Verduisteringen kunnen ons enorm veel vertellen over verre planeten buiten ons zonnestelsel – of exoplaneten. Sinds de eerste exoplaneet in 1992 werd ontdekt, hebben astronomen meer dan 5.600 werelden ontdekt die rond andere sterren dan de zon draaien. Ze hebben een verscheidenheid aan krachtige telescopen gebruikt om ze te observeren.

Maar net als bij de totale zonsverduistering is er nog steeds een cruciale rol weggelegd voor amateurastronomen, via verschillende burgerwetenschappelijke projecten die zijn ontworpen om te helpen bij observaties van deze verre werelden.

Een zonsverduistering vindt plaats wanneer de maan tussen de aarde en de zon passeert. Hoewel de zon 400 keer groter is dan de maan, staat hij ook ongeveer 400 keer verder weg. Daarom lijkt het aan onze hemel even groot te zijn. Wanneer er een zonsverduistering plaatsvindt, blokkeert de maan nauwelijks de zon, waardoor er rond de rand een prachtig kenmerk achterblijft dat de "corona" (Latijn voor kroon) wordt genoemd.

Iets soortgelijks gebeurt als we naar een verre ster met een planeet kijken. Als alles precies goed is, zal de exoplaneet tussen ons en zijn ster passeren. Dit heet een doorvoer. Omdat de planeet echter veel kleiner is dan zijn ster, en ze veel dichter bij elkaar staan ​​dan bij ons, zal de planeet kleiner lijken dan de ster en zal deze deze niet blokkeren, zoals gebeurt bij een totale zonne-energie. zonsverduistering.

Deze sterren staan ​​zo ver weg dat ze zelfs met onze beste telescopen als een klein lichtpuntje verschijnen. Wanneer er een doorgang plaatsvindt, wordt dat kleine lichtpuntje een paar uur een fractie zwakker, waarna het weer normaal wordt.

Als de exoplaneet een atmosfeer heeft, zal er wat sterlicht doorheen worden gefilterd voordat het de telescoop bereikt. Het sterrenlicht kan in verschillende kleuren worden opgesplitst, waardoor je kunt zien wat er in de atmosfeer zit. Dit wordt een spectrum genoemd.

Elk element heeft een specifieke reeks kleuren die het het liefst absorbeert en uitstraalt. Oudere straatlantaarns hadden bijvoorbeeld een opvallende oranje kleur, die kenmerkend is voor natrium, het metaal waarmee deze lampen waren gevuld. Als we het licht van de straatlantaarn in een spectrum zouden splitsen, zouden we de natriumsignatuur zien.

Op dezelfde manier drukken chemische verbindingen in de atmosfeer van de planeet hun handtekening af op het sterrenlicht dat erdoorheen wordt gefilterd. Hierdoor kunnen astronomen meten wat zich in de atmosfeer bevindt door het spectrum ervan te onderzoeken.

De atmosfeer van de aarde verstrooit blauw licht, waardoor de lucht blauw lijkt en wat er overblijft er rood uitziet. Het overgebleven rode licht is er verantwoordelijk voor dat de zon er rood uitziet als deze opkomt en ondergaat en voor het 'bloedmaan'-effect, waarbij de maan oranjerood wordt tijdens een maansverduistering (waarbij de aarde tussen de zon en de maan passeert). Als we tijdens zo'n gebeurtenis op de maan zouden zijn, zouden we de spectrumtechniek kunnen gebruiken om de atmosfeer van de aarde te meten.

De James Webb Space Telescope (JWST) van de NASA en de aankomende Ariel-ruimtetelescoop van de European Space Agency (Esa) behoren tot de enige instrumenten die gevoelig genoeg zijn om de atmosfeer van een exoplaneet te detecteren en te meten.

Het karakteriseren en vergelijken van deze atmosferen kan ons veel vertellen over andere planetaire systemen. Tot de jaren negentig hadden we maar één voorbeeld:het zonnestelsel. Astronomen zullen ook op zoek gaan naar ‘biomarkers’ in de atmosfeer van die planeten.

Biomarkers zijn de potentiële chemische handtekeningen van het leven. Zuurstof maakt bijvoorbeeld iets meer dan 20% uit van de atmosfeer van de aarde en wordt geproduceerd door planten. Door potentiële biomarkers in de atmosfeer van exoplaneten te bestuderen, zouden astronomen bewijs kunnen leveren voor buitenaards leven.

Er zal echter waarschijnlijk discussie ontstaan ​​over sommige van deze resultaten. Vorig jaar kondigde een team van astronomen voorlopige aanwijzingen aan voor een chemische stof genaamd dimethylsulfide in het spectrum van een exoplaneet genaamd K2-18b. Op aarde wordt deze chemische stof uitgestoten door marien plankton. Veel astronomen wachten echter op vervolgwaarnemingen van deze planeet voordat ze conclusies trekken.

Een resterende uitdaging rond de studie van exoplaneten is de onzekerheid in de timing van de eclipsen of transits. Interacties met andere planeten en andere effecten kunnen ervoor zorgen dat de baan van een exoplaneet in de loop van de tijd verandert. Als een transit te laat is, kan dit ertoe leiden dat ruimtevaartuigen zoals JWST of Ariel moeten wachten totdat deze plaatsvindt, waardoor een zeer beperkte telescoopobservatietijd wordt verspild. Als een transit vroeg plaatsvindt, kan de ruimtetelescoop deze volledig missen.

Exoplanet Watch en ExoClock zijn burgerwetenschappelijke projecten waarmee leden van het publiek kunnen bijdragen aan de studie van exoplaneten. Deelnemers kunnen kleine telescopen gebruiken die ze thuis hebben, of andere telescopen op afstand bedienen via internet om transits te observeren en de resultaten vervolgens op hun computers verwerken. Door deze resultaten te uploaden, kunnen ze helpen JWST en Ariel punctueel te houden, waardoor ze in staat zijn observaties te doen die ons begrip van de kosmos kunnen transformeren.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.