XMM-Newton en Rosetta houden inslag op komeet in de gaten

Kometen zijn heel interessante hemellichamen. Ze bevatten belangrijke informatie over het ontstaan van het zonnestelsel, omdat ze sindsdien nagenoeg onveranderd zijn gebleven.

De bedoeling van de Deep Impact missie is materiaal bloot te leggen dat onder het oppervlak van de komeet verborgen ligt. Dat is nog ongerept materiaal uit de tijd waarin het zonnestelsel én onze eigen aarde ontstonden, ongeveer 4,6 miljard jaar geleden en onderzoekers zijn er bijzonder in geïnteresseerd.

Wereldwijde mobilisatie

De kern van de komeet Tempel 1 zou er zo ongeveer kunnen uitzien (artist's impression)

Deep Impact zal een impactor op de komeet Tempel 1 afsturen. Het is een projectiel van 370 kilogram. Het Deep Impact-moederschip zal dan de kern van de komeet voorbijvliegen en een “diepe” blik in het hemellichaam werpen. Nooit eerder werd zoiets gedaan.

Hoe groot en diep de ontstane krater precies zal zijn is moeilijk te voorspelen, maar men verwacht dat het ergens tussen de grootte van een huis en een voetbalstadium zal liggen. Bij de inslag zullen massa's ijs en stof de ruimte worden ingeslingerd.

Deep Impact zal de zo goed als zeker dramatische beelden van het naderen van de komeet en misschien ook de inslag zelf en de krater in bijna real-time naar de aarde sturen.

Er is een wereldwijde mobilisatie om het gebeuren zo goed mogelijk te bekijken. Verschillende ruimtetuigen in een baan om de aarde en een massa telescopen op de aarde trachten zoveel mogelijk bijkomende gegevens en informatie te verzamelen.

Daarbij speelt ook ESA’s eigen ‘kometenjager’ Rosetta een belangrijke rol. De Oude Wereld laat zich niet onbetuigd op het vlak van kometenonderzoek. In 1986 scheerde de ESA-sonde Giotto voorbij de kern van de beroemde komeet Halley en maakte er spectaculaire opnamen van.

Sinds maart 2004 is Rosetta op weg naar de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko om er… in 2014 het kleine landertje Philae op neer te zetten. Rosetta zelf zal de komeet uitgebreid vanuit een baan eromheen bestuderen op zijn tocht richting zon. In afwachting zal Rosetta nu mee de inslag waarnemen van de impactor van Deep Impact op de komeet Tempel 1, die tussen de planeten Mars en Jupiter rond de zon draait.

Verder is ESA nog van de partij met het ruimteobservatorium XMM/Newton, de OGS-telescoop met een diameter van één meter op de Canarische Eilanden en de NASA/ESA Hubble Space Telescope (HST). De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (European Southern Observatory of ESO) zal dan weer haar zeven telescopen in La Silla en Parañal (Chili) voor de gebeurtenis inzetten.

Een röntgenblik op Tempel 1

Zo moet het projectiel van Deep Impact een krater op de komeet Tempel 1 veroorzaken

Röntgenwaarnemingen die toevallig werden bekomen tijdens een uitbarsting van de komeet Hale-Bopp toonden een sterke vermeerdering van röntgenactiviteit in relatie met de stofwolk die toen ontstond.

Daarom werd besloten om het ESA-röntgenobservatorium XMM-Newton, één van de grootste wetenschappelijke satellieten die ooit in Europa werd gebouwd, in te zetten om röntgenspectroscopische waarnemingen uit te voeren van de komende inslag.

Spectroscopie is het verspreiden van licht in een spectrum. Het is hierrond dat het draait bij de waarnemingen van XMM-Newton. Met spectroscopie kunnen sterrenkundigen de samenstelling van een hemellichaam bepalen.

Zoals de kleur van een lamp een aanwijzing is voor het gas dat gebruikt wordt bij straatverlichting, zo zullen de drie wetenschappelijke instrumenten aan boord van XMM-Newton de diepste geheimen van de komeet Tempel 1 onthullen, waaronder de scheikundige samenstelling en de temperatuur.

24 uur operationeel

ESA's XMM-Newton zal de verwachte röntgenstraling na de inslag bekijken

Omdat het binnenste van een komeet nauwelijks veranderingen ondergaat als gevolg van de straling van de zon en kosmische straling, denken onderzoekers dat het er anders uitziet dan het oppervlak.

De door de inslag veroorzaakte uitbarsting op de kern van de komeet en de verwachte röntgenstraling zal door de drie instrumenten aan boord van XMM-Newton waargenomen worden. Ze zullen informatie verzamelen over de komeet, die onder normale omstandigheden niet kan worden bekomen.

