NASA’s Pandora skal skille planetens signal fra stjernens støj

NASA’s Pandora er en lille satellit med en stor opgave: at afgøre, om et svagt signal i lyset fra en fjern planet faktisk kommer fra planetens atmosfære – eller fra den stjerne, planeten kredser om.

Pandora blev sendt i lavt kredsløb om Jorden 11. januar 2026 og begyndte sine primære videnskabelige observationer 25. august 2026. 1

I løbet af sin etårige mission skal satellitten undersøge mindst 20 kendte exoplaneter. Hver planet skal observeres gentagne gange, når den passerer foran sin stjerne set fra Jorden. Målet er blandt andet at lede efter vand, skyer og tåger – men også at finde ud af, hvilke signaler der stammer fra planeten, og hvilke der skyldes stjernen. 15

Hvorfor stjerner kan snyde forskerne

Når en exoplanet passerer foran sin stjerne, kaldes det en transit. En lille del af stjernelyset bevæger sig gennem planetens atmosfære, før lyset når frem til teleskoperne. Forskellige gasser absorberer forskellige bølgelængder, og ved at måle ændringerne kan forskerne udlede en såkaldt transmissionsspektre – et fingeraftryk af atmosfærens sammensætning. 310

Problemet er, at en stjerne ikke er en perfekt, stabil lampe. Mørke og køligere områder, der kaldes stjernepletter, kan ændre lysets styrke. Det samme kan faculae – lysere og varmere områder på stjernens overflade. Sådanne variationer kan ligne atmosfæriske signaler, skjule dem eller forvrænge dem. 4

Pandora er bygget til at måle begge dele på samme tid: den transiterende planet og dens værtsstjerne. Dens detektorer indsamler synligt lys og spektre i det nærinfrarøde område. Det giver forskerne en lang serie af samtidige målinger i flere farveområder, som kan bruges til at vurdere stjernens aktivitet og tage højde for den, når planetens atmosfære analyseres. 15

Sådan foregår missionen

Pandora skal observere hver af de mindst 20 exoplaneter omkring 10 gange. Hver observation varer cirka 24 timer og planlægges omkring en transit. 35

De mange gentagelser er vigtige. Ét enkelt målepunkt kan være svært at tolke, men gentagne observationer kan vise, om en mulig atmosfærisk egenskab bliver ved med at optræde, samtidig med at stjernens synlige og infrarøde lys ændrer sig. På den måde bliver det lettere at skelne et ægte planetsignal fra variationer i stjernen. 25

Teleskopet om bord er bygget helt i aluminium og har en åbning på cirka 45 centimeter – omtrent 17 tommer. Det er udviklet af Lawrence Livermore National Laboratory i samarbejde med Corning Incorporated. 4

Pandora benytter desuden en nærinfrarød sensor fra NASA Goddard, som ifølge missionsdokumentationen oprindeligt blev udviklet som reserve til et instrument på James Webb-rumteleskopet. Sensoren giver satellitten ekstra dækning i det infrarøde område, mens den følger hele systemet af planet og stjerne over længere tid.

Derfor er vand et centralt mål

Pandora skal undersøge atmosfæriske egenskaber som tåger, skyer og vand. 1 Vand er særligt interessant, fordi det kan give information om en planets sammensætning og klima og indgår i vurderingen af forhold, der kan være relevante for beboelighed. NASA ser Pandoras målinger som et grundlag for at fortolke observationer fra Webb og for fremtidige missioner, der skal undersøge potentielt beboelige verdener.

En påvisning af vand vil dog ikke i sig selv bevise, at en planet er beboelig eller rummer liv. Betydningen afhænger af planetens samlede atmosfære og miljø. Pandoras rolle er først og fremmest at gøre de målinger, som forskerne bruger til at vurdere dette, mere pålidelige.

Den første mission i Astrophysics Pioneers-programmet

Pandora er den første satellit, der er opsendt gennem NASA’s Astrophysics Pioneers-program. Programmet støtter mindre, fokuserede astrofysiske missioner, som kan undersøge specifikke videnskabelige spørgsmål med et mindre rumfartøj end NASA’s største observatorier. 14

Missionen er også bemærkelsesværdig, fordi den er bygget op omkring samtidige observationer i flere bølgelængder af både exoplaneter og deres værtsstjerner. Stjernen behandles ikke blot som baggrundsstøj, men som en del af selve målingen. Det er netop denne tilgang, der skal håndtere problemet med stjerneforurening i exoplaneters transmissionsspektre. 710

De tilgængelige kilder understøtter, at Pandora skal levere det første planlagte datasæt med samtidige, flerbåndede og langvarige observationer af exoplaneter og deres værtsstjerner. Kilderne dokumenterer derimod ikke den bredere påstand, at Pandora uden videre er det første rumteleskop nogensinde, der er designet til alle detaljerede multikolormålinger af stjernelys, som passerer gennem exoplaneters atmosfærer. 10

Hvem står bag Pandora?

NASA’s Goddard Space Flight Center leder den videnskabelige mission, og Elisa Quintana er hovedforsker. Lawrence Livermore National Laboratory er medleder og står for projektledelse og ingeniørarbejde. 1

University of Arizona leder den daglige missionsdrift og bidrager til det videnskabelige program. Lawrence Livermore udviklede desuden CODA-teleskopet i samarbejde med Corning, mens NASA Goddard leverede den infrarøde detektor. 4

Hvad betyder missionen for James Webb?

James Webb-rumteleskopet kan foretage meget følsomme målinger af exoplaneters atmosfærer. Men selv Webbs data skal fortolkes korrekt, så planetens signal ikke forveksles med variationer i værtsstjernen. Pandoras gentagne overvågning i synligt og nærinfrarødt lys skal gøre det muligt at kvantificere denne stjerneforurening og give et bedre grundlag for at forstå Webbs spektre.

I praksis er Pandora derfor lige så meget en kalibreringsmission som en exoplanetundersøgelse. Resultaterne skal hjælpe forskerne med at vurdere, om en mulig atmosfærisk egenskab er robust, skyldes stjernen eller fortsat er usikker. Den viden kan bruges ved udformningen og udvælgelsen af mål for fremtidige observatorier, der skal undersøge atmosfærerne på potentielt beboelige planeter. 7