NASA's CUTE-missie om extreme exoplaneten te observeren staat op het punt enorme vooruitgang te boeken, ondanks het compacte formaat en de beperkte middelen van het ruimtevaartuig. Het Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE), gelanceerd in september 2021, heeft tot doel licht te werpen op de atmosferische dynamiek van nabijgelegen exoplaneten en inzicht te bieden in hun samenstelling en evolutie.
Tot nu toe zijn er meer dan 5500 exoplaneten ontdekt, en vele daarvan draaien gevaarlijk dicht om hun moederster. Deze nabije planeten bieden een unieke kans om kritische verschijnselen te bestuderen die de planetaire evolutie bepalen, zoals atmosferisch massaverlies en interacties met moedersterren. Volgens NASA verschilt het ontwerp van CUTE van de traditionele ruimtevaartuigarchitectuur doordat het een kleine vormfactor gebruikt om zijn wetenschappelijke doelen te bereiken.
Uitgerust met een compacte spectrograaf en de nieuwe rechthoekige Cassegrain-telescoop kan CUTE spectrale diagnostiek uitvoeren waarmee de uitstroom van de atmosfeer van oververhitte reuzenplaneten die dicht bij hun sterren draaien, kan worden gevolgd. Het fenomeen atmosferische lekkage, dat de structuur en evolutie van planeten diepgaand beïnvloedt, trekt aanzienlijke belangstelling van astronomen en planetaire wetenschappers.
CUTE heeft tot doel ons begrip van planetaire atmosferen en hun impact op de planetaire demografie te vergroten door de atmosferische dynamiek van nabijgelegen exoplaneten te bestuderen.
De focus van de missie op het bestuderen van het bijna-ultraviolette (NUV) spectrum stelt haar in staat de uitdagingen te overwinnen die gepaard gaan met traditionele Lyman-alpha transitmetingen. In tegenstelling tot Lyman-alpha zorgt de flux van ultraviolette straling van gaststerren voor een grotere nauwkeurigheid en helderheid, waardoor gedetailleerde observaties van exoplanetaire atmosferen mogelijk worden.
Dr. Kevin France, die de CUTE-missie leidt, leidde de ontwikkeling van de reeks instrumenten met behulp van geminiaturiseerde componenttechnologie, aangepast aan de Hubble-ruimtetelescoop. Dankzij deze innovatieve aanpak kan CUTE, ondanks zijn compacte formaat, een nauwkeurigheid van waarnemingen in het ultraviolette bereik bereiken die vergelijkbaar is met grotere missies.
Het ruimtevaartuigplatform van CUTE, een 6U CubeSat, biedt de noodzakelijke infrastructuur voor wetenschappelijke observaties en gegevensverwerking. Met behulp van een UV-geoptimaliseerd ladingsgekoppeld apparaat (CCD) en ingebouwde gegevensverwerkingsmogelijkheden verzamelt en analyseert CUTE transitspectroscopiegegevens met extreme precisie. Sinds de inzet in september 2021 heeft CUTE talloze waarnemingen gedaan van exoplaneetovergangen, waardoor waardevolle informatie is verkregen over de samenstelling en dynamiek van de atmosfeer van deze verre werelden.
Gegevens uit de CUTE-waarnemingen, opgeslagen bij het Exoplanetary Institute van NASA, dragen bij aan een beter begrip van de atmosfeer van exoplaneten en hun diversiteit.
Bovendien maakte het succes van CUTE de weg vrij voor toekomstige kleine ruimtemissies, waardoor NASA en internationale partners werden geïnspireerd om soortgelijke instrumentontwerpen te creëren. De nauwkeurigheid van minder dan 1% NUV demonstreert het potentieel van kleine ruimtevaartuigen om wetenschappelijke doelen te bereiken die voorheen voorbehouden waren aan grotere missies.
Lees ook: