In de afgelopen decennia zijn duizenden exoplaneten ontdekt in naburige sterrenstelsels. In feite, vanaf 1 oktober 2017, ongeveer 3.671 exoplaneten zijn bevestigd in 2.751 systemen, met 616 systemen met meer dan één planeet. Helaas is de overgrote meerderheid hiervan gedetecteerd met indirecte middelen, variërend van gravitational microlensing tot transitfotometrie en de radiale snelheidsmethode.
Bovendien hebben we deze planeten niet van dichtbij kunnen bestuderen omdat de benodigde instrumenten nog niet bestaan. Project Blue, een consortium van wetenschappers, universiteiten en instellingen, wil daar verandering in brengen. Onlangs lanceerden ze een crowdfunding-campagne via Indiegogo om de ontwikkeling van een ruimtetelescoop te financieren die tegen 2021 op zoek gaat naar exoplaneten in het Alpha Centauri-systeem.
Naast de commerciële en academische partners is Project Blue een samenwerking tussen het BoldlyGo Institute, Mission Centaur, het SETI Institute en de University of Massachusetts Lowell. Het wordt gestuurd door een Science & Technology Advisory Committee (STAC), samengesteld uit experts op het gebied van wetenschap en technologie die zich toeleggen op verkenning van de ruimte en de zoektocht naar leven in ons universum.
Om hun doel van het rechtstreeks bestuderen van exoplaneten te bereiken, probeert Project Blue gebruik te maken van recente veranderingen in de ruimteverkenning, waaronder verbeterde instrumenten en methodologie, de snelheid waarmee exoplaneten de afgelopen jaren zijn ontdekt en meer samenwerking tussen de particuliere en publieke sector. Zoals president en CEO van SETI Institute Bill Diamond uitlegde in een recente persverklaring van SETI:
"Project Blue bouwt voort op recent onderzoek om te laten zien dat de aarde niet de enige is in de kosmos als een planeet die het leven kan ondersteunen, en zou het niet geweldig zijn om zo'n planeet in ons dichtstbijzijnde naburige zonnestelsel te zien? Dit is de fundamentele reden waarom we zoeken. '
Zoals opgemerkt, zijn vrijwel alle ontdekkingen van exoplaneten die de afgelopen decennia zijn gedaan, gedaan met behulp van indirecte methoden - de meest populaire is Transit Fotometery. Deze methode is wat de Kepler en K2 missies vertrouwden erop om in totaal 5.017 exoplanetenkandidaten te detecteren en het bestaan van 2.470 exoplaneten te bevestigen (waarvan er 30 in een baan rond de bewoonbare zone van hun ster werden gevonden).
Deze methode bestaat uit astronomen die verre sterren in de gaten houden op periodieke helderheidsdalingen, die worden veroorzaakt door een planeet die voor de ster voorbijgaat. Door deze dips te meten, kunnen wetenschappers de grootte van planeten in dat systeem bepalen. Een andere populaire techniek is de Radial Velocity (of Doppler) -methode, die veranderingen in de positie van een ster ten opzichte van de waarnemer meet om te bepalen hoe groot zijn planetenstelsel is.
Deze en andere methoden (alleen of in combinatie) hebben de vele ontdekkingen mogelijk gemaakt. Maar tot nu toe zijn er geen exoplaneten rechtstreeks in beeld gebracht, wat te wijten is aan het annulerende effect dat sterren hebben op optische instrumenten. In feite hebben astronomen het licht dat wordt weerkaatst door de atmosfeer van een exoplaneet niet kunnen waarnemen, omdat het licht dat van de ster komt tot tien miljard keer helderder is.
De uitdaging is dus geworden hoe dit licht moet worden geblokkeerd, zodat de planeten zelf zichtbaar kunnen worden. Een voorgestelde oplossing voor dit probleem is het Starshade-concept van NASA, een gigantische ruimtestructuur die naast een ruimtetelescoop in de ruimte zou worden ingezet (hoogstwaarschijnlijk de James Webb Space Telescope). Eenmaal in een baan om de aarde zou deze structuur zijn bloemvormige folies inzetten om de schittering van verre sterren te blokkeren, waardoor de JWST en andere instrumenten exoplaneten rechtstreeks kunnen afbeelden.
Maar aangezien Alpha Centauri een binair systeem is (of trinary, als je Proxima Centauri meetelt), is het nog ingewikkelder om alle planeten eromheen direct in beeld te kunnen brengen. Om dit aan te pakken, heeft Project Blue plannen ontwikkeld voor een telescoop die licht van zowel Alpha Centauri A als B kan onderdrukken, terwijl hij tegelijkertijd foto's maakt van planeten die er omheen draaien. Het gespecialiseerde onderdrukkingssysteem voor sterrenlicht bestaat uit drie componenten.
Ten eerste is er de coronagraaf, een instrument dat gebruik zal maken van meerdere technieken om sterrenlicht te blokkeren. Ten tweede zijn er de vervormbare spiegel, lage-orde golffrontsensoren en algoritmen voor softwarebesturing die inkomend licht zullen manipuleren. Ten slotte is er de nabewerkingsmethode die bekend staat als Orbital Differntial Imaging (ODI), waarmee de wetenschapper van Project Blue het contrast van de gemaakte beelden kan verbeteren.
Gezien de nabijheid van de aarde, is het Alpha Centauri-systeem de natuurlijke keuze voor het uitvoeren van een dergelijk project. In 2012 werd een exoplaneet-kandidaat - Alpha Centauri Bb - aangekondigd. Uit verdere analyse in 2015 bleek echter dat het gedetecteerde signaal een artefact in de gegevens was. In maart 2015 werd een tweede mogelijke exoplaneet (Alpha Centauri Bc) aangekondigd, maar ook het bestaan ervan wordt in twijfel getrokken.
