Planeetatmosferen

KNVWS-symposium in samenwerking met de Nederlandse Vereniging voor Ruimtevaart (NVR)

Zaterdag 9 oktober 2010
Educatorium
Universiteitscentrum 'de Uithof'
Leuvenlaan 19
Utrecht

Programma

• 09:30 -- Ontvangst met koffie en thee
• 10:25 -- Welkomstwoord door de voorzitter
• 10:30 -- Dr. Ignas Snellen (Universiteit Leiden): Atmosfeeronderzoek aan hete Jupiters: van moleculen tot superstormen.
• 11:15 -- Prof. Dr. Christoph Keller (Universiteit Utrecht): Een gepolariseerde blik op de atmosferen van (exo-)planeten
• 12:00 -- Lunchpauze
• 13:30 -- Dr. Daphne Stam (SRON): Het ontstaan en de evolutie van atmosferen van rotsachtige planeten
• 14:15 -- Prof. Dr. Pieternel Levelt (KNMI): Klimaatverandering en de atmosfeer: wat kunnen we meten vanuit satellieten?
• 15:00 -- Pauze
• 15:30 -- Prof. Dr. Kees de Jager (Emeritus Universiteit Utrecht): Ons klimaat, gedreven door de zon
• 16:15 -- Discussie
• 16:30 -- Sluiting

Logistieke informatie

Het symposium is openbaar, de toegangsprijs, incl. lunch, is € 35,-.
Leden van de KNVWS en NVR betalenbetalen € 25,-. Studenten, scholieren (op vertoon van kaart) en JWG-leden betalen €15,-.
Betaling door overschrijving op giro 3191545 van de Stichting 'De Koepel', te Utrecht.

Aanmelding (nodig wegens plaatsruimte en lunch) bij voorkeur via deze standaard e-mail uiterlijk maandag 20 september, of schriftelijk bij Stichting 'De Koepel', Zonnenburg 2, 3512 NL Utrecht, tel. 030-2311360. Vermeld bij uw aanmelding 'Symposium KNVWS' en uw naam, adres, telefoon en zomogelijk e-mail adres, alsmede van welke KNVWS-afdeling of -werkgroep u lid bent, of lid bent van de NVR.

Na ontvangst van de deelnamekosten wordt uw inschrijving bevestigd door de Stichting 'De Koepel'. Bij plaatsgebrek wordt de betaling teruggestort.

Het Educatorium is goed bereikbaar, zowel met openbaar vervoer als per auto. Parkeren is gratis op zaterdag. Nadere details zijn te vinden in dit PDF-document.

Planeet atmosferen

Atmosfeer, afstammend van de Griekse woorden atmos en spharia dat zoveel wil zeggen als omhulling van damp. In het Nederlands zeggen we vaak dampkring en daarmee wordt eigenlijk een heel kernachtige eigenschap aangegeven. Een object dat bestaat uit gassen en dat een planeet omhult. Het feit dat de aarde een dampkring heeft, vinden we eigenlijk zo vanzelfsprekend, dat we er in ons dagelijkse leven niet eens bij stil staan hoe belangrijk die voor ons is. De aardatmosfeer beschermt ons voor een zeer groot gedeelte tegen het inslaan van buitenaardse objecten en in de hoogste lagen van de dampkring absorbeert de ozonlaag een grote hoeveelheid ultraviolette straling. Zonder dampkring zou er geen leven op onze planeet kunnen bestaan. Toch weten we nog lang niet alles van onze eigen planeetatmosfeer. De laatste jaren worden echter steeds meer vragen op dit terrein opgelost, dankzij zeer geavanceerde satellieten. Nederlandse onderzoekers, onder andere werkzaam bij KNMI en SRON, hebben daarbij al meerdere malen opzienbarende ontdekkingen gedaan. Met name op de terreinen van milieuverontreiniging en het versterkte broeikaseffect wordt de dampkring vanuit de ruimte steeds gedetailleerder in kaart gebracht. Binnen ons zonnestelsel wordt ook steeds duidelijker hoe de atmosferen van andere planeten zijn samengesteld. De zeer dichte atmosfeer van buurplaneet Venus laat zien wat er gebeurt als het broeikasgas CO2 het voornaamste bestanddeel is. Daarentegen ziet de veel kleinere planeet Mars eigenlijk nauwelijks kans om zijn eigen atmosfeer goed vast te houden. Toch blijven de verschijnselen in de atmosferen van onze buurplaneten boeien.

Alle atmosferen in ons zonnestelsel ondervinden invloed van de zon. De zonnewind en de geweldige uitbarstingen op de zon hebben allerlei effecten op de dunne luchtschillen van de hemellichamen. Soms zijn die effecten kortdurend, soms hebben ze een invloed die over perioden van tientallen tot honderden jaren herkenbaar is. De rol van de zonneactiviteit is niet te onderschatten en vormt een belangrijk onderzoeksterrein. Met name in de klimaatwetenschap roepen de effecten van de zon op de atmosfeer nog al eens sterke controverses op. Pas in de laatste jaren komt een heel ander terrein in beeld, waar we ook met atmosferen te maken hebben, het terrein van de exoplaneten. Het is moeilijk om planeten rond andere sterren te ontdekken, maar tegenwoordig worden met steeds krachtiger instrumenten deze planeten vaker gedetecteerd. Uiteraard wil men proberen uit te vinden wat voor omstandigheden er op dergelijke zeer verre werelden verwacht mogen worden. De vraag of zich op dergelijke planeten misschien een vorm van leven kan ontwikkelen, blijft een van de belangrijkste onderzoeksonderwerpen. Is men in staat een dampkring rond zo'n exoplaneet te detecteren dan is de volgende vraag , wat is de mogelijke samenstelling ervan. Het is Nederlandse astronomen gelukt om zelfs op die vraag al een antwoord gegeven. Het onderzoek naar de samenstelling van planeetatmosferen rond andere sterren is nog erg nieuw.

Op 9 oktober staat het landelijk KNVWS-symposium helemaal in het teken van planeetatmosferen. De onderstaande befaamde sprekers zullen in beeld brengen wat we op dit moment weten over de atmosferen van onze aarde, van de naburige planeten in ons eigen zonnestelsel en van die bij andere sterren. Ook de rol van onze zon komt aan de orde.

Samenvatting van de lezingen

Ignas Snellen, Universiteit Leiden: Atmosfeeronderzoek aan hete Jupiters: van moleculen tot superstormen

Het is nu 15 jaar geleden dat de eerste exoplaneten zijn ontdekt. Eerst waren dat grote gasreuzen, zoals Jupiter, maar geleidelijk zijn er steeds kleinere planeten gevonden, wat nu geleid heeft tot de ontdekking van zelfs rotsachtige planeten. Vooral door planeetovergangen leren we veel over deze wonderlijke werelden, zoals de samenstelling van hun atmosfeer en hun temperatuuropbouw. De meest recente waarnemingen geven zelfs informatie over windsystemen op deze planeten. Deze lezing geeft een overzicht van de stand van zaken en een blik in de toekomst.

Christoph Keller, Universiteit Utrecht: Een gepolariseerde blik op de atmosferen van (exo-)planeten

Spectropolarimetrie is een elegante en veelbelovende waarneemmethode voor planeetatmosferen. Het maakt het direct afbeelden van exoplaneten mogelijk door direct en weerkaatst sterlicht te onderscheiden en bovendien levert het cruciale informatie op over de atmosferische samenstelling. In ons eigen zonnestelsel levert spectropolarimetrie een unieke mogelijkheid voor remote sensing van planeetatmosferen en met name voor de meting van aerosolen, die -- ook op aarde -- een grote rol spelen in klimaatverandering. Met de beschikbaar komende instrumentatie kunnen we vergelijkend planetologisch onderzoek beginnen met het doel de relatie tussen atmosferische samenstelling en klimaat beter te begrijpen. De basisprincipes van (spectro-)polarimetrie worden uitgelegd en de instrumenten, nu in ontwikkeling en in aanbouw in Nederland, worden beschreven:
- SPEX, de Spectropolarimeter for Planetary EXploration, die vanuit een satelliet metingen zal verrichten aan aerosolen.
- SPHERE/ZIMPOL, De Nederlands/Zwitserse polarimeter voor de 8.2m VLT telescoop in Chili. Hiermee kunnen voor het eerst grote Jupiterachtige exoplaneten worden afgebeeld.
- EPICS/EPOL, voor de 42m E-ELT, waarmee kleinere exoplaneten van een paar aardmassa's kunnen worden waargenomen.
- New Worlds Observatory (NWO), een satelliet voor het meten van lineair gepolariseerde spectra van aardachtige exoplaneten