De instrumenten zullen tegelijk operationeel zijn gedurende iets meer dan 24 uur, vanaf 6 uur voor de inslag tot 18 uur erna. XMM-Newton kan aldus veranderingen waarnemen in het materiaal dat bij de inslag de ruimte wordt ingeslingerd.

De gegevens worden doorgestuurd naar het European Space Astronomy Centre (ESAC) in Spanje, via ESA’s vluchtcontrolecentrum in het European Space Operations Centre (ESOC) in Darmstadt, Duitsland.

De normale opdracht van XMM-Newton is de vele mysteries te helpen ontsluieren van het universum, van wat er gebeurt in en rond zwarte gaten tot de vorming van sterrenstelsels in het nog jonge heelal. XMM-Newton ontdekte al meer bronnen van röntgenstraling dan elke andere satelliet. De telescoopspiegels behoren tot de optisch beste die ooit werden gebouwd. Met zijn uiterst gevelige detectoren ‘ziet’ XMM-Newton meer dan vroegere röntgensatellieten.

In zijn baan bereikt XMM-Newton bijna een derde van de afstand tot de maan. Op die manier krijgen astronomen een lang en ononderbroken zicht op allerlei soorten hemellichamen.

Een vooraanstaande positie

De Europese kometensonde Rosetta voor de lancering op Europa's ruimtehaven in Kourou, Frans Guyana

Rosetta is dan weer uitgerust met uiterst gevoelige instrumenten die speciaal dienen voor komeetonderzoek. De sonde zal zijn capaciteiten gebruiken om de komeet Tempel 1 voor, tijdens en na de inslag waar te nemen.

Rosetta zal de komeet vanuit een heel gepriviligieerde positie kunnen waarnemen vanaf een afstand van 80 miljoen kilometer. De komeet zal zich op ongeveer 90 graden van de zon bevinden.

Een en ander is gunstig voor waarnemingen met de microgolfspectrometer MIRO en de VIRTUS visuele en infrarode spectrometer. MIRO zal vooral de chemische samenstelling en de temperatuur van de gassen rond de komeet bekijken. VIRTIS analyseert de thermische emissie van de komeet. Zo kan men de samenstelling van het hemellichaam bepalen.

Rosetta heeft ook het best beschikbare ultraviolette instrument aan bood. ALICE zal het gas analyseren, afkomstig van de inslag, en er de scheikundige samenstelling van bepalen. Het beeldsysteem OSIRIS zal opnamen van de kern van de komeet maken. Onderzoekers hopen zo een driedimensionaal beeld te kunnen maken van de stofwolk rond de komeet. Daarvoor zullen ze de beelden van OSIRIS combineren met opnamen vanaf de aarde.

Belangrijke bijdrage

Rosetta zal als eerste sonde in een baan om een komeet worden gebracht

De waarnemingen van Rosetta zullen die van Deep Space en telescopen op de aarde op een unieke manier aanvullen. Voor de inslag zal Rosetta de komeet Tempel 1 gedurende drie rotaties rond zijn as waarnemen. Daardoor kan men de veranderingen bekijken die de komeet tijdens een aswenteling en in de tijd ondergaat en de waarnemingen voor en tijdens de inslag voorbereiden.

Rosetta houdt de komeet onafgebroken in de gaten en levert een belangrijke bijdrage aan de belangrijkste doelstellingen van de Deep Impact-missie. De instrumenten van Rosetta zullen de samenstelling bepalen van de krater en het naar buiten geworpen materiaal, een wolk van stof en gas die 10 uur na de inslag waarschijnlijk op zijn helderst zal zijn.

Over tien jaar is het Rosetta zelf die in het middelpunt van de kometenbelangstelling zal staan.

Noot

De kern van de komeet Halley, in 1986 gefotografeerd door de ESA-sonde Giotto

De impact zelf vindt plaats als het in België al ochtend is. Vroeg in de nacht is de komeet vanuit België laag boven de horizon te vinden in het sterrenbeeld Maagd. De komeet is vrij zwak, en dus alleen met een telescoop te zien.

Vertegenwoordigers van de media zijn van harte welkom om de gebeurtenissen rond Deep Impact rechtstreeks te volgen bij ESA’s technisch onderzoekscentrum ESTEC in Noordwijk. Het programma begint om 06.45 uur en duurt tot ongeveer 10:30 uur.

Mocht u willen komen, dan verzoeken we u vriendelijk contact op te nemen met de afdeling Voorlichting van ESA/ESTEC op 071- 565 3006 (Michel van Baal).