Jacht op een tweede aarde: welke strategie werkt het best voor ruimtetelescoop PLATO?
Stel je voor: een planeet die qua grootte op de aarde lijkt, op precies de juiste afstand van zijn ster staat, en misschien wel water op zijn oppervlak heeft. Dat soort planeten zijn ontzettend lastig te vinden. Ze zijn klein, ver weg, en ze doen er net als de aarde ongeveer een jaar over om hun ster te omcirkelen. Een nieuwe ruimtetelescoop moet daar verandering in brengen, maar wetenschappers moeten eerst een belangrijke keuze maken: waar en hoe lang moet die telescoop kijken?
De telescoop heet PLATO en wordt in het voorjaar van 2027 gelanceerd door de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. PLATO zoekt naar exoplaneten: planeten die om een andere ster draaien dan onze zon. Dat doet de telescoop door heel nauwkeurig te meten hoeveel licht van een ster even dimt. Als een planeet voor zijn ster langs schuift, zakt het licht heel even. Zo'n kleine dip verraadt de planeet.
PLATO gaat minstens twee jaar lang naar één vast stuk van de zuidelijke hemel kijken, een gebied dat onderzoekers LOPS2 noemen. Daarna moet er een beslissing vallen: blijft de telescoop naar datzelfde gebied kijken, of schakelt hij over naar een noordelijk gebied, LOPN1? Dat noordelijke gebied overlapt met het hemeldeel dat eerder door de beroemde Kepler-telescoop is onderzocht.
Een onderzoeksteam heeft nu berekend wat het beste oplevert. Het antwoord hangt af van wat je precies wilt vinden. Wil je zoveel mogelijk nieuwe planeten ontdekken, van alle soorten en groottes? Dan is het slimst om beide hemelgebieden te bekijken, omdat je dan simpelweg meer sterren in de gaten houdt.
Maar wil je juist die zeldzame, kleine aardachtige planeten vinden met een lange omlooptijd, zoals de aarde zelf? Dan blijkt langdurig naar hetzelfde gebied kijken veruit de beste keuze. Hoe langer je blijft kijken, hoe groter de kans dat je zo'n planeet meerdere keren voor zijn ster ziet langsschuiven, wat nodig is om hem met zekerheid te bevestigen. De onderzoekers rekenden door wat er gebeurt als PLATO tot acht jaar naar hetzelfde zuidelijke veld blijft kijken, en dat blijkt de beste resultaten te geven voor dit soort planeten.
De onderzoekers keken ook of het combineren van oude Kepler-gegevens met nieuwe PLATO-data zou helpen voor het noordelijke gebied. Dat verbetert inderdaad de gevoeligheid van de metingen. Maar omdat Kepler maar een klein deel van het noordelijke gebied en de sterren daarin heeft onderzocht, levert dit per saldo maar weinig extra kleine, langzaam draaiende planeten op.
Wat betekent dit (nog) niet: dit is een vooruitberekening, geen waarneming. Er zijn nog geen nieuwe planeten gevonden. Het onderzoek laat alleen zien welke waarneemstrategie straks de beste kans geeft op succes, zodat ESA een onderbouwde keuze kan maken voordat PLATO daadwerkelijk de ruimte in gaat.
Waarom is dit belangrijk? Planeten als de aarde, met een lange omlooptijd rond een zonachtige ster, zijn tot nu toe nauwelijks gevonden. Juist dat soort planeten zijn het meest interessant in de zoektocht naar leven elders. Deze studie helpt te bepalen hoe PLATO de komende jaren het best kan worden ingezet om precies die planeten binnen bereik te brengen.
Bron: Assessing PLATO's Discovery Potential across Different Observing Strategies