NASA’s Pandora wil het signaal van een planeet loskoppelen van dat van zijn ster

NASA’s Pandora is een kleine satelliet met een grote opdracht: bepalen welk deel van het lichtsignaal afkomstig is van een exoplaneet en welk deel wordt veroorzaakt door de ster waar die planeet omheen draait. De satelliet werd op 11 januari 2026 in een lage baan om de aarde gebracht en begon op 25 augustus 2026 met de primaire wetenschappelijke waarnemingen. 1

Gedurende een jaar zal Pandora minstens twintig bekende exoplaneten herhaaldelijk bestuderen. Bij elke waarneming kijkt de satelliet niet alleen naar de planeet, maar ook naar haar moederster tijdens een planeetovergang. Het doel is om aanwijzingen voor water, wolken en nevels in de atmosfeer betrouwbaarder te herkennen — en te voorkomen dat veranderlijk sterlicht voor een planetsignaal wordt aangezien. 15

Hoe wetenschappers een exoplaneetatmosfeer meten

Een planeetovergang — ook wel een transit genoemd — vindt plaats wanneer een planeet vanuit ons perspectief voor haar ster langs beweegt. Een klein deel van het sterlicht gaat daarbij door de atmosfeer van de planeet. Verschillende gassen absorberen verschillende golflengten van dat licht. Door die veranderingen te meten ontstaat een zogenoemd transmissiespectrum, dat aanwijzingen kan geven over de samenstelling van de atmosfeer. 310

Maar een ster is geen volmaakt stabiele lamp. Donkere, koelere gebieden — stervlekken — en helderdere, warmere gebieden, faculae genoemd, kunnen de helderheid en het spectrum van de ster veranderen. Daardoor kunnen ze atmosferische signalen van een exoplaneet nabootsen, verbergen of vervormen. 4

Pandora is ontworpen om beide kanten van die meting gelijktijdig te volgen. De instrumenten registreren zichtbaar licht en nabij-infraroodspectra van het planeet-stersysteem. Met de gegevens over de ster kunnen onderzoekers haar activiteit inschatten en de invloed daarvan meenemen bij de interpretatie van het transmissiespectrum van de planeet. 15

Een jaar lang dezelfde werelden opnieuw bekijken

Tijdens de primaire missie wil Pandora minstens twintig exoplaneten observeren. Elk doelwit krijgt naar verwachting ongeveer tien bezoeken. Iedere observatie duurt circa 24 uur en wordt gepland rond een planeetovergang. 35

Die aanpak levert meer op dan één momentopname. Door dezelfde planeet en ster herhaaldelijk te bekijken, kunnen wetenschappers nagaan of een vermeend atmosferisch kenmerk stabiel blijft terwijl het zichtbare en infrarode gedrag van de ster verandert. Zo wordt het eenvoudiger om een echt planetsignaal te onderscheiden van variatie op het oppervlak van de ster. 25

Pandora gebruikt daarvoor een volledig aluminium telescoop met een opening van ongeveer 45 centimeter — zo’n 17 inch. Het instrument werd ontwikkeld door Lawrence Livermore National Laboratory en Corning Incorporated. 4

De satelliet beschikt bovendien over een nabij-infraroodsensor van NASA Goddard die volgens de missiedocumentatie oorspronkelijk als reserveonderdeel voor een instrument van de James Webb-ruimtetelescoop was ontwikkeld. Die detector geeft Pandora extra infraroodbereik tijdens de langdurige metingen van de ster en haar planeet.

Waarom water zo belangrijk is

Pandora zoekt onder meer naar nevels, wolken en water in de atmosferen van exoplaneten. 1 Water is een belangrijk doelwit omdat het wetenschappers helpt om de samenstelling en het klimaat van een planeet beter te begrijpen. Het speelt ook een belangrijke rol bij de beoordeling van omstandigheden die relevant kunnen zijn voor bewoonbaarheid. NASA ziet de metingen van Pandora als een basis voor de interpretatie van waarnemingen door Webb en voor toekomstige missies die mogelijk bewoonbare werelden onderzoeken.

Een detectie van water zou op zichzelf niet bewijzen dat een planeet bewoonbaar is — laat staan dat er leven voorkomt. De betekenis van zo’n vondst hangt af van de volledige atmosferische en omgevingscontext. Pandora moet vooral zorgen dat de metingen waarop die context wordt gebaseerd betrouwbaarder zijn.

Eerste satelliet binnen NASA’s Astrophysics Pioneers-programma

Pandora is de eerste satelliet die is gelanceerd binnen NASA’s Astrophysics Pioneers-programma. Dat programma ondersteunt relatief kleine, ambitieuze astrofysische missies die gerichte onderzoeksvragen met een compacter ruimtevaartuig aanpakken. 14

De missie valt ook op door haar geplande combinatie van gelijktijdige metingen in meerdere kleur- en golflengtegebieden. De ster wordt niet behandeld als achtergrondruis, maar als een zelfstandig onderdeel van de meting. Daarmee richt Pandora zich specifiek op de zogenoemde stellaire contaminatie in transmissiespectra van exoplaneten. 710

De beschikbare bronnen ondersteunen de beschrijving dat Pandora de eerste missie is die deze geplande dataset met gelijktijdige, multiband- en langdurige waarnemingen van exoplaneten en hun moedersterren levert. Ze onderbouwen niet de bredere bewering dat Pandora zonder meer de eerste ruimtetelescoop ooit is die speciaal is ontworpen voor alle gedetailleerde multikleurmetingen van sterlicht dat door exoplaneetatmosferen valt. 10

Wie leidt de missie?

NASA’s Goddard Space Flight Center leidt het wetenschappelijke programma van Pandora. Elisa Quintana is de hoofdonderzoeker. Lawrence Livermore National Laboratory leidt de missie mede en verzorgt het projectmanagement en de technische ontwikkeling. 1

De University of Arizona is verantwoordelijk voor de missie-operaties en draagt bij aan het wetenschappelijke programma. Lawrence Livermore ontwikkelde de CODA-telescoop samen met Corning, terwijl NASA Goddard de infrarooddetector leverde. 4

Pandora als ijkpunt voor het Webb-tijdperk

De James Webb Space Telescope kan de atmosferen van exoplaneten zeer gevoelig meten. Toch blijven die waarnemingen afhankelijk van een goede scheiding tussen het lichtsignaal van de planeet en veranderingen op het oppervlak van haar moederster. De herhaalde metingen van Pandora in zichtbaar en nabij-infrarood licht moeten die stellaire invloed kwantificeren en zo een betere basis bieden voor de interpretatie van Webb-spectra.

In de praktijk is Pandora daarmee minstens zozeer een kalibratiemissie als een exoplaneetonderzoek. De resultaten kunnen helpen bepalen of een mogelijk atmosferisch kenmerk robuust is, door de ster wordt veroorzaakt of nog onzeker blijft. Die kennis kan toekomstige observatoria helpen bij hun ontwerp en bij de selectie van werelden die mogelijk bewoonbare omstandigheden hebben. 7