an de ongeveer 5.500 exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, zijn er veel gevonden die heel dicht bij hun moederster draaien. Deze dichtbijzijnde planeten bieden een unieke kans om in detail de fenomenen te observeren die cruciaal zijn voor de ontwikkeling en evolutie van ons eigen zonnestelsel, waaronder atmosferisch massaverlies en interacties met de gastheerster. NASA’s Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) missie, gelanceerd in september 2021, maakt gebruik van een nieuw ontwerp dat het voor het eerst mogelijk maakt om deze processen te onderzoeken met een klein ruimtevaartuig.
CUTE biedt unieke spectrale diagnostiek waarmee de ontsnappende atmosferen van nabije, ultrahete reuzenplaneten kunnen worden opgespoord. Bovendien maakt de speciale missiearchitectuur van CUTE de duur van het onderzoek mogelijk die nodig is om de atmosferische structuur en variabiliteit op deze werelden te karakteriseren. Atmosferische ontsnapping is een fundamenteel proces dat de structuur, samenstelling en evolutie van veel planeten beïnvloedt. Het heeft plaatsgevonden op alle aardse planeten in ons zonnestelsel en is waarschijnlijk de drijvende kracht achter de populatie van kortlevende planeten die door de Kepler-missie van NASA wordt gekenmerkt. Het ontsnappen van atmosferen kan uiteindelijk zelfs de bepalende factor zijn bij het voorspellen van de bewoonbaarheid van gematigde, aardse exoplaneten. Ontsnappingsatmosferen van exoplaneten werden voor het eerst waargenomen in de waterstof Lyman-alpha lijn (121nm) in 2003. Door de vervuiling met neutrale waterstof in zowel het interstellaire medium als de bovenste atmosfeer van de aarde is het echter een hele uitdaging om Lyman-alfa transitmetingen van hoge kwaliteit te doen voor de meeste exoplaneten. De nabije-ultraviolette (NUV; 250-350 nm) flux van een gastheerster is daarentegen twee tot drie orden van grootte hoger dan Lyman-alfa, en lichtkrommen van de overgang kunnen worden gemeten tegen een gladdere intensiteitsverdeling van het stellaire oppervlak.
Deze kennis motiveerde een team onder leiding van Dr. Kevin France van het University of Colorado Laboratory for Atmospheric and Space Physics om de CUTE-missie te ontwerpen. Het team stelde het CUTE-concept in februari 2016 voor aan NASA via het ROSES/Astrophysics Research and Analysis (APRA) programma en NASA financierde het project in juli 2017. Het CUTE-instrument is een pionier in het gebruik van twee technologieën op een kleine ruimtemissie: een nieuwe, rechthoekige Cassegrain-telescoop (20 cm × 8 cm primaire spiegel) en een miniatuurspectrograaf met lage resolutie die werkt van ongeveer 250 – 330 nm. De rechthoekige telescoop is gemaakt om het unieke instrumentvolume van de 6U CubeSat vormfactor aan te passen, een aanpassing die ongeveer drie keer het verzamelgebied levert van een traditionele telescoop met ronde opening. De compacte spectrograaf voldoet aan de spectrale resolutie-eisen van de missie en maakt gebruik van verkleinde componententechnologie die is overgenomen van de Hubble ruimtetelescoop.
Lees verder op: Spacepage