Dit zou de eerste maan buiten ons zonnestelsel kunnen zijn

Het bewijs dat er heel ver weg een wereld ter grootte van Neptunus in een baan om een reusachtige planeet beweegt, stapelt zich op.

Gepubliceerd 5 okt. 2018 16:25 CEST, Geüpdatet 5 nov. 2020 06:45 CET
In deze illustratie draait een grote maan in een baan om de planeet Kepler 1625b ter ...
In deze illustratie draait een grote maan in een baan om de planeet Kepler 1625b ter grootte van Jupiter.
Foto van Dan Durda

Op ongeveer achtduizend lichtjaar maakt een reusachtige planeet in één aards jaar een baan om een oude ster. Die planeet, Kepler 1625b, reist mogelijk niet alleen.

Wetenschappers vermoeden nu dat aan de hemel van de planeet een megamaan staat. Deze verbluffende wereld ter grootte van Neptunus is mogelijk de eerste maandie buiten ons zonnestelsel is waargenomen.

Aanwijzingen voor het bestaan ervan doken in juli 2017 al op, toen wetenschappers voorzichtig aankondigden dat ze bewijs hadden gevonden voor een orbitale kameraad voor Kepler 1625b. Pas toen de Hubble-ruimtetelescoop een jaar geleden op de afgelegen ster werd gericht, konden wetenschappers voldoende gegevens verzamelen om de aanwezigheid van de zogeheten exomaan hard te maken.

Nu hopen de twee wetenschappers achter de ontdekking een onafhankelijke bevestiging te krijgen van hun vondst, zodat de bijzondere bewering kan worden ondersteund.

“Ik weet zeker dat we dit object grondig hebben doorgelicht, maar ik houd er ook rekening mee dat anderen met iets komen wat wij niet hebben overwogen,” zegt Alex Teachey van Columbia University. Hij publiceerde vandaag over de vermeende vreemde maan in het tijdschrift Science Advances. “Nu is het afwachten of deze andere ideeën de maanhypothese om zeep zullen helpen.”

Sara Seager van MIT durft zich nog niet uit te spreken.

“Exomanen zijn een belangrijk punt op het verlanglijstje van exoplaneetonderzoekers,” aldus Seager. “Het is enorm spannend om te zien dat de jacht op de eerste exomaan doorgaat. En nog wel op iets wat met de omvang en massa van Neptunus een schrikbarend grote maan zou zijn.”

Moonshadow

De afgelopen jaren hebben astronomen met behulp van allerlei technieken de met sterren bezaaide kosmos afgezocht en het bestaan van duizenden planeten bevestigd.

Tot voor kort had niemand echter enig bewijs gevonden voor manen in deze afgelegen werelden. Astronomen hadden een sterk vermoeden van het bestaan van dergelijke satellieten. Ten slotte telt ons zonnestelsel veel meer manen dan planeten. Het is echter een extreem technische uitdaging om de geringe verstoringen die de aanwezigheid van een vreemde maan zouden verklappen waar te nemen.

In zijn jacht op exomanen heeft David Kipping van Columbia University een decennium lang gegevens doorgespit die door het Kepler-ruimtevaartuig van de NASA zijn doorgestuurd. Vier jaar lang observeerde de Kepler een stukje sterrenhemel, wachtend op de momenten waarop kort wat minder licht werd opvangen doordat een planeet voor zijn ster langskwam.

Door het tijdstip, de diepte en de duur van deze dipjes te bestuderen, kunnen astronomen de grootte van een planeet en de afstand tot zijn ster berekenen. Kipping redeneerde dat als een maan groot genoeg zou zijn, hij ook de voetafdruk daarvanin het sterrenlicht zou kunnen zien. Een grote maan zou namelijk het overgangstijdstip van de planeet beïnvloeden en misschien zelf een duidelijk helderheidsdipje veroorzaken.

“De grootste objecten zijn het gemakkelijkst te vinden,” zei Kipping tijdens een persconferentie eerder deze week. “Deze hoeven niet op een gangbaar maanstelsel te wijzen, maar zijn gewoon het eenvoudigst te vinden.”

