Buitenaards leven - exoplaneten

TOLIMAN ruimtetelescoop gaat zoeken naar bewoonbare planeten bij Alpha Centauri

Astronomen van de universiteit van Sydney, het Breakthrough Initiative, Saber Aeronautics en het Propulsion Laboratory hebben deze week de TOLIMAN-telescoop aangekondigd. TOLIMAN staat voor Telescope for Orbit Locus Interferometric Monitoring of our Astronomical Neighborhood. Deze missie gaat zoeken naar planeten in de bewoonbare zone rond de sterren in het drievoudige stersysteem Alpha Centauri. Toliman is ook de Arabische naam voor Alpha Centauri.

Opname van alpha Centauri
Deze opname toont het meest nabije stersysteem tot de Zon, de heldere dubbelster Alpha Centauri AB en de verre en zwakke begeleider Proxima Centauri. Credit: ESO / B. Tafreshi, twanight.org / Digitized Sky Survey 2 / Davide De Martin / Mahdi Zamani.

Alpha Centauri, ook bekend als Rigil Kentaurus, Rigil Kent en Gliese 559 bevindt zich in het sterrenbeeld Centaurus. Het is een drievoudig stersysteem bestaande uit de heldere dubbelster bestaande uit Alpha Centauri A en Alpha Centauri B plus de zwakke rode dwerg Alpha Centauri C.

De twee helderste sterren bevinden zich ongeveer 4,35 lichtjaar van de Aarde. Alpha Centauri C, beter bekend als Proxima Centauri, is ongeveer 4,23 lichtjaar van ons verwijderd.

Vergeleken met de Zon is Alpha Centauri A van dezelfde spectraalklasse G2 maar een beetje groter. Alpha Centauri B is een ster van spectraalklasse K1 en een beetje kleiner en minder helder.

Alpha Centauri A en B draaien met een periode van 80 jaar om een gemeenschappelijk zwaartepunt. De kleinste afstand tussen de twee sterren is ongeveer 11 keer de afstand tussen de Aarde en de Zon.

Er zijn momenteel drie planeten bekend in het Alpha Centauri-systeem: een warme sub-Neptunus rond Alpha Centauri A en twee planeten rond Proxima Centauri: een planeet met de massa van de Aarde die Proxima b heet en de veel zwaardere Proxima c.

Schema van de TOLIMAN telescoop
De voorgestelde TOLIMAN ruimtetelescoop krijgt een spiegelpatroon dat bekend staat als een diffractieve pupil. In plaats van sterlicht die focusseren tot een smalle bundel licht zoals gebruikelijk is bij optische systemen krijgt TOLIMAN een systeem dat het sterlicht verspreid in een complex bloempatroon dat, paradoxaal, het gemakkelijker maakt om de kleine details zichtbaar te maken die nodig zijn om de kleine wiebelingen zichtbaar te maken die een planeet veroorzaakt in de beweging van de ster. Credit: Tuthill et al., doi: 10.1117/12.2313269.

Volgens dr. Pete Worden van het Breakthrough Initiatives zijn onze naaste sterrenburen, alpha Centauri en Proxima Centauri buitengewoon interessant. De TOLIMAN-missie zal een enorme stap zijn om erachter te komen of er planeten bestaan die leven kunnen ondersteunen.

Astronomen hebben toegang tot verbazingwekkende technologieën waarmee we duizenden planeten kunnen vinden die rond sterren draaien over uitgestrekte delen van ons sterrenstelsel. Toch weten we nauwelijks iets over onze hemelse achtertuin, aldus TOLIMAN-projectleider professor Peter Tuthill van de universiteit van Sydney.

Het is een modern probleem: we zijn net als slimme stedelingen wiens sociale mediaverbindingen wereldwijd zijn maar we kennen niemand die in ons eigen blok woont. Deze blinde vlek in onze lokale kennis heeft belangrijke gevolgen. Het is enorm belangrijk om onze planetaire buren beter te leren kennen.

Deze nabije planeten zijn degenen waar we de beste vooruitzichten hebben voor het vinden en analyseren van atmosferen, oppervlaktechemie en mogelijk zelfs vingerafdrukken van een biosfeer, de voorlopige signalen van leven.

Deze nabije planeten zijn de planeten waar de mensheid zijn eerste stappen in de interstellaire ruimte zal zetten met behulp van snelle, futuristische robotsondes. Als we naar de dichtstbijzijnde sterren kijken verwachten we dat een handvol rotsachtige planeten zoals de Aarde in een baan op de juiste afstand om vloeibaar water aan het oppervlak te kunnen hebben.

gesimuleerde afbeelding van alpha Centauri door Toliman
Een gesimuleerde afbeelding van Alpha Centauri AB waargenomen in smalband licht met behulp van de TOLIMAN-telescoop. Credit: Tuthill et al., doi: 10.1117/12.2313269.

Zelfs voor de meest nabije sterren aan de nachtelijke hemel is het vinden van planeten een grote technologische uitdaging. De TOLIMAN-missie zal een dedicated ontworpen ruimtetelescoop lanceren die extreem nauwkeurige metingen van de positie van een ster kan doen. Als er een planeet rond die ster draait dan zal die een heel klein beetje aan de ster trekken en dat veroorzaakt een hele kleine maar meetbare wiebeling die TOLIMAN moet kunnen zien.

Artikel: Peter Tuthill et al. 2018. The TOLIMAN space telescope. Proc. SPIE 10701, Optical and Infrared Interferometry and Imaging VI, 107011J; doi: 10.1117/12.2313269

Eerste publicatie: 18 november 2021