LUCA-ontwerpteam creëert beeld van exoplaneet

Op 15 november opende het toonaangevende, natuurkundige tijdschrift met de ontdekking van zandwolken op de exoplaneet WASP-107b. Een team van Europese astronomen, geleid door onderzoekers van de KU Leuven, gebruikten de James Webb Space Telescope om de atmosfeer van die exoplaneet in kaart te brengen. Ze stelden vast dat WASP-107b niet alleen waterdamp en zwaveldioxide bevatte maar zelfs zandwolken van silicium.  

Uitdaging:

Complexe, bijna onleesbare data begrijpelijk maken

De James Webb telescoop neemt geen foto zoals we dat gewend zijn. De telescoop registreert de duurtijd en de intensiteit van miljoenen lichtimpulsen. De data die onderzoekers krijgen zijn dus een eindeloze stroom cijfers. Bovendien zien we de achterkant van de exoplaneet, wat wil zeggen dat je een zwarte vlek ziet die passeert voorbij een zon. Professor Decin vergelijkt dit met een fruitvliegje dat voorbij de koplamp van een auto passeert.

WASP-107b is echter geen eindeloze stroom data, het is een unieke gasreus die om een ster draait die iets koeler en minder massief is dan onze zon. Ze is ongeveer even groot als Jupiter en heeft een massa die vergelijkbaar is met die van Neptunus. Als gasreus heeft ze een opmerkelijke ijlheid waardoor onderzoeker tot diep in de atmosfeer konden pijlen en de complexe chemische samenstelling van de atmosfeer konden ontrafelen.

De uitdaging is om die complexe data toegankelijk en bevattelijk te maken voor een breed publiek. Hiervoor kwam prof. Leen Decin terecht bij Johan Van Looveren en Klaas Verpoest van de onderzoeksgroep Intermedia van LUCA School of Arts. Hun vakgebied, media & information design, specialiseert zich net daarin. Bovendien heeft de onderzoeksgroep al eerder expertise opgebouwd met diverse projecten rond de visualisatie van fenomenen in de ruimte.

Zo lieten ze hun studenten Media & Information Design los op de theorieën van de oerknal en dit leidde tot een tentoonstelling tijdens het Leuvense stadsfestival in 2021. Klaas Verpoest maakte als onderdeel van zijn doctoraatsproject samen met Benjamin Glorieux, Vincent Caers en Stéphane Detournay een artistieke interpretatie van wat zwarte gaten zijn.

Animatie doet rijkdom aan kennis eer aan

Voor Klaas Verpoest en Johan Van Looveren was het van bij het begin duidelijk dat ze niet louter een statisch beeld gingen gebruiken, maar ook een animatie om de bevindingen rond WASP-107b te visualiseren. Op die manier krijgt het publiek een beter inzicht in de rijkdom aan kennis uit dit onderzoek. Met een animatie zie je hoe de planeet passeert voorbij haar moederster, hoe groot die planeet is ten opzichte daarvan, maar ook hoe ijl WASP-107b is. Bovendien toont het ook hoe temperatuursverschillen tussen de zonnezijde en de schaduwzijde van de planeet winden creëren die de gassen laten bewegen en zelfs hoe dit proces feller is op de evenaar dan op de polen.

De totstandkoming was niet evident. Een eerste model werd ontwikkeld in een softwaretoepassing waar in een interactieve omgeving in real-time toepassingen gebeurden. Dit model liet hen echter niet toe om binnen de gegeven tijd voldoende aandacht te besteden aan het ontwikkelen van een visuele beeldtaal die coherent was met bepaalde bevindingen van het onderzoeksteam.

Uiteindelijk kozen de ontwerpers voor een postproductieprogramma dat gebruikt wordt in videogames, films en televisieproducties. Er werden twee virtuele hemellichamen getekend en er werden maps gecreëerd die deze lichamen laten bewegen en veranderen naarmate de tijd verstrijkt. Een virtuele camera nam dit op.

Die artistieke representatie konden Klaas Verpoest en Johan Van Looveren verder verfijnen in samenwerking met professor Decin. Kleuren, windrichtingen, zelfs de verhouding tussen de twee hemellichamen werden verfijnd en bijgestuurd en dat proces leidde tot een beeld die de karakteristieke eigenschappen van deze exoplaneet zowel statisch als in beweging duidelijk benadert.

Opmerkelijk, zeker! Primeur, waarschijnlijk.

Creëren Belgische ontwerpers de cover van Nature?

De resultaten van het onderzoeksproject werden op 15 november gepresenteerd op de website van Nature. Enkele weken later zal het gedrukte tijdschrift volgen. Het beeld van Johan Van Looveren en Klaas Verpoest maakt grote kans om de cover te worden.

Daarvoor kozen de ontwerpers voor de transit, het moment dat de gasplaneet voor haar moederster komt. Dit is een bewuste keuze. Op dat moment zie je immers niet alleen dat de planeet doorschijnend is, je ziet ook hoe het stof en de gassen door zonnestralen van de planeet worden geblazen en net als bij een komeet een staart vormen.

Dat een Belgisch onderzoeksproject de cover haalt is uitzonderlijk, maar indien die cover ontworpen wordt door een Belgisch ontwerpteam dan is dat meer dan waarschijnlijk een primeur. Nature wordt wereldwijd aanzien als het meest toonaangevende publicatie over natuurwetenschappen.  

De rijkdom op het snijvlak van wetenschappen en kunsten

Er zit een onverwachte rijkdom in de samenwerking tussen onderzoekende kunstenaars en andere wetenschappers. Uiteraard zorgt een welgekozen beeld voor een betere communicatie, maar er is meer. Kunstenaars krijgen onderwerpen aangereikt waar ze eerder niet bij stil stonden en verrijken hiermee hun repertoire. De samenwerking confronteert wetenschappers ook met eigen aannames en dwingt hen tot nieuwe denkpatronen en communicatievormen.

De samenwerking tussen wetenschappers van de KU Leuven en de designers van LUCA komt niet uit de lucht vallen. LUCA is immers niet alleen een school of arts, maar ook de geassocieerde faculteit Kunsten van de KU Leuven. Door die samenwerking vinden onderzoekende kunstenaars en andere wetenschappers elkaar steeds sneller. Hier zullen in de toekomst steeds vaker projecten uit groeien.