A bolygórendszerek keletkezésének és fejlődésének alapkérdéseit vizsgáló ARIEL (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey) missziót választotta az Európai Űrügynökség a következő M-osztályú, vagyis önálló, nagyjából félmilliárd eurós költségplafonnal rendelkező tudományos küldetésének – közölte az MTA.
A tervek szerint 2028-ban induló négyéves küldetése alatt az ARIEL ezer távoli csillag bolygóit figyeli majd meg. Ez lesz az első olyan kiterjedt vizsgálat, amely az exobolygó-légkörök kémiáját fogja tanulmányozni. A küldetést három lehetséges jelölt közül az ESA Tudományos Programtanácsa választotta ki, a döntést 2018. március 21-én jelentették be.
“Bár mára körülbelül 3800 planétát fedeztünk fel más csillagok körül, ezeknek az exobolygóknak a természete jórészt rejtve maradt. Az ARIEL statisztikai szempontból nagy exobolygó-mintát fog vizsgálni, hogy valódi képet kaphassunk arról, milyenek is ezek az égitestek. Ez olyan kérdések megválaszolásához visz minket közelebb, mint hogy hogyan függ a bolygó kémiai összetétele és folyamatai attól a környezettől, amelyben keletkezett, és hogy a születését és fejlődését hogyan befolyásolta a gazdacsillaga” – mondta Giovanna Tinetti az ARIEL vezető kutatója, a University College London professzora.
Az ARIEL az exobolygók különböző populációit fogja tanulmányozni a Jupiter- és Neptunusz-méretűektől egészen a szuperföldekig, ráadásul eltérő környezetben. Egyes bolygók a csillagaik lakhatósági zónáiban lesznek, ám a küldetés fő célpontjait azok a forró és meleg planéták jelentik, melyek közel keringenek a csillagaikhoz. A meleg és forró exobolygók természetes laboratóriumokként szolgálnak, melyekben a bolygók kémiai folyamatait és fejlődését tanulmányozhatjuk.
A magas hőmérséklet következtében a légkör különböző molekulái folytonos mozgásban vannak, nem tudnak leülepedni vagy felhőréteget alkotni, így a műszeres mérések során megfigyelhetőek maradnak. A csillagukhoz közel keringő bolygók pokoli hőmérséklete – ami akár a 2000 Celsius-fokot is meghaladhatja – biztosítja, hogy a bolygó belsejére jellemző molekulák is eljuthatnak az atmoszférába. Ez lehetővé teszi az ARIEL számára, hogy a bolygó belső összetételéről és a bolygórendszer kialakulásáról is több információhoz jusson.
Az ARIEL egy méteres nagyságú (meter-class) távcsőtükörrel lesz felszerelve, ami a távoli naprendszerek látható és infravörös sugárzását gyűjti. Egy spektrométer a “szivárvány színeire” bontja a fényt, és kimutatja a bolygók légkörének kémiai ujjlenyomatát, ami a bolygó csillag előtti vagy mögötti elhaladása során rakódik rá a csillag fényére. Egy fényességmérő eszköz az exobolygók légkörében található felhőket fogja detektálni, míg a pontos követést lehetővé tevő irányító rendszer az űreszköz stabil célra tartását fogja garantálni nagy pontossággal. Az ARIEL programban 15 ESA-tagországból 60 intézet vesz részt, többek között az Egyesült Királyság, Franciaország, Olaszország, Lengyelország, Spanyolország, Hollandia, Belgium, Ausztria, Dánia, Írország, Magyarország, Svédország, a Cseh Köztársaság, Németország, Portugália, valamint egy NASA-hozzájárulás révén az Egyesült Államok. A konzorciumot és a tervezést az Egyesült Királyság vezeti.
Az európai űrmissziónak jelentős magyar vonatkozásai is vannak. A hazai tudományos hozzájárulást az MTA CSFK Csillagászati Intézet munkatársa, Szabó Róbert koordinálja, aki elmondta: az ARIEL tudományos programjának számos részkérdésébe bekapcsolódtak az intézet és az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium munkatársai. A műszerhez szükséges egyes alkatrészek esetleges magyar tervezéséről és gyártásáról szóló tárgyalások is napirenden vannak. Az MTA CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetében mintegy 50 kutató foglalkozik elméleti és megfigyelő csillagászattal. Az intézet munkatársai számos európai és amerikai űrprogramban vettek vagy vesznek részt, melyek közül több az exobolygók keresésére vagy részletes analízisére koncentrál, de vannak közöttük infravörös tartományban működő űrtávcsöves megfigyelések is. Az exobolygó-légköröket vizsgáló, infravörösben működő ARIEL űrmisszióban való részvétel ezeknek az erőfeszítéseknek a megkoronázása lesz.
Az ARIEL-t Francia Guyanából, Kourouból bocsátják fel, és a második Lagrange-pont (L2) körüli pályára juttatják, másfél millió kilométerre a Földtől, ahol a Föld és a Nap gravitációs hatásának eredőjeként egy viszonylagos egyensúlyi állapotban tartózkodhat. Itt az űreszköz védve van a Nap sugárzásától, miközben a teljes égboltot megfigyelheti. Az ARIEL Konzorcium projektmenedzsere, Paul Eccleston szerint az ARIEL forradalmasítani fogja az ismereteinket arról, hogy a bolygórendszerek hogyan keletkeznek és fejlődnek, és segíteni fog abban, hogy összevethessük saját Naprendszerünket a többi, szomszédos bolygórendszerrel.
