Het CHEOPS-ruimtevaartuig zet de eerste voorzichtige stappen in zijn missie. Op 29 januari opende het ruimtevaartuig de kap van zijn lens. Nu hebben we de eerste afbeeldingen van CHEOPS.
CHEOPS staat voor CHtegenkomenEXOPlanetSatelliet. Het is een missie van de European Space Agency (ESA) om enkele van de helderste en dichtstbijzijnde sterren te bestuderen waarvan bekend is dat ze exoplaneten hosten. CHEOPS zal precieze metingen uitvoeren van exoplanet-afmetingen om de dichtheid en samenstelling van de werelden te onthullen. Het richt zich op planeten in het massabereik super-aarde tot Neptunus.
Raak nog niet te opgewonden. Deze eerste afbeeldingen winnen geen prijzen.
Maar dat is niet de bedoeling. Hun doel is om te verifiëren of de systemen van de satelliet werken, dus hun wazige karakter is een cruciaal onderdeel van de missie. En terwijl het team wachtte op de eerste beelden, groeide de spanning.
“Toen de eerste beelden van een sterrenveld op het scherm verschenen, was het voor iedereen meteen duidelijk dat we inderdaad een werkende telescoop hadden.”
Willy Benz, hoofdonderzoeker, CHEOPS-missie.
"De eerste beelden die op het scherm zouden verschijnen, waren cruciaal voor ons om te kunnen bepalen of de optiek van de telescoop de raketlancering in goede staat had overleefd", legt Willy Benz, hoogleraar astrofysica aan de universiteit van Bern en hoofdonderzoeker uit. van de CHEOPS-missie, in een persbericht. "Toen de eerste beelden van een sterrenveld op het scherm verschenen, was het voor iedereen meteen duidelijk dat we inderdaad een werkende telescoop hadden", aldus Benz.
Nu het CHEOPS-team weet dat de telescoop werkt, moeten ze weten hoe goed hij werkt. Het team heeft de tijd gehad om het beeld te analyseren en ze zeggen dat CHEOPS de verwachtingen overtreft. Maar in dit geval is CHEOPS opzettelijk ongericht om te testen, dus beter betekent niet duidelijker.
"Dit prachtig onscherpe beeld belooft een nieuw, dieper begrip van werelden buiten ons zonnestelsel."
Kate Isaak, ESA Cheops Project Scientist.
"Het goede nieuws is dat de daadwerkelijk ontvangen onscherpe beelden vloeiender en symmetrischer zijn dan we hadden verwacht van metingen in het laboratorium", zegt Benz. De wazige test is ontworpen om inkomend licht over zoveel mogelijk pixels te verspreiden. De resultaten zullen het CHEOPS-team vertellen of de telescoop zijn kriebels en zijn "pixel-naar-pixel-variaties" gladstrijkt. Die afvlakking geeft CHEOPS zijn uitzonderlijke precisie.
Ook al is het wazig, het is de eerste afbeelding. En dat maakt het een mijlpaal voor ESA en het CHEOPS-team.
"Dit is een beslissend moment voor de missie", zegt Nicola Rando, ESA-projectmanager voor Cheops, in een persbericht.
"Voor de ingenieurs en wetenschappers in heel Europa die hebben gewerkt en blijven werken aan Cheops, vertegenwoordigt dit beeld het hoogtepunt van vele jaren van toewijding en inspanning - het ontwerpen, plannen, coördineren en bouwen van deze nieuwe en unieke satelliet", zei Rando.
"Deze eerste veelbelovende analyses zijn een grote opluchting en ook een opsteker voor het team."
WILLY BENZ, BELANGRIJKSTE ONDERZOEKER, CHEOPS MISSION.
Bij deze tests draait alles om de precisie die CHEOPS nodig heeft om zijn missie te vervullen. CHEOPS is geen missie om de planeet te vinden. Het gaat reeds bekende exoplaneten met uiterste precisie onderzoeken. Het moet extreem kleine dalingen in helderheid waarnemen als een exoplaneet voor zijn ster voorbijgaat. Omdat het de grootte van de planeet is die die dip bepaalt, hoe nauwkeuriger CHEOPS de dip kan meten, hoe nauwkeuriger het de grootte van de planeet kan bepalen.
"Deze eerste veelbelovende analyses zijn een grote opluchting en ook een opsteker voor het team", aldus Benz.
Dit is nog maar het begin van de testfase van CHEOPS. In de loop van ongeveer twee maanden zal de satelliet meer beelden maken. Het algemene doel van al deze tests is om te bepalen hoe nauwkeurig het ruimtevaartuig kan zijn tijdens verschillende delen van zijn missie. "We zullen veel meer afbeeldingen in detail analyseren om het exacte nauwkeurigheidsniveau te bepalen dat CHEOPS kan bereiken in de verschillende aspecten van het wetenschapsprogramma", zegt David Ehrenreich, CHEOPS-projectwetenschapper aan de Universiteit van Genève. "De resultaten tot dusver voorspellen veel goeds."
De CHEOPS-missie is, zoals alle ruimtemissies, jaren in ontwikkeling geweest. Mijlpalen als deze zijn belangrijk en zijn verheugend voor de mensen die aan de missie werken.
"Nu Cheops zijn eerste doelwit heeft waargenomen, zijn we een stap dichter bij het begin van de missiewetenschap", zegt Kate Isaak, ESA Cheops-projectwetenschapper. "Dit prachtig onscherpe beeld belooft een nieuw, dieper begrip van werelden buiten ons zonnestelsel."
De Kepler-missie heeft een revolutie teweeggebracht in ons begrip van exoplaneten. De resultaten bevestigden wat velen hadden geraden: de meeste sterren hosten planeten, net als ons zonnestelsel. Nu, grotendeels dankzij Kepler, kennen we meer dan 4000 bevestigde exoplaneten. CHEOPS is de volgende stap in het karakteriseren en begrijpen van exoplaneten.
Voorlopige onderzoeken naar exoplaneten waren lang niet zo nauwkeurig als wat CHEOPS zal bieden. Metingen vanaf de grond kunnen ons een redelijk goed beeld geven van de massa van een exoplaneet. Als een planeet om zijn ster draait, geeft hij de ster een kleine ruk. Van die sleepboot kunnen astronomen de massa van de planeet berekenen. Maar de dichtheid van de planeet, en de samenstelling ervan, wordt niet onthuld.
Maar de precieze maatmetingen van CHEOPS, in combinatie met de massameting van een planeet, geven ons een veel nauwkeurigere dichtheid en dus samenstelling. Dat is hoe CHEOPS de exoplaneetwetenschap zal bevorderen.
"CHEOPS zal de exoplaneetwetenschap naar een heel nieuw niveau tillen", zegt Günther Hasinger, ESA Director of Science.
“Na de ontdekking van duizenden planeten kan de zoektocht nu overgaan tot karakterisering, het onderzoeken van de fysische en chemische eigenschappen van veel exoplaneten en echt te weten komen waarvan ze gemaakt zijn en hoe ze gevormd zijn. CHEOPS zal ook de weg vrijmaken voor onze toekomstige exoplanet-missies, van de internationale James Webb-telescoop tot ESA's eigen PLATO- en ARIEL-satellieten, waardoor de Europese wetenschap voorop blijft lopen in exoplaneetonderzoek. "
De CHEOPS-missie duurt ongeveer 3,5 jaar. 80% van die tijd zal worden besteed aan het CHEOPS Guaranteed Time Observing (GTO) -programma. Het grootste deel van de GTO-programmatijd zal voornamelijk worden gebruikt om bekende exoplaneten te observeren en om deze meer in detail te karakteriseren.
Zoals Kepler liet zien, zijn exoplaneten in een grote verscheidenheid aan soorten verkrijgbaar, waarvan er vele heel anders zijn dan wat we in ons zonnestelsel zien. Ze bevatten Hot Jupiters, enorme gasreuzen die super dicht bij hun ster cirkelen. Er zijn netjes gesloten planeten met gesmolten oppervlakken. Er kunnen oceaanplaneten zijn zonder landoppervlak. En er zijn planeten zo dicht bij hun ster dat de zwaartekracht ze in een eivormige vorm vervormt. CHEOPS vergroot ons begrip van al deze soorten planeten die we vinden. De planeten die het kenmerkt, zullen waarschijnlijk doelen zijn voor verder onderzoek met nog krachtigere telescopen zoals de James Webb Space Telescope.
De CHEOPS GTO zal ook kijken naar exoplaneten gevonden met de radiale snelheidsmethode, en zal hun transits observeren om hun afmetingen te vinden. Het zal ook kijken naar andere zonnestelsels met meerdere exoplaneten en proberen andere gemiste te vinden.
De andere 20% van de tijd van CHEOPS is beschikbaar voor de astronomiegemeenschap onder het Guest Observers (GO) -programma. Een deel van die tijd is al uitgetrokken om de Hot Jupiter HD 17156 b, de exoplaneet DS Tuc Ab die TESS heeft gevonden en het multi-planeetsysteem GJ 9827 te bestuderen. Een van de planeten in een baan om GJ 9827 is de dichtste ooit gevonden, en kan voor 50% uit ijzer bestaan, waardoor het een zeer intrigerende kandidaat is voor vervolgwaarnemingen.
Het wetenschapsprogramma van CHEOPS begint in april 2020 en eindigt rond oktober 2023.
Meer:
- Persbericht: CHEOPS-ruimtetelescoop maakt zijn eerste foto's
- Persbericht: een perfecte vervaging - eerste afbeelding door exoplanet-kijker Cheops
- Space Magazine: ESA's CHEOPS is net gelanceerd. We gaan nog VEEL meer leren over exoplaneten
