Het afgelopen jaar was een opwindende tijd voor diegenen die zich bezighielden met de jacht op planeten buiten de zon en mogelijk bewoonbare werelden. In augustus 2016 bevestigden onderzoekers van de European Southern Observatory (ESO) het bestaan van de exoplanet die het dichtst bij de aarde ligt (Proxima b) tot nu toe. Enkele maanden later (februari 2017) werd dit gevolgd met de aankondiging van een zeven-planeten systeem rond TRAPPIST-1.
De ontdekking van deze en andere planeten buiten de zon (en hun potentieel om leven te leiden) was een overkoepelend thema tijdens de Breakthrough Discuss-conferentie van dit jaar. De conferentie vond plaats tussen 20 en 21 april en werd georganiseerd door Stanford University's Department of Physics en gesponsord door het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Breakthrough Initiatives.
Breakthrough Initiatives, opgericht in 2015 door Yuri Milner en zijn vrouw Julia, is opgericht om de verkenning van andere sterrenstelsels en de zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI) aan te moedigen. Naast het voorbereiden van wat misschien wel de eerste missie naar een ander sterrenstelsel (Breakthrough Starshot) zou kunnen zijn, ontwikkelen ze ook wat 's werelds meest geavanceerde zoektocht naar buitenaardse beschavingen zal zijn (Breakthrough Listen).
Op de eerste dag van de conferentie waren er presentaties over recente ontdekkingen van exoplaneten rond M-type (ook bekend als rode dwerg) sterren en welke mogelijke strategieën zullen worden gebruikt om ze te bestuderen. Naast de overvloed aan terrestrische planeten die de afgelopen jaren rond dit soort sterren zijn ontdekt, richtten de presentaties zich ook op hoe en wanneer het leven op deze planeten zou kunnen worden bevestigd.
Een van deze presentaties was getiteld "SETI Observations of Proxima b and Nearby Stars", die werd georganiseerd door Dr. Svetlana Berdyugina. Naast professor astrofysica aan de Universiteit van Freiburg en lid van het Kiepenheuer Institute for Solar Physics, is Dr. Berdyugina ook een van de oprichters van de Planets Foundation - een internationaal team van professoren, astrofysici, ingenieurs, ondernemers en wetenschappers die zich toeleggen op de ontwikkeling van geavanceerde telescopen.
Zoals ze in de loop van de presentatie aangaf, konden dezelfde instrumenten en methoden die worden gebruikt om verre sterren te bestuderen en te karakteriseren, worden gebruikt om de aanwezigheid van continenten en vegetatie op het oppervlak van verre exoplaneten te bevestigen. De sleutel hier - zoals aangetoond door decennia van aardobservatie - is het waarnemen van het gereflecteerde licht (of "lichtkromme") dat van hun oppervlak komt.
Metingen van de lichtkromme van een ster worden gebruikt om te bepalen wat voor soort klasse een ster is en welke processen er aan de hand zijn. Lichtkrommen worden ook routinematig gebruikt om de aanwezigheid van planeten rond sterren te onderscheiden - ook bekend als. de Transit Methode, waarbij een planeet die voor een ster doorloopt een meetbare dip in zijn helderheid veroorzaakt - en ook de grootte en omlooptijd van de planeet bepaalt.
Wanneer ze worden gebruikt omwille van de planetaire astronomie, zouden het meten van de lichtcurve van werelden zoals Proxima b niet alleen astronomen in staat stellen om het verschil tussen landmassa's en oceanen te kunnen zien, maar ook om de aanwezigheid van meteorologische verschijnselen te onderscheiden. Deze omvatten wolken, periodieke variaties in albedo (d.w.z. seizoensgebonden verandering) en zelfs de aanwezigheid van fotosynthetische levensvormen (ook bekend als planten).
Bijvoorbeeld, en geïllustreerd door het bovenstaande diagram, absorbeert groene vegetatie bijna alle rode, groene en blauwe (RGB) delen van het spectrum, maar reflecteert infrarood licht. Dit soort proces wordt al decennia lang gebruikt door aardobservatiesatellieten om meteorologische verschijnselen te volgen, de omvang van bossen en vegetatie te meten, de uitbreiding van bevolkingscentra te volgen en de groei van woestijnen te volgen.
Bovendien betekent de aanwezigheid van biopigmenten veroorzaakt door chlorofyl dat het gereflecteerde RGB-licht sterk gepolariseerd zou zijn, terwijl UR-licht zwak gepolariseerd zou zijn. Hierdoor kunnen astronomen het verschil zien tussen vegetatie en iets dat gewoon groen van kleur is. Om deze informatie te verzamelen, zei ze, zal het werk van niet-assen telescopen nodig zijn die zowel groot als hoog contrast hebben.
Deze omvatten naar verwachting de Colossus-telescoop, een project voor een enorme telescoop dat wordt aangevoerd door de Planets Foundation - en waarvoor Dr. Berdyugina de projectleider is. Eenmaal voltooid, zal Colossus de grootste optische en infraroodtelescoop ter wereld zijn, om nog maar te zwijgen van de grootste telescoop die is geoptimaliseerd voor het detecteren van buitenaards leven en buitenaardse beschavingen.
Het bestaat uit 58 onafhankelijke off-axis 8-meter telescopen, die hun telescoop-interferometrie effectief samenvoegen tot een effectieve resolutie van 74 meter. Naast Colossus is de Planets Foundation ook verantwoordelijk voor de ExoLife Finder (ELF). Deze 40-meter telescoop maakt gebruik van veel van dezelfde technologieën die in Colossus zullen worden gebruikt en zal naar verwachting de eerste telescoop zijn die oppervlaktekaarten van nabijgelegen exoplaneten maakt.
En dan is er het gepolariseerde licht van de telescoop Atmospheres of Nearby Extra-Terrestrial Planets (PLANETS), dat momenteel wordt gebouwd in Haleakala, Hawaii (naar verwachting in januari 2018 voltooid). Ook hier is deze telescoop een technologiedemonstrator voor wat er uiteindelijk toe zal leiden dat Colossus werkelijkheid wordt.
Naast de Planets Foundation wordt verwacht dat andere telescopen van de volgende generatie ook spectroscopische studies van hoge kwaliteit zullen uitvoeren van verre exoplaneten. De meest bekende hiervan is misschien wel de James Webb-telescoop van NASA, die volgend jaar wordt gelanceerd.
En bekijk zeker de video van Dr. Berdyugina volledige presentatie hieronder:
