NASA:s Pandora börjar kartlägga exoplaneter – och deras stjärnor

NASA:s Pandora är en liten satellit med en stor uppgift: att lösa ett av de svåraste problemen inom forskningen om exoplaneter. När astronomer försöker läsa av en planets atmosfär kan nämligen själva stjärnan förändra ljuset och få det att se ut som om planeten har egenskaper som egentligen kommer från stjärnans aktivitet.

Pandora sköts upp till låg omloppsbana runt jorden den 11 januari 2026 och började sina primära vetenskapliga observationer den 25 augusti 2026. 1

Under ett år ska satelliten undersöka minst 20 kända exoplaneter. Varje planet ska observeras återkommande när den passerar framför sin stjärna – så kallade transiter. Målet är inte bara att leta efter vatten, moln och dis, utan också att avgöra vilka signaler som verkligen kommer från planetens atmosfär och vilka som orsakas av stjärnan. 15

Så läser Pandora av en exoplanets atmosfär

En transit inträffar när en planet passerar framför sin stjärna sett från jorden. En liten del av stjärnans ljus går då genom planetens atmosfär på vägen mot våra instrument. Olika gaser absorberar olika våglängder, och genom att mäta förändringarna kan forskarna skapa ett så kallat transmissionsspektrum – en sorts kemisk ledtråd till atmosfärens innehåll. 310

Men stjärnor är inte perfekta, stabila lampor. Mörkare och svalare områden, så kallade stjärnfläckar, kan förändra ljuset. Detsamma gäller faculae, ljusare och hetare områden på stjärnans yta. Sådan aktivitet kan efterlikna, dölja eller förvränga signaler som annars skulle kopplas till planetens atmosfär. 4

Pandora är byggd för att följa båda sidorna av problemet samtidigt: både planeten som passerar och stjärnan den kretsar kring. Satellitens instrument samlar in ljus i det synliga området och spektrum i nära infrarött. Den långa serien av samtidiga mätningar i flera färg- och våglängdsområden ska visa hur aktiv stjärnan är, så att forskarna kan ta hänsyn till den påverkan när planetens transmissionsspektrum analyseras. 15

Tio återbesök per planet

Under sitt primära uppdrag ska Pandora observera minst 20 exoplaneter. Planen är att varje mål ska få ungefär tio besök, där varje observation pågår i omkring 24 timmar och centreras kring en planetpassage. 35

Det ger forskarna mer än en enstaka ögonblicksbild. Genom upprepade mätningar kan de undersöka om en möjlig atmosfärisk egenskap återkommer på ett stabilt sätt samtidigt som stjärnans synliga och infraröda ljus förändras. På så vis blir det lättare att skilja en verklig planetsignal från variationer på stjärnan. 25

Pandoras teleskop är byggt helt i aluminium och har en öppning på cirka 45 centimeter. Det utvecklades av Lawrence Livermore National Laboratory tillsammans med Corning Incorporated. 4

Satelliten använder dessutom en infraröd sensor från NASA:s Goddard Space Flight Center. Enligt uppdragsdokumentationen utvecklades sensorn ursprungligen som reservdetektor för ett instrument på James Webb-teleskopet. Den ger Pandora ytterligare täckning i infrarött medan satelliten följer hela systemet med planet och stjärna under längre tid.

Därför är vatten ett viktigt mål

Pandora ska leta efter atmosfäriska kännetecken som dis, moln och vatten. 1 Vatten är särskilt intressant eftersom det kan ge information om planetens sammansättning och klimat och är en central del i bedömningen av förhållanden som kan vara relevanta för beboelighet. NASA beskriver Pandoras mätningar som en grund för att tolka observationer från James Webb-teleskopet och framtida uppdrag som söker efter potentiellt beboeliga världar.

Ett fynd av vatten skulle dock inte i sig bevisa att en planet är beboelig – eller att den hyser liv. Betydelsen beror på hela planetens atmosfär och miljö. Pandoras viktigaste bidrag är därför att göra mätningarna säkrare och ge forskarna ett bättre sammanhang för att tolka dem.

Först ut i NASA:s Astrophysics Pioneers-program

Pandora är den första satelliten som har skjutits upp inom NASA:s program Astrophysics Pioneers. Programmet stöder mindre men ambitiösa astrofysiska uppdrag, så att avgränsade vetenskapliga frågor kan undersökas med rymdfarkoster som är betydligt mindre än NASA:s stora flaggskeppsobservatorier. 14

Uppdraget utmärker sig också genom att samtidigt observera exoplaneter och deras värdstjärnor i flera våglängdsområden. I stället för att behandla stjärnans aktivitet som bakgrundsbrus gör Pandora stjärnan till en uttrycklig del av mätningen. Det är just detta som ska hjälpa forskarna att hantera stjärnföroreningar i exoplaneternas transmissionsspektrum. 710

De tillgängliga källorna stöder beskrivningen att Pandora ska leverera den första planerade datamängden med samtidiga observationer i flera band och över lång tid av exoplaneter och deras värdstjärnor. De visar däremot inte att Pandora utan vidare kan beskrivas som det första rymdteleskopet någonsin som utformats för alla detaljerade flerfärgsmätningar av stjärnljus som passerar genom exoplanetatmosfärer. 10

Vilka institutioner leder arbetet?

NASA:s Goddard Space Flight Center leder Pandoras vetenskapliga mission, med Elisa Quintana som huvudansvarig forskare. Lawrence Livermore National Laboratory är medledande och ansvarar för projektledning och ingenjörsarbete. 1

University of Arizona leder den praktiska missionsdriften och bidrar till forskningsprogrammet. Lawrence Livermore utvecklade också CODA-teleskopet tillsammans med Corning, medan NASA Goddard tillhandahöll den infraröda detektorn. 4

Ett viktigt komplement till James Webb

James Webb-teleskopet kan göra mycket känsliga mätningar av exoplaneters atmosfärer. Men även Webbs resultat påverkas av hur väl forskarna lyckas skilja planetens ljussignal från variationer på värdstjärnan. Pandoras återkommande observationer i synligt ljus och nära infrarött ska hjälpa till att mäta den så kallade stjärnföroreningen och ge en säkrare grund för tolkningen av Webb-data.

I praktiken fungerar Pandora därför lika mycket som ett kalibreringsuppdrag som en exoplanetstudie. Resultaten ska hjälpa forskarna att bedöma om en möjlig atmosfärisk egenskap är robust, om den egentligen är kopplad till stjärnan eller om den fortfarande är osäker. Den kunskapen kan påverka både målval och utformning av framtida observatorier som ska undersöka atmosfärerna hos potentiellt beboeliga världar. 7