Den 20 mars meddelade ESA (European Space Agency) att Ariel kommer att bli deras nästa medelstora rymdsatellit.

Ariel står för Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey, och kommer lägga ett stort fokus på att undersöka planeter kring andra stjärnor. Speciellt så kommer Ariel att försöka leta efter svar till frågan: Vilka är förhållanden för bildningen av planeter och uppkomsten av liv?

Tusentals av exoplaneter har redan upptäckts, och de visar sig att ha en uppsjö av olika massor, storlekar och omloppsbanor. Dock finns det ingen direkt koppling mellan dessa karaktärsdrag och det av värdstjärnan. I synnerhet så fattas det kunskap om huruvida planeternas kemiska komposition är länkade till omgivningen de bildades i, eller om det är typen av värdstjärna som driver fysiken och kemin i planeternas utveckling.

Ariel kommer att titta på de fundamentala frågorna om vad exoplaneter är uppbyggda av och hur planetsystem bildas samt utvecklas. Detta kommer Ariel att göra genom att undersöka atmosfärerna hos hundratals av planeter kring olika sorters stjärnor, och på så vis undersöka egenskaper hos både individuella planeter och dessutom de olika populationer som granskas. Observationer av dessa avlägsna världar kommer ge insikt till hur de tidiga stadierna av planet- och atmosfärsformation går till, och därtill deras fortsatta utveckling.

Het exoplanet: En het planet åker framför sin värdstjärna i denna illustration av ett exoplanet-system. Bild: ESA/ATG mediealab, CC BY-SA 3.0 IGO

Exakt hur mycket Sverige kommer att bidra är dock ännu oklart, men vi kan räkna med att svenska forskare är med. Det menar Kay Justtanont, forskare vid Chalmers tekniska högskola.

En satsning från ESA att stödja exoplanetforskning kommer förhoppningsvis leda till ett större uppdrag i framtiden, säger hon.

Sverige är redan med och stödjer andra ESA missioner inom exoplanetforskning, därbland annat CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) och PLATO (PLAnetary Transit and Oscillations of stars), som kompletterar Ariel ganska väl. Till skillnad från Ariel så kommer CHEOPS att titta på närbelägna stjärnor och söka efter planeter, alternativt titta på system med redan kända planeter. PLATO kommer att söka efter planeter likt CoRoT och Kepler genom att stirra på stjärnor, och därmed studera ljuskurvorna hos stjärnorna. Kay fortsätter:

– Ariel kommer istället kunna studera innehållet i planetatmosfärerna eftersom den har en spektrometer ombord. Det finns mycket mer information att hämta från spektra eftersom vi kommer kunna identifiera molekylära absorptionslinjer från spektra istället för att förlita oss på modeller utifrån fotometri som man har gjort hittills, berättar Kay Justtanont.

Uppdraget kommer lägga sitt fokus på varma och extremt heta planeter av varierande storlek, och inkludera superjordar (planeter ca 2-10 gånger större än jorden) samt gasjättar väldigt nära sina värdstjärnor. Ariels meterstora teleskop kommer verka kring synliga och infraröda våglängder och försöka mäta de kemiska fingeravtryck som visas i atmosfärerna när planeterna korsar framför sin värdstjärna.

Liksom att upptäcka tecken av välkända ingredienser såsom vatten, kolmonoxid och metan, kommer Ariel också att kunna mäta mer exotiska metallkompositioner och därmed kunna placera planeter i sammanhang med den kemiska omgivningen hos värdstjärnan. För vissa utvalda planeter kommer Ariel också att göra en djupare sökning, i ett försök att undersöka molnsystem hos planeterna och studera deras årstider samt dagliga variationer i atmosfärerna.

Ariel kommer att placeras i en omloppsbana kring Lagrangepunkt 2. Bild: ESA/STFC RAL Space/UCL/Europlanet-Science Office/PA

Ariel är det fjärde medelstora rymdteleskopet som ESA valt fram. De uppdrag som valts in tidigare inkluderar Solar Orbiter (M1), Euclid (M2) och PLATO (M3). Den preliminära planen är att Ariel ska skjutas upp med ESA:s nya Ariane 6-raket från Europas rymdhamn i Kourou i mitten av 2028. Ariel kommer att kretsa i en bana omkring andra Lagrangepunkten, L2, ca 1,5 miljoner kilometer direkt ‘bakom’ jorden i förhållande till solen. Uppdraget är tänkt att initialt vara i 4 år.