Pandora zaczyna obserwować odległe światy. NASA chce sprawdzić, co naprawdę pochodzi z atmosfer egzoplanet

Mały satelita NASA Pandora rozpoczął najważniejszy etap swojej misji. Wystrzelony 11 stycznia 2026 roku na niską orbitę okołoziemską, 25 sierpnia rozpoczął podstawowe obserwacje naukowe. 1

Cel misji jest pozornie prosty, ale w praktyce stanowi jedno z większych wyzwań współczesnych badań egzoplanet: naukowcy chcą ustalić, które zmiany w świetle są śladem atmosfery odległej planety, a które wynikają z aktywności jej gwiazdy.

Pandora będzie obserwować planetę i gwiazdę jednocześnie

Egzoplaneta może przejść przed swoją gwiazdą z perspektywy obserwatora na Ziemi. Takie zdarzenie nazywa się tranzytem. Część światła gwiazdy przechodzi wtedy przez atmosferę planety, a poszczególne gazy pochłaniają określone długości fal. Analiza tych zmian pozwala stworzyć tzw. widmo transmisyjne — wskazówkę dotyczącą składu atmosfery. 310

Problem w tym, że gwiazdy nie są idealnie stabilnymi źródłami światła. Ciemniejsze i chłodniejsze plamy gwiazdowe oraz jaśniejsze, gorętsze obszary nazywane pochodniami mogą zmieniać obserwowaną jasność i widmo gwiazdy. W efekcie mogą naśladować sygnał atmosfery, osłabiać go albo zniekształcać. 4

Pandora została zaprojektowana tak, aby śledzić oba elementy układu naraz: planetę podczas tranzytu i jej gwiazdę macierzystą. Detektory będą rejestrować światło widzialne oraz widmo w bliskiej podczerwieni. Takie długotrwałe, wielobarwne pomiary pozwolą oszacować aktywność gwiazdy i uwzględnić jej wpływ podczas analizy atmosfery planety. 15

Rok obserwacji i co najmniej 20 egzoplanet

W ramach podstawowej, rocznej misji Pandora zbada co najmniej 20 znanych egzoplanet. Każdy cel ma być obserwowany około 10 razy, a pojedyncza sesja potrwa mniej więcej 24 godziny i zostanie zaplanowana wokół tranzytu planety. 35

Powtarzanie pomiarów ma znaczenie. Jednorazowa obserwacja jest tylko migawką, natomiast seria pomiarów może pokazać, czy potencjalna cecha atmosfery pozostaje stabilna, gdy jednocześnie zmienia się wygląd gwiazdy w świetle widzialnym i podczerwieni. Dzięki temu naukowcy łatwiej ocenią, czy dany sygnał rzeczywiście pochodzi z planety. 25

Teleskop Pandory ma konstrukcję w całości wykonaną z aluminium, a jego apertura ma około 45 centymetrów, czyli 17 cali. Instrument opracowały Lawrence Livermore National Laboratory i firma Corning Incorporated. 4

Satelita korzysta także z detektora bliskiej podczerwieni dostarczonego przez NASA Goddard Space Flight Center. Według dokumentacji misji urządzenie zostało pierwotnie opracowane jako zapasowy detektor dla instrumentu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Dlaczego woda jest tak ważnym celem?

Pandora będzie szukać w atmosferach egzoplanet między innymi zamgleń, chmur i wody. 1 Woda jest istotna, ponieważ pomaga badać skład atmosfery i klimat planety, a także oceniać warunki związane z możliwością występowania środowiska sprzyjającego życiu. NASA określa dane z Pandory jako ważną podstawę do interpretacji obserwacji wykonywanych przez Webba oraz przez przyszłe misje poszukujące potencjalnie zamieszkiwalnych światów.

Samo wykrycie wody nie oznacza jednak, że planeta jest zdatna do zamieszkania ani że istnieje na niej życie. Znaczenie takiego odkrycia zależy od całego kontekstu atmosferycznego i środowiskowego. Zadaniem Pandory jest przede wszystkim zwiększenie wiarygodności pomiarów, które ten kontekst opisują.

Pierwsza misja programu Astrophysics Pioneers

Pandora jest pierwszym satelitą wystrzelonym w ramach programu NASA Astrophysics Pioneers. Program wspiera niewielkie, ale ambitne misje astrofizyczne, które mogą odpowiadać na konkretne pytania badawcze przy użyciu mniejszej platformy niż najważniejsze obserwatoria NASA. 14

Misję wyróżnia też podejście do aktywności gwiazd. Zamiast traktować ją wyłącznie jako zakłócenie lub szum tła, Pandora uczyni gwiazdę pełnoprawnym elementem pomiaru. Jej zadaniem jest dostarczenie jednoczesnych, wielopasmowych i długoterminowych obserwacji egzoplanet oraz ich gwiazd macierzystych. 710

Dostępne źródła pozwalają opisać Pandorę jako pierwszą misję, która ma dostarczyć taki zaplanowany zestaw jednoczesnych, wielopasmowych obserwacji o długiej bazie czasowej. Nie potwierdzają natomiast szerszego twierdzenia, że jest to bezdyskusyjnie pierwszy teleskop kosmiczny w historii zaprojektowany do wszystkich szczegółowych, wielobarwnych obserwacji światła przechodzącego przez atmosfery egzoplanet. 10

Kto odpowiada za misję?

Za naukowe kierowanie misją odpowiada NASA Goddard Space Flight Center, a główną badaczką Pandory jest Elisa Quintana. Lawrence Livermore National Laboratory współprowadzi projekt oraz odpowiada za zarządzanie, inżynierię i rozwój części systemów. 1

Uniwersytet Arizony prowadzi operacje misji i uczestniczy w programie naukowym. Lawrence Livermore opracowało teleskop CODA we współpracy z firmą Corning, natomiast NASA Goddard dostarczyło detektor podczerwieni. 4

Pandora ma pomóc lepiej wykorzystać dane Webba

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykonuje niezwykle czułe pomiary atmosfer egzoplanet, ale ich interpretacja nadal zależy od prawidłowego oddzielenia sygnału planety od zmienności jej gwiazdy. Wielokrotne obserwacje Pandory w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni mają pomóc określić skalę tego „zanieczyszczenia gwiazdowego” i stworzyć solidniejszą podstawę do analizy widm uzyskanych przez Webba.

W praktyce Pandora jest więc nie tylko przeglądem egzoplanet, lecz także misją kalibracyjną. Jej wyniki mogą pomóc naukowcom ocenić, czy potencjalna cecha atmosfery jest rzeczywista, wynika z aktywności gwiazdy, czy pozostaje niepewna. Taka wiedza będzie przydatna przy projektowaniu przyszłych obserwatoriów badających atmosfery światów, na których mogą panować warunki sprzyjające życiu. 7