Met een instrument dat in staat is om dit systeem direct in beeld te brengen, zou het bestaan van exoplaneten eindelijk kunnen worden bevestigd (of uitgesloten). Zoals Franck Marchis - de Senior Planetary Astronomer bij het SETI Institute en Project Blue Science Operation Lead - zei over het project:
"Project Blue is een ambitieuze ruimtemissie, ontworpen om een fundamentele vraag te beantwoorden, maar verrassend genoeg is er de technologie om een afbeelding van een" Pale Blue Dot "rond Alpha Centauri-sterren te verzamelen. De technologie die we zullen gebruiken om een planeet 1 tot 10 miljard keer zwakker dan zijn ster te detecteren, is uitgebreid getest in het laboratorium en we zijn nu klaar om met dit instrument een ruimtetelescoop te ontwerpen. ”
Als Project Blue zijn crowdfundingdoelen haalt, is de organisatie van plan om de telescoop tegen 2021 in Near-Earth Orbit (NEO) in te zetten. De telescoop zal vervolgens de komende twee jaar het Alpha Centauri-systeem observeren met zijn corongrafische camera. Alles bij elkaar zal de missie tussen de ontwikkeling van het instrument en het einde van zijn observatiecampagne zes jaar duren, een relatief korte periode voor een astronomische missie.
Het potentiële resultaat van deze missie zou echter ongelooflijk diep zijn. Door direct een andere planeet in het dichtstbijzijnde zonnestelsel in beeld te brengen, zou Project Blue essentiële gegevens kunnen verzamelen die zouden kunnen aangeven of er planeten zijn die bewoonbaar zijn. Al jaren proberen astronomen meer te leren over de potentiële bewoonbaarheid van exoplaneten door de spectrale gegevens te onderzoeken die worden geproduceerd door licht dat door hun atmosfeer gaat.
Dit proces is echter beperkt tot enorme gasreuzen die dicht bij hun oudersterren (dat wil zeggen "Super-Jupiters") cirkelen. Hoewel verschillende modellen zijn voorgesteld om beperkingen op te leggen aan de atmosfeer van rotsachtige planeten die in een baan rond de bewoonbare zone van een ster draaien, is er geen direct bestudeerd. Als het dus succesvol zou zijn, zou Project Blue enkele van de grootste wetenschappelijke vondsten uit de geschiedenis mogelijk maken.
Bovendien zou het informatie opleveren die een lange weg zou kunnen zijn om een toekomstige missie naar Alpha Centauri te informeren, zoals Breakthrough Starshot. Deze voorgestelde missie vereist het gebruik van een grote laserarray om een door lichtzeil aangedreven nanocraft aan te drijven tot relativistische snelheden (20% van de lichtsnelheid). In dit tempo zou het vaartuig binnen 20 jaar tijd Alpha Centauri bereiken en gegevens kunnen terugzenden met een reeks kleine camera's, sensoren en antennes.
Zoals de naam al doet vermoeden, hoopt Project Blue de eerste beelden vast te leggen van een 'lichtblauwe stip' die om een andere ster draait. Dit is een verwijzing naar de foto van de aarde die door de Voyager 1 sonde op 19 februari 1990, nadat de sonde zijn primaire missie had voltooid en zich klaarmaakte om het zonnestelsel te verlaten. De foto's zijn gemaakt op verzoek van de beroemde astronoom en wetenschapscommunicator Carl Sagan.
Bij het bekijken van de foto's zei Sagan: 'Kijk nog eens naar die stip. Dat is hier. Dat is thuis. Dat zijn wij. Daarop leefde iedereen van wie je houdt, iedereen die je kent, iedereen van wie je ooit hebt gehoord, elk mens die ooit was, leefde zijn leven. ' Daarna werd de naam "Pale Blue Dot" synoniem met de aarde en legde het gevoel van ontzag vast en vroeg me af dat de Reis 1 opgeroepen foto's.
Meer recentelijk zijn andere "Pale Blue Dot" -foto's geknapt door missies zoals de Cassini orbiter. Tijdens het fotograferen van Saturnus en het ringensysteem in de zomer van 2013, Cassini erin geslaagd om beelden vast te leggen die de aarde op de achtergrond toonden. Gezien de afstand verscheen de aarde opnieuw als een klein lichtpuntje tegen de duisternis van de ruimte.
Naast het vertrouwen op crowdfunding en de deelname van meerdere non-profitorganisaties, wil deze goedkope missie ook profiteren van een groeiende trend in ruimteverkenning, namelijk open deelname en samenwerking tussen wetenschappelijke instellingen en burgerwetenschappers. Dit is een van de belangrijkste doelen achter Project Blue, namelijk het publiek betrekken en hen informeren over het belang van ruimteverkenning.
Zoals Jon Morse, de CEO van het BoldlyGo Institute, uitlegde:
“De toekomst van ruimteverkenning biedt grenzeloze mogelijkheden om diepgaande vragen over ons bestaan en ons lot te beantwoorden. Ruimtewetenschap is een hoeksteen voor het onderzoeken van dergelijke vragen. Project Blue wil een wereldwijde gemeenschap betrekken bij een missie om te zoeken naar bewoonbare planeten en leven buiten de aarde. ”
Vanaf het schrijven van dit artikel is Project Blue erin geslaagd $ 125.561 USD van hun doel van $ 175.000 op te halen. Voor degenen die dit project willen steunen, blijft de Indiegogo-campagne van Project Blue nog 11 dagen open. En bekijk ook zeker hun promotievideo:
