Astronomen hebben op een afstand van slechts veertig lichtjaar een planeet ontdekt die iets groter en zwaarder is dan de aarde en in een gematigde temperatuurzone rond een kleine ster draait. De nieuwe wereld zou weleens de beste mogelijkheid kunnen zijn om tekenen van buitenaards leven in de kosmos te kunnen vinden.
‘Kleine planeten zijn heel gewoon,’ zegt Lauren Weiss van de Université de Montréal. En deze planeet is volgens haar een van de dichtstbijzijnde rotsachtige planeten buiten ons zonnestelsel. ‘Hij bevindt zich de achtertuin van onze zon,’ zegt ze.
Met behulp van een telescoop in Chili hebben astronomen geobserveerd hoe de planeet voor zijn eigen ster langs trok; die ster is een rode dwerg genaamd LHS 1140 in het sterrenbeeld Cetus. De planeet, met de naam LHS-1140b, heeft een diameter die ongeveer 1,4 maal groter is dan die van de aarde en draait in een baan die gematigd genoeg is om vloeibaar water op zijn oppervlak te laten stromen.
Met een andere telescoop in Chili observeerde het team vervolgens hoe sterk de zwaartekracht van de planeet aan zijn ster trok, waardoor ze konden berekenen dat LHS-1140b ongeveer 6,6 maal zo zwaar is als de aarde. Dat betekent dat deze kleine planeet rotsachtig is, misschien een grote kern van ijzer heeft en omringd wordt door een dunne mantel – en dus een buitenmaatse versie van de planeet Mercurius is, in de woorden van Laura Schaefer van de Arizona State University.
‘Maar we weten nog niet veel over de planeet, dus het zal heel spannend worden wanneer we meer gegevens binnenkrijgen,’ zegt zij.
Het team dat de ontdekking deed, is vooral zo enthousiast over de observaties van deze exoplaneet omdat hij zo dicht bij de aarde staat; dat betekent dat bestaande telescopen kunnen vaststellen of hij een atmosfeer heeft, en zo ja, of in die atmosfeer tekenen van buitenaards leven kunnen worden vastgesteld.
‘De wetenschapper in mij moet heel voorzichtig zijn en alle redenen meewegen waarom we hier géén leven zullen vinden,’ zegt de leider van de studie, Jason Dittmann van de Harvard University, wiens team de nieuwe planeet deze week in het tijdschrift Nature beschrijft.
‘Maar ik hou ook van een goede weddenschap en ben stiekem een optimist, dus ik wil wedden dat leven in het universum heel veel voorkomt en dat het zelfs op LHS-1140b bestaat.’
Bewijzen stapelen zich op
Er zijn inmiddels ruim 3400 exoplaneten bekend, en nu telescopen en observatietechnieken steeds beter worden, worden ook steeds meer kleine, rotsachtige werelden in banen rond kleinere sterren dan onze zon ontdekt.
In 2016 maakten wetenschappers bekend dat rond een kleine, naburige ster genaamd TRAPPIST-1 drie planeten ter grootte van de aarde draaien. Dat nieuws werd al snel verdrongen door de ontdekking van een wereld zo groot als de aarde in een baan om de dichtstbijzijnde ster vanaf onze zon, de temperamentvolle rode dwerg genaamd Proxima Centauri. Eerder dit jaar maakten wetenschapper bekend dat rond TRAPPIST-1 niet drie, maar ten minste zeven planeten draaien, waarvan een handjevol leven zou kunnen herbergen.
En in april 2017 kondigden Europese wetenschappers aan dat ze een atmosfeer rond een naburige exoplaneet genaamd GJ-1132b hadden gevonden, de kleinste wereld tot nu toe waarvan de gasbestanddelen konden worden vastgesteld. Die prestatie is een welkom bewijs voor de stelling dat het detecteren van moleculen in atmosferen van rotsachtige planeten met bestaande instrumenten mogelijk zou moeten zijn.
Bij dit alles komt nu de veelbelovende planeet LHS-1140b. Geen van de exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, kunnen echt als aardachtig worden omschreven, omdat we niet genoeg over ze weten om zo’n vergelijking te maken. Maar LHS-1140b zou weleens de beste kandidaat kunnen zijn voor een planeet met talloze prettige kenmerken die potentieel leven mogelijk maken.
Allereerst lijkt de dichtheid erop te wijzen dat het om een rotsachtige planeet gaat, van het soort waarop leven zou kunnen gedijen – op of onder de oppervlakte. Ook enkele van de werelden rond TRAPPIST-1 zijn rotsachtig, maar veel van hun bestanddelen zijn nog een raadsel.
‘Zelfs kleine planeten (...) zijn niet per se ‘terrestrische’ werelden als de aarde,’ legt Weiss uit. Deze andere planeten zouden uit rotsachtig materiaal kunnen bestaan, maar tegelijk verstikt kunnen worden door dikke lagen gas die rampzalig zijn voor complexe levensvormen.
Toch lijken ‘de hoge dichtheid en kleine omvang erop te wijzen dat de planeet zou kunnen bestaan uit een mengsel van ijzer en silicaten – de rotsachtige componenten waaruit ook de aarde bestaat,’ zegt ze.
Ten tweede is de zwaartekracht van LHS-1140b sterk genoeg om een atmosfeer vast te houden, hoewel er een voorbehoud wordt gemaakt: de vijf miljard jaar oude ster van de planeet houdt zich voorlopig rustig, maar het is waarschijnlijk dat deze ster in zijn jonge jaren vaak zonnevlammen uitstootte. In dat geval zou de slecht gehumeurde ster de atmosfeer van de kleine planeet met hevige uitbarstingen hebben weggevaagd en elke vorm van leven hebben vernietigd.
Toch staat deze planeet ver genoeg van zijn ster om de kans op het behoud van zijn atmosfeer redelijk groot te maken, zelfs in het geval van eerdere stellaire oprispingen. De juiste afstand betekent ook dat de temperatuur er aangenaam is voor leven zoals wij dat kennen, in tegenstelling tot de planeet GJ-1132b, die veel op LHS-1140b lijkt maar door zijn ster is geroosterd.
Ten slotte schuift LHS-1140b periodiek voor zijn ster langs, waardoor astrobiologen een schat aan informatie krijgen. Wanneer wetenschappers een atmosfeer afspeuren op tekenen van leven, dan proberen ze door die atmosfeer heen te kijken. En als een exoplaneet tussen zijn ster en de aarde schuift, dan schijnt het verre licht van die ster dwars door de gasdekens rond de exoplaneet en onthult zo uit welke moleculen ze bestaan.
Om de moleculen en hun onderlinge verhoudingen met grote nauwkeurigheid te kunnen detecteren, zowel met bestaande als toekomstige instrumenten, hebben wetenschappers een kleine, naburige ster nodig – een ster zoals LHS-1140.
Eerste indrukken
Het is zeker mogelijk dat de mens het eerste spoortje van buitenaards leven registreert aan de hand van een toekomstige glimp van de atmosfeer rond een exoplaneet – een opmerkelijke verhouding van gassen, of moleculen die niet alleen door chemische en geologische processen verklaard kunnen worden.
Dittmann en zijn team hebben LHS-1140b al met de Hubbletelescoop onder de loep genomen, en ze hopen de planeet later dit jaar ook met telescopen in Chili te bestuderen.
Maar hij kijkt vooral reikhalzend uit naar de grotere, mooiere en betere instrumenten die de komende decennia beschikbaar komen, zoals de James Webb Space Telescope, de Giant Magellan Telescope en de European Extremely Large Telescope (ELT), waarmee gassen als methaan, ozon en CO2 kunnen worden gedetecteerd.
‘Als we realistisch zijn, zullen we deze atmosferen pas ergens in het volgende decennium kunnen opsnuiven,’ zegt Dittmann.
‘En daarna zullen we nog veel langer ruziën over de betekenis van die observaties en over de vraag hoe die gassen daar terecht zijn gekomen. Maar we hebben dan tenminste de gegevens, en daar kijk ik enorm naar uit.’
