Hubble en New Horizons kijken samen naar Uranus
Astronomen hebben hoge-resolutiebeelden van Uranus, gemaakt door de Hubble, vergeleken met opnames die de New Horizons op grote afstand van de planeet maakte. Hun resultaten dienen als basis voor waarnemingen die gebruikt kunnen worden om rechtstreekse beelden van exoplaneten gemaakt door toekomstige telescopen te interpreteren.
Directe beeldvorming van exoplaneten is een belangrijke techniek om meer te weten te komen over hun potentiële bewoonbaarheid en biedt nieuwe aanwijzingen voor de oorsprong en vorming van ons eigen zonnestelsel.
Astronomen gebruiken zowel directe beeldvorming als spectroscopie om licht van de waargenomen planeet te verzamelen en de helderheid ervan op verschillende golflengtes te vergelijken.
Het maken van beelden van exoplaneten is echter een notoir moeilijk proces omdat ze zo ver weg zijn.
Hun beelden zijn slechts kleine puntjes en zijn dus niet zo gedetailleerd als de close-upbeelden die we hebben van planeten in ons eigen zonnestelsel.
Astronomen kunnen exoplaneten ook alleen direct in beeld brengen in “gedeeltelijke fasen”, wanneer slechts een deel van de planeet wordt verlicht door hun ster zoals gezien vanaf de Aarde.
Uranus was om een paar redenen een ideaal doelwit als test voor het begrijpen van toekomstige verre waarnemingen van exoplaneten door andere telescopen.
Ten eerste zijn veel bekende exoplaneten ook gasreuzen die qua aard vergelijkbaar zijn. Bovendien bevond New Horizons zich ten tijde van de waarnemingen aan de verre kant van Uranus, 10,5 miljard kilometer ver weg, waardoor de schemering van de planeet bestudeerd kon worden – iets wat vanaf de Aarde niet mogelijk is.
Op die afstand bestond het beeld van de planeet van New Horizons uit slechts enkele pixels van zijn kleurencamera – de Multispectral Visible Imaging Camera.
Aan de andere kant was Hubble, met zijn hoge resolutie en in zijn lage baan om de Aarde op 2,7 miljard kilometer afstand van Uranus, in staat om atmosferische kenmerken zoals wolken en stormen aan de dagzijde van de gasreus te zien.
De gasreuzen in ons zonnestelsel hebben dynamische en variabele atmosferen met veranderende wolkenbedekking. Hoe vaak komt dit voor bij exoplaneten?
Door de details te kennen van hoe wolken op Uranus eruit zagen vanuit Hubble, kunnen onderzoekers verifiëren wat er wordt geïnterpreteerd vanuit de New Horizons-gegevens.
In het geval van Uranus zagen zowel Hubble als New Horizons dat de helderheid niet veranderde terwijl de planeet roteerde, wat aangeeft dat de wolkenkenmerken niet veranderden met de rotatie van de planeet.
Het belang van de detectie door New Horizons heeft echter te maken met hoe de planeet licht reflecteert in een andere fase dan wat Hubble of andere observatoria op of nabij de Aarde kunnen zien.
New Horizons toonde aan dat exoplaneten mogelijk zwakker zijn dan voorspeld bij gedeeltelijke en hoge fasehoeken en dat de atmosfeer licht andere reflecteert bij gedeeltelijke fase.
Volgens Dr. Alan Stern, hoofdonderzoeker van de New Horizons-missie, dragen deze baanbrekende New Horizons-studies van Uranus vanuit een ander uitkijkpunt dat op een enkele andere manier kan worden waargenomen, bij aan de schat aan nieuwe wetenschappelijke kennis van de missie en hebben, net als veel andere datasets die tijdens d emissie zijn verkregen, verrassende nieuwe inzichten opgeleverd over de werelden in ons zonnestelsel.
De aankomende Nancy Grace Roman Space Telescope van de NASA , die in 2027 moet worden gelanceerd, zal een coronagraaf gebruiken om het licht van een ster te blokkeren om gasreuzen direct te kunnen zien.
Het Habitable Worlds Observatory van de NASA, dat zich nog in een vroege planningsfase bevindt, zal de eerste telescoop zijn die specifiek is ontworpen om te zoeken naar atmosferische biosignaturen op aardachtige, rotsachtige planeten die om andere sterren draaien.
Het bestuderen van hoe bekende benchmarks zoals Uranus eruit zien in verre beelden kan astronomen helpen om robuustere verwachtingen te hebben bij de voorbereiding op deze toekomstige missies. En dat zal cruciaal zijn voor hun succes.
De wetenschappers presenteerden hun resultaten de afgelopen week op DSP56, de jaarlijkse bijeenkomst van de Division for Planetary Sciences van de American Astronomical Society.
Artikel: S. Hasler et al. 2024. New Horizons Ralph/MVIC Observations of Uranus at High Phase Angles. DPS56
Eerste publicatie: 12 oktober 2024
Bron: NASA