Daphne Stam, SRON: Het ontstaan en de evolutie van atmosferen van rotsachtige planeten

Het zou een buitenaardse planeetonderzoeker die de atmosferen van planeten in ons zonnestelsel bestudeert een zeer fraaie publicatie opleveren: twee rotsachtige planeten in de binnenste regionen hebben koolstofdioxide atmosferen terwijl de rotsachtige planeet die ertussen beweegt stikstof en zuurstof als belangrijkste atmosfeerbestanddelen heeft. Venus, de aarde en Mars zijn vrijwel gelijktijdig ontstaan, uit vrijwel dezelfde ingrediënten en bij vergelijkbare temperaturen. Toch verschillen de atmosferen van deze planeten als dag en nacht, niet alleen in samenstelling, maar ook in dikte oftewel in gronddruk. Ook de omstandigheden op de oppervlaktes van Venus, de aarde en Mars zijn totaal verschillend. Het zijn deze omstandigheden die bepalen of een planeet geschikt is voor leven of niet. In deze presentatie zal ik ingaan op het ontstaan van deze planeetatmosferen, hun (vermoedelijke) evolutie, en het verband tussen een atmosfeer en de omstandigheden op een planeetoppervlak. Ik zal afsluiten met een bespiegeling over wat het bestuderen van atmosferen van rotsachtige planeten bij andere sterren ons zal kunnen leren over planeetatmosferen in het algemeen en onze aardatmosfeer in het bijzonder.

Pieternel Levelt, KNMI: Klimaatverandering en de atmosfeer: wat kunnen we meten vanuit satellieten?

Iedereen is inmiddels bekend met klimaatverandering en de gevolgen. Hoewel klimaatverandering van alle tijden is, is de recente klimaatverandering op twee belangrijke punten anders dan die eerder op geologische tijdschalen heeft plaatsgevonden: de klimaatverandering wordt veroorzaakt door de invloed van de mens op het aardse systeem en de tijdschaal waarop de klimaatverandering zich voltrekt is ongekend snel. Deze publiekslezing zal zich richten op de rol van de atmosfeersamenstelling in klimaatverandering, de koppeling met luchtkwaliteit en wat we met satellietinstrumenten zoals OMI, GOME-2, SCIAMACHY en het toekomstige instrument TROPOMI kunnen meten aan de samenstelling van de atmosfeer. In de publiekslezing spelen de volgende vragen een rol: Welke rol speelt de atmosfeer van de aarde in klimaatverandering? Welke rol speelt de mens in deze veranderingen in de atmosfeer? Kunnen we die veranderingen nog terugdraaien en welke maatregelen zou dat vergen? Speelt de luchtkwaliteit nog een rol in klimaatverandering, en hoe is die relatie tussen luchtkwaliteit en klimaatverandering dan? Hebben die internationale afspraken nu wel zin, heeft bijvoorbeeld het Montreal Protocol het juiste effect gehad en is de ozonlaag nu gered? En heeft de recente vulkaanuitbarsting in IJsland nog invloed op het klimaat?

Kees de Jager, Emeritus Universiteit Utrecht: Ons klimaat, gedreven door de zon

De evolutie van onze aardatmosfeer liep parallel met die van de zon. De zon ontstond door het samenballen van een gaswolk in de interstellaire ruimte, werd onze stralende levensbrenger, zal in vijf miljard jaren over zijn gegaan in een duizend maal sterker stralende reuzenster en tot slot ineenstorten tot een witte dwerg. Toen op aarde het leven ontstond, in een atmosfeer zonder zuurstof, was de zon nog een vrij zwak stralende ster. Hoe kon op die in beginsel ijskoude aarde toch leven ontstaan? En waarom ontstonden in de afgelopen paar miljoen jaren de ijstijden? Hoe beïnvloedt de zon het klimaat op korte termijn? Komt er weer een 'Kleine IJstijd'? Het is te verwachten dat het hoog ontwikkelde aardse leven zijn langste tijd heeft gehad.