Kolejna misja naukowa ESA skupi się na poznaniu natury egzoplanet

Ariel, czyli Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large-survey mission, została wybrana do realizacji przez ESA w ramach programu Cosmic Vision.

Misja ma odpowiedzieć na jedno z pytań przewodnich tego programu: jakie są warunki potrzebne do tworzenia się planet oraz pojawienia się życia?

Zostały już wykryte tysiące egzoplanet o różnych masach, rozmiarach i orbitach, jednak nadal nie wiemy, jak ich cechy łączą się z naturą gwiazdy macierzystej. Szczególnie widoczny jest brak wiedzy o tym, jak zjawiska chemiczne planety łączą się ze środowiskiem jej powstania oraz jak gwiazda macierzysta wpływa na zjawiska fizyczne i chemiczne podczas ewolucji planety.

Ariel poprzez analizę atmosfer setek planet krążących wokół gwiazd różnego typu będzie badać, z czego zbudowane są egzoplanety i jak formują się układy planetarne oraz jak ewoluują. Pozwoli to określić właściwości zarówno dla indywidualnych planet, jak i ich grup.

Obserwacje egzoplanet dadzą wgląd we wczesne etapy formacji planet i ich atmosfer oraz następującą później ewolucję. Dzięki temu lepiej poznamy historię naszego Układu Słonecznego.

„Ariel to logiczny następny krok dla badań egzoplanetarnych. Pozwoli nam dokonać postępów w poszukiwaniu odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące formacji i ewolucji planet, jak również  lepiej zrozumieć miejsce Ziemi w Kosmosie”, mówi Günther Hasing, dyrektor badań naukowych w ESA.

„Ariel pozwoli europejskim uczonym na utrzymanie konkurencyjności w tej dynamicznej dziedzinie wiedzy. Misja będzie bazowała na doświadczeniu i wiedzy zdobytych w poprzednich badaniach egzoplanet”.

Misja skupi się na ciepłych i gorących egzoplanetach, od super-Ziemi do gazowych gigantów krążących blisko gwiazdy macierzystej. Analizowana będzie ich atmosfera, co pozwoli lepiej poznać ich ogólny skład.

Ariel będzie mierzyć chemiczną sygnaturę atmosfery, gdy planeta będzie przechodziła przed gwiazdą macierzystą. Z dokładnością na poziomie ułamka procenta obserwowane będzie zjawisko lekkiego przyciemnienia światła gwiazdy.

Oprócz detekcji łatwo wykrywalnych związków chemicznych takich jak woda, dwutlenek węgla czy metan, Ariel będzie w stanie zmierzyć także znacznie rzadsze metaliczne składniki. Pozwoli to na dokładniejsze określenie chemicznego środowiska egzoplanety wokół gwiazdy macierzystej.

Dla wybranych planet Ariel przeprowadzi również dokładną analizę ich systemów chmur oraz będzie badała dzienne i okresowe wariacje atmosferyczne.

Szeroki na metr teleskop misji będzie operował w świetle widzialnym i podczerwonym. Misja zostanie wystrzelona na pokładzie nowej rakiety ESA – Ariane 6 – z kosmodromu Kourou w połowie 2028 roku. Wyniesiona będzie na orbitę wokół drugiego punktu libracyjnego, L2, znajdującego się około 1,5 miliona km „za” Ziemią, patrząc od strony Słońca. Wstępna misja ma trwać cztery lata.

Po wybraniu przez Komitet Programu Badań ESA misja będzie dalej analizowana w ramach dedykowanych studiów, które określą finalny kształt satelity. Po jego zaakceptowaniu planowanym na 2020 rok nastąpi etap wyboru przemysłowego wykonawcy, który rozpocznie budowę sprzętu.

Misja Ariel została wybrana spośród trzech kandydatów, konkurując z badającą fizykę plazmy misją Thor (Turbulence Heating ObserveR) oraz misją z zakresu astrofizyki wysokich energii Xipe (X-ray Imaging Polarimetry Explorer).

Inne, już wybrane misje naukowe średniej wielkości to Solar Orbiter, Euclid oraz Plato.