Waar moeten astronomen naar zoeken in hun eindeloze jacht op leven op aardeachtige exoplaneten die zich op duizenden lichtjaren afstand bevinden?
Om die vraag te beantwoorden moest de ruimtetelescoop Hubble zich laten hullen in het donker van een totale maansverduistering, het verschijnsel bestuderen met ultraviolette golven – en zijn aandacht richten op een van de wonderen die NASA als geen ander kent: onze dampkring.
Tijdens de maansverduistering gebruikte de telescoop de maan als een spiegel, die de zonnestralen reflecteerde die zojuist de atmosfeer van de aarde waren gepasseerd. En in het schijnsel van de maan vond de Hubble ozon.
Tijdens de oefening in januari 2019 fungeerde het uitgelichte gebied op de maan als een spiegel, die de zonnestralen terugkaatste naar de Hubble.
Op die manier konden de astronomen een situatie simuleren waarbij een exoplaneet langs zijn ster trekt. En daardoor weten ze nu waar ze op moeten letten.
De onderzoeksleider van de Hubble-observaties, Allison Youngblood, legt in een persbericht van NASA uit hoe ozon een teken van leven kan zijn.
Als we ozon vinden, is dat van groot belang, want het is een fotochemisch bijproduct van zuurstof, dat op zijn beurt een bijproduct van leven is. Allison Youngblood, onderzoeksleider van de Hubble-observaties
Als de zonnestralen door de atmosfeer van de aarde schieten, worden bepaalde kleuren van het zonlicht eruit gefilterd. Het specifieke licht dat zo ontstaat, noemen de astronomen de vingerafdruk van de aarde.
Datzelfde zal gebeuren wanneer een aardeachtige exoplaneet met een atmosfeer van ozon langs zijn ster trekt, denken de onderzoekers.
Toen de astronomen de proef uitvoerden of een generale repetitie met de Hubble hielden, verliep alles dus op kleine schaal, waarbij de maan werkte als een spiegel.
Om te bepalen of een exoplaneet, die zich op duizenden lichtjaren afstand bevindt, een atmosfeer heeft, is er een telescoop nodig met een veel grotere en betere lens dan de Hubble heeft. Maar nu weten de onderzoekers eindelijk dat de methode werkt.
Het is niet voor het eerst dat de Hubble scherpstelt op het licht van een ster die door de atmosfeer van een planeet is getrokken. Maar het is wel voor het eerst dat hij gezien heeft dat ozon het licht verandert.
Licht en kleuren kunnen duiden op leven in de ruimte
Ook blijkt uit data van de Hubble dat er waarschijnlijk watermoleculen zijn op de exoplaneet K2-18b – een belangrijke bouwsteen van leven zoals wij dat kennen.
De Hubble-telescoop meet licht dat van sterren uit andere planetenstelsels afkomstig is en door de atmosfeer van exoplaneten wordt gefilterd.
Als het licht door de atmosfeer van een planeet valt, wordt het afgebogen, weerkaatst of opgenomen door moleculen in de atmosfeer. Op die manier bepalen de moleculen welke golflengten van licht (en dus welke kleuren) de Hubble-telescoop bereiken.
Door deze kleuren te analyseren konden astronomen afleiden dat K2-18b weinig licht doorlaat met de golflengten die overeenkomen met watermoleculen. Dat maakt de exoplaneet een kandidaat voor leven.
Zo werkt de Hubble-telescoop
Zonnepanelen en gyroscopen houden hem aan de gang
De Hubble-telescoop krijgt zijn energie van twee grote zonnepanelen en blijft in de ruimte stabiel en op koers met behulp van mechanische gyroscopen.
Zonder deze gyroscopen riskeert de Hubble te dicht bij de aarde of de zon te komen, wat funest kan zijn voor de gevoelige apparatuur van de telescoop.
Hoofdspiegel vangt zelfs het kleinste beetje licht op
De Hubble-telescoop heeft een bijna 2,5 meter lange hoofdspiegel. Die moet zo veel mogelijk licht opvangen, omdat dit essentieel is om scherpe foto’s te nemen.
In de ruimte kan de Hubble ook infrarood en ultraviolet licht opvangen. Telescopen op aarde kunnen dit niet als gevolg van de dampkring. Met behulp van deze lichtbronnen kan de Hubble ons bijvoorbeeld details laten zien van heel jonge sterren.
Hubble stelt met wielen de hoek bij
De Hubble heeft geen motoren die hem kunnen voorstuwen of de hoek kunnen veranderen. Toch heeft de telescoop een extreme snelheid in zijn baan om de aarde: in circa 95 minuten is hij rond.
Om de hoek te veranderen draaien er een paar kleine reactiewielen in tegengestelde richting. Op die manier kan de Hubble in 15 minuten tijd 90 graden draaien.