If the Moon Hits Your Eye

Afgelopen jaar zochten Kipping en Teachey bijna driehonderd 300 Kepler-exoplaneten af op tekenen van maanactiviteit. Daarbij ontdekten ze een prikkelende aanwijzing in gegevens van Kepler 1625b: een groot hemellichaam leek de planeet te verdringen. Volgens hen was het mogelijk dat een onopgemerkte wereld op grotere afstand van de ster de gravitationele oorzaak was. Maar alle tekenen wezen op een maan.

Om nauwkeurigere gegevens te verzamelen over het vreemde stelsel en eventuele vals-positieven door hun instrumenten uit te sluiten, wendden Teachey en Kipping zich tot de Hubble, het scherpste oog van de mensheid in het heelal. In oktober 2017, tijdens de volgende overgang van Kepler 1625b, mat de Hubble veertig uur lang nauwkeurig de helderheid van het stelsel en nam, net als de Kepler, patronen waar die op een exomaan wijzen.

Kepler 1625b begon 77,8 minuten eerder aan zijn passage, wat het team toeschreef aan de gravitationele duwtjes van een grote satelliet. Ongeveer 3,5 uur nadat de planeet was gepasseerd, detecteerde de Hubble een tweede helderheidsdipje dat kon worden veroorzaakt door een navolgende satelliet.

Beide observaties komen volgens Greg Laughlin van de Yale University geheel overeen met een uit de kluiten gewassen exomaan. Hij is nog niet helemaal overtuigd en hoopt dat de Hubble of een ander ruimtevaartuig voor het vastleggen van sterrenlicht het stelsel eens goed onder de loep zal nemen tijdens de volgende overgang in mei 2019. Als de overgang van de planeet net zo variabel is en gepaard gaat met een tweede dip, zou hij meer overtuigd zijn.

Laughlin: “Als het overgangstijdstip wordt gevolgd door een andere overgang van de maan zelf, dan denk ik dat dit heel sterk bewijs zou zijn voor een maan.”

Kipping en Teachey hebben al voorspeld hoe deze volgende overgang zal verlopen als de maan bestaat. Nu hoeven ze alleen nog maar te wachten.

“De waarneming is volgens mij goed te bevestigen,” aldus Laughlin. “Je moet wel frustrerend lang wachten vanwege de baan, maar het is ook weer niet zo dat het pas in 2075 of zo gebeurt.”

Bad Moon Rising

Teachey en Kipping hebben berekend dat als de onwaarschijnlijk grote maan bestaat, deze pakweg de omvang en massa van de ijsreus Neptunus heeft. De maan beweegt op ongeveer 2,9 miljoen kilometer van zijn planeet, die de grootte van Jupiter heeft, en lijkt twee keer zo groot te zijn als de maan van de Aarde. Het is niet helemaal duidelijk hoe zo'n grote maan kan worden gevormd. Mogelijk is deze ontstaan uit een botsing of raakte deze verstrikt in de zwaartekracht van de reusachtige planeet, zoals het geval is bij Triton, de maan van Neptunus.

In sommige opzichten is het vreemde planetenstelsel een vergrote versie van het onze. Kepler 1625b en zijn maan hebben dezelfde relatieve massa als de Aarde en onze maan, en de vreemde maan beweegt op een vergelijkbare afstand.

Daarnaast bevindt Kepler 1625b zich grofweg op dezelfde afstand van zijn ster als de Aarde van de zon. Maar die ster is tweemaal zo oud als de zon en is op weg een rode reus te worden. Dat betekent dat de temperatuur op de maan rond de 75 graden Celsius zou kunnen liggen. Volgens het team was deze mogelijk gematigder en levensvatbaar toen de ster jonger was.

“Misschien is de toestand op de maan nu compleet anders dan in het verleden,” zegt Kipping en merkt op dat Teachey en hij zich niet echt bezighielden met bewoonbaarheid in een stelsel met twee gasreuzen.

Het antwoord op de vraag of we een grote gasplaneet zullen vinden met een bewoonbare maan op sleeptouw, zoals Pandora in de film Avatar, is waarschijnlijk ‘nee’. De ontdekking wijst er echter op dat er ergens inderdaad manen kunnen zijn die op de Aarde lijken, net als in sciencefiction.

“Ik geef de voorkeur aan Endor,” zegt Teachey. “Ik ben meer een Star Wars-fan.”

Dit verhaal werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer