Aardgebonden rechercheurs vertrouwen op vingerafdrukken om hun zaken op te lossen; nu kunnen astronomen hetzelfde doen, met behulp van "lichte vingerafdrukken" in plaats van huidgroeven om de mysteries van exoplaneten te ontrafelen.

Onderzoekers van de Cornell University hebben een referentiecatalogus gemaakt met behulp van gekalibreerde spectra en geometrische albedo's - het licht dat wordt gereflecteerd door een oppervlak - van 19 van de meest uiteenlopende lichamen in ons zonnestelsel. Deze omvatten alle acht planeten, van rotsachtig tot gasvormig; negen manen, van bevroren tot lava spuwen; en twee dwergplaneten, een in de asteroïdengordel - Ceres - en een in de Kuipergordel - Pluto.

Door waargenomen spectra en albedo's van exoplaneten te vergelijken met deze catalogus van ons eigen thuisplaneetstelsel, wetenschappers zullen ze kunnen karakteriseren met verwijzing naar het brede scala aan ijzige, rotsachtige en gasvormige werelden in ons thuissysteem.

"Een catalogus van Spectra, Albedos and Colors of Solar System Bodies for Exoplanet Comparison" werd online gepubliceerd in het tijdschrift Astrobiologie en zal in december op de omslag van de gedrukte editie verschijnen.

"We gebruiken ons eigen zonnestelsel en alles wat we weten over zijn ongelooflijke diversiteit aan fascinerende werelden, zoals onze Rosetta-steen, " zei co-auteur Lisa Kaltenegger, universitair hoofddocent sterrenkunde en directeur van het Carl Sagan Institute. "Met deze catalogus van lichte vingerafdrukken, we zullen nieuwe waarnemingen van exoplaneten kunnen vergelijken met objecten in ons eigen zonnestelsel, inclusief de gaswerelden van Jupiter en Saturnus, de ijzige werelden van Europa, de vulkanische wereld van Io en onze eigen leven gevulde planeet."

de catalogus, vrij beschikbaar op de website van het Carl Sagan Institute, bevat versies met hoge en lage resolutie van de gegevens, die astronomen de invloed van spectrale resolutie op de identificatie van een object laat zien. In aanvulling, de catalogus biedt voorbeelden van hoe de kleuren van de 19 zonnestelselmodellen zouden veranderen als ze om andere sterren dan onze zon zouden draaien.

"Planetaire wetenschap was baanbrekend in de jaren '70 en '80 met spectrale metingen voor zonnestelsellichamen. De exoplaneetwetenschap zal in de nabije toekomst een soortgelijke renaissance meemaken, " zei Jack Madden, promovendus aan het Carl Sagan Institute en hoofdauteur van de studie. "De technologie om het licht van planeten ter grootte van de aarde rond andere sterren rechtstreeks te verzamelen, bevindt zich momenteel in een schone kamer en wacht om te worden geassembleerd en getraind op het juiste doelwit. Met de aanstaande lancering van de James Webb-ruimtetelescoop en de huidige constructie van grote grond telescopen zoals de Giant Magellan Telescope en de Extremely Large Telescope, we gaan een nieuw tijdperk van waarnemingsvermogen binnen, dus we hebben een referentiecatalogus nodig van alle planeten en manen die we al kennen, om deze nieuwe exoplaneetspectra mee te vergelijken."

De catalogus stelt wetenschappers in staat prioriteiten te stellen aan tijdrovende, observaties met hoge resolutie van extrasolaire planeten en manen. Het biedt ook inzicht in wat voor soort werelden niet zo gemakkelijk te categoriseren zijn zonder spectra met hoge resolutie. Bijvoorbeeld, Venus is een rotsachtige planeet, maar omdat zonlicht weerkaatst door zijn dichte koolstofdioxide-atmosfeer in plaats van door zijn rotsachtige oppervlak, de kleuren die astronomen vanaf zo'n planeet waarnemen, lijken op die van een ijzige wereld. Aan de buitenrand van de bewoonbare zone, rotsachtige exoplaneten hebben waarschijnlijk dichte atmosferen zoals Venus. Dergelijke werelden vereisen lange observaties om correct te karakteriseren.

"Het onderzoeken van ons zonnestelsel vanuit het gezichtspunt van een verre waarnemer is een verhelderende oefening, ' zei Madden.

"Door de mysteries van de objecten in ons eigen zonnestelsel te ontrafelen, kunnen we een glimp opvangen van de geheimen van deze nieuwe werelden die we vinden, ’ zei Kaltenegger.