruusjärjestö johtaa 450 miljoonan euron (555 miljoonaa dollaria) operaatiota yhdessä 11 Euroopan maan kanssa. Operaatiossa voi olla myös NASA-komponentti. ARIEL-operaation tieteelliset hyötykuormat rakennetaan ja testataan Rutherford Appleton -laboratoriossa Hartwellissä, Oxfordshiressa, Iso-Britanniassa.

ARIEL valittiin avaruusplasmafysiikan tehtävän THOR (turbulenssilämmitystarkkailija) ja röntgenvalvontakeskuksen XIPE (röntgenkuvauspolarimetrian tutkimusmatkailija) tämän neljännen valintakierroksen aikana. Muita valmisteltavana olevia keskiluokan ESA-tehtäviä ovat aurinkofysiikan tehtävät, jotka on asetettu vuodelle 2019, Euclid-pimeän energian ja pimeän aineen tehtävät, jotka on asetettu vuodelle 2020, ja PLATO (Planetaarisen kulun ja värähtelyn operaatio), jotka kuvaavat tiheyttä, kokoa, ja valittujen eksoplaneettojen massa.

ARIEL-ehdotus perustui EchO: lle (Exoplanet Characterization Observatory), joka hyväksyttiin viimeisellä valintakierroksella PLATOn hyväksi.

Tunnettujen eksoplaneettojen nykyinen yhteenlaskettu arvo on 3 757. Kun Kepler todennäköisesti loppuu tänä vuonna ja TESS on asetettu markkinoille, joka on tarkoitus tuoda ensi viikolla 16. huhtikuuta, ARIELilla on paljon kohteita, joista valita. On tärkeätä huomata, että kauttakulkumenetelmä tuo käyttöön valintapoikkeaman, joka on painotettu kohti maailmoja lyhyillä kiertoradalla lähellä isäntähtään. Jopa lähellä olevissa tähtijärjestelmissä on enemmän kuin todennäköistä, että paljon maailmoja, jotka eivät ole havaittavissa kauttakulkutekniikalla.

ARIEL-operaation havainnot kuitenkin vievät pitkälle todellisten tilastollisten mallien laatimiseen siitä, millaiset nämä maailmat todella voivat olla ja kuinka paikallinen ympäristö vaikuttaa tietyn maailman kehitykseen.

On mielenkiintoista ajatella: hiukan yli neljännesvuosisataa sitten mikään eksoplaneetti ei ollut tiedossa. Nyt saamme tarpeeksi esimerkkejä asuttamaan uuden eksoplanetaattitieteen kentän, jolla on kyky sanoa, kuinka yleinen (tai harvinainen) oma aurinkokunta on oikeasti.