Op een dag zou de futuristische telescoop gedetailleerde beelden kunnen opleveren van planeten op honderden lichtjaren afstand.

Astronomen hebben ondertussen al meer dan 5000 planeten ontdekt die rond andere sterren cirkelen. En hoewel dat een uitmuntende prestatie is, leren we eigenlijk vrij weinig over deze verre werelden. We weten dat ze bestaan, maar de rest is een mysterie. Onderzoekers hebben echter een manier bedacht om exoplaneten veel gedetailleerder te karakteriseren. “We willen foto’s maken van exoplaneten die net zo scherp zijn als de foto’s die we kunnen maken van planeten in ons eigen zonnestelsel,” aldus onderzoeker Bruce Macintosh.

Zwaartekrachtlens
De onderzoekers hebben een speciale telescoop in gedachte die in staat is om hele heldere foto’s van exoplaneten te maken. Hoe? Door middel van een zwaartekrachtslens. Een zwaartekrachtlens is een soort kosmisch vergrootglas en buigt het licht van verre objecten. En volgens de onderzoekers moet het mogelijk zijn om met behulp van dit fenomeen beelden te vervaardigen die zeker 1000 keer scherper zijn dan de sterkste beeldtechnologie die momenteel in gebruik is.

Meer over zwaartekrachtslenzen
Op dit moment gebruiken astronomen zwaartekrachtslenzen om verre sterrenstelsels te bestuderen. Zoals gezegd is een zwaartekrachtlens een soort kosmisch vergrootglas en buigt het licht van verre objecten. In tegenstelling tot een vergrootglas met een gekromd oppervlak dat licht afbuigt, heeft een zwaartekrachtlens een gekromde ruimte-tijd die het mogelijk maakt om verre objecten in beeld te brengen. Stel, twee sterrenstelsels staan – gezien vanaf de aarde – achter elkaar. Het ene sterrenstelsel is vijf miljard lichtjaar van onze planeet verwijderd, terwijl het andere sterrenstelsel op acht miljard lichtjaar staat. Het licht van het verre sterrenstelsel reist langs het voorgrondstelsel en wordt afgebogen en versterkt.

Zoals hierboven beschreven kunnen dus sterrenstelsels als zwaartekrachtslens werken. Maar ook onze eigen zon werkt als zo’n lens. De onderzoekers stellen dan ook voor om een telescoop te bouwen die de zon als lens gebruikt.

Zon
Hoe dat werkt? De telescoop, de zon en een exoplaneet moeten op één lijn komen te liggen, met de zon in het midden. Op die manier kunnen wetenschappers het zwaartekrachtsveld van de zon gebruiken om het licht van de exoplaneet te vergroten. “Met deze technologie hopen we een foto te maken van een planeet op 100 lichtjaar afstand die net zo scherp is als de foto van de aarde gemaakt tijdens Apollo 8,” stelt Macintosh.

Diagram met een conceptuele beeldvormingstechniek die het zwaartekrachtsveld van de zon gebruikt om het licht van exoplaneten te vergroten. Dit zou zeer geavanceerde reconstructies mogelijk maken van hoe exoplaneten eruit zien. Afbeelding: Alexander Madurowicz

Het klinkt veelbelovend. Want deze techniek zal ons in staat stellen om ver weg gelegen werelden nauwgezet te karakteriseren. En dat zal onze zoektocht naar aliens aanzienlijk vergemakkelijken. “De zwaartekrachtlens van de zon opent een geheel nieuw venster voor observatie,” zegt onderzoeker Alexander Madurowicz. “Dit zal het mogelijk maken om de gedetailleerde dynamiek van de atmosfeer van een exoplaneet te onderzoeken, evenals wolken en oppervlaktekenmerken; eigenschappen die we nu nog niet kunnen bestuderen.”

Maar…
Er zit echter een grote maar aan dit verhaal. Om een foto van een exoplaneet te maken door middel van een ‘zon-zwaartekrachtslens’, zou een telescoop minstens 14 keer keer verder van de zon verwijderd moeten zijn dan Pluto. Dat is voorbij de rand van ons zonnestelsel en veel verder dan een door de mens gebouwd ruimtevaartuig ooit is geweest. Het betekent dat we veel snellere ruimtevaartuigen nodig hebben. Want met de huidige technologie zal het zeker 100 jaar duren om dat punt te bereiken. Volgens de onderzoekers zal het nog zeker vijftig jaar – misschien zelfs nog wel langer – duren voordat hun technologie geïmplementeerd kan worden.

De realisatie van het veelbelovende plan, uiteengezet in het vakblad The Astrophysical Journal, is dus mogelijk nog ver weg. Maar de onderzoekers zijn hoe dan ook enthousiast. “De mogelijkheid dat we kunnen achterhalen of sommige exoplaneten continenten of oceanen hebben, drijft ons,” zegt Macintosh. De onderzoekers hopen dan ook op een dag een foto te kunnen maken van een andere planeet. “Als we dan groene vlekken zien die bossen vertegenwoordigen of het blauw van de zee kunnen aanschouwen, dan zou het moeilijk zijn om te beweren dat er geen leven is,” besluit hij.