Als het gaat om het rechtstreeks in beeld brengen van aardachtige exoplaneten die in een baan om verre sterren draaien, zien is niet altijd geloven.

Uit een nieuwe studie van Cornell blijkt dat telescopen van de volgende generatie die worden gebruikt om exoplaneten te zien, aardachtige planeten kunnen verwarren met andere soorten planeten in hetzelfde zonnestelsel.

Met de hedendaagse telescopen, vage verre planeten zijn moeilijk te zien tegen de schittering van hun gastheersterren, maar tools van de volgende generatie, zoals de Nancy Grace Roman Space Telescope, momenteel in ontwikkeling door NASA, zal beter zijn in het in beeld brengen van aardachtige planeten, die op precies de juiste afstand om sterren draaien om de beste voorwaarden voor leven te bieden.

"Als we eenmaal het vermogen hebben om aardachtige planeten in beeld te brengen, we moeten ons zorgen maken dat we ze verwarren met totaal verschillende soorten planeten, " zei Dmitry Savransky, universitair hoofddocent aan de Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering (College of Engineering) en het Department of Astronomy (College of Arts and Sciences).

"De toekomstige telescopen die deze waarnemingen mogelijk zullen maken, zullen zo enorm zijn, duur, en moeilijk te bouwen en te lanceren dat we het ons niet kunnen veroorloven om er ook maar één seconde aan te verspillen, "Savransky zei, "daarom is het zo belangrijk om al deze potentiële problemen van tevoren te overdenken."

Door het eigen zonnestelsel van de aarde te gebruiken als model van een onontgonnen sterrenstelsel, Savransky en Dean Keithly, doctoraatsstudent op het gebied van werktuigbouwkunde en ruimtevaarttechniek, berekend dat zelfs met directe beeldvormingstechnieken en de toegenomen mogelijkheden van de toekomst, krachtige telescopen, exoplaneten die zo verschillend zijn als Uranus en de aarde kunnen voor elkaar worden aangezien.

Het onderzoek werd op 23 september gepubliceerd in Astrofysische journaalbrieven , en beschrijft hoe metingen die de scheiding en helderheid van de planeet en de ster schatten, 'planeetverwarring' kunnen veroorzaken. De modellering vindt dat wanneer twee planeten dezelfde scheiding en grootte langs hun banen delen, de ene planeet kan worden verward met de andere.

"Ik stel de vraag, 'Is het mogelijk dat Jupiter dezelfde scheiding en helderheid heeft als de aarde? Kunnen we deze twee dingen die we zojuist hebben ontdekt met elkaar verwarren?' En het antwoord is ja, "Zei Keithly. "Een bewoonbare aardachtige exoplaneet rond een ster in een ander zonnestelsel zou kunnen worden verward met veel andere soorten planeten."

Keithly en Savransky - beide leden van Cornell's Carl Sagan Institute - identificeerden 21 gevallen binnen hun zonnestelselmodel waarin een individuele planeet dezelfde schijnbare planeet-sterscheiding en helderheid had als een andere planeet. Met behulp van deze gegevens, er werd berekend dat een aardachtige planeet in 36% van de willekeurig gegenereerde zonnestelsels ten onrechte kan worden geïdentificeerd met een Mercuriusachtige planeet; met een Mars-achtige planeet in ongeveer 43% van willekeurig gegenereerde zonnestelsels; en met een Venus-achtige planeet in meer dan 72% van de willekeurig gegenereerde zonnestelsels.

In tegenstelling tot, verwarring tussen aardachtige planeten en grotere gasreuzenplaneten vergelijkbaar met Neptunus, Saturnus en Uranus was minder waarschijnlijk, en kan voorkomen in 1-4% van willekeurig gegenereerde zonnestelsels.

Planeten voor elkaar verwarren kan een duur en tijdrovend probleem zijn voor onderzoekers. Uitgebreide planning en fondsen gaan naar elk gebruik van een krachtige telescoop, dus de valse identificatie van een bewoonbare exoplaneet verspilt waardevolle telescooptijd. Met dit probleem geïdentificeerd, onderzoekers kunnen efficiëntere missies met directe beeldvorming van exoplaneten ontwerpen. De onderzoekers waarschuwen dat verdere verbeteringen aan het contrast van het instrument en de interne werkhoeken het probleem zouden kunnen verergeren, en adviseer dat toekomstige direct-imaging-missies van exoplaneten meerdere waarnemingen doen om nauwkeuriger onderscheid te maken tussen planeten.