Sinds de NASA-sonde Kepler tien jaar geleden werd gelanceerd, heeft deze planetenzoeker duizenden nieuwe werelden ontdekt en aangetoond dat ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, meer planeten telt dan sterren.
Maar hoewel Kepler niet langer gegevens verzamelt, vinden wetenschappers nog steeds schatten in zijn datakluis, waaronder achttien nieuwe, relatief kleine hemellichamen. Veel van deze exoplaneten werden eerder over het hoofd gezien maar blijken nu ongeveer even groot als de aarde te zijn. En één ervan bevindt zich in een omloopbaan rond zijn ster die geschikt zou kunnen zijn voor het bestaan van leven.
“Ik ben opgetogen, maar niet verrast,” zegt Jessie Christensen van Caltech over de resultaten, die zijn gepubliceerd in twee artikelen in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics. “Het was onvermijdelijk dat er dankzij verbeterde methoden om de gegevens door te spitten nieuwe en kleinere exoplaneten zijn ontdekt die nog niet eerder waren opgemerkt.”
Verborgen werelden
Van 2009 tot 2013 speurde Kepler één enkel stukje van de nachthemel af, waarbij hij zag hoe planeten voor hun sterren langstrokken. Daarbij registreerde Kepler de minieme dips in het licht van die sterren, om vervolgens uit de aard van deze dips in helderheid – de lichtcurven – af te leiden hoe groot de planeet in kwestie was en op welke afstand hij rond zijn ster draaide.
Toen het ruimtevaartuig door een storing aan boord werd getroffen en niet langer naar dat ene stukje nachthemel kon staren, werd Kepler gebruikt om andere delen van de kosmos te verkennen, in een missie die K2 werd genoemd. Uiteindelijk raakte de brandstof voor de sonde op en schakelde hij zichzelf eind 2018 uit.
Na het afsluiten van de missie maakte het Kepler-team de officiële resultaten bekend. Voor de primaire Kepler-missie bedroeg de buit 2300 bevestigde exoplaneten en 2400 mogelijk exoplaneten. De K2-missie leverde nog eens circa 500 exoplaneten en kandidaat-exoplaneten op.
Het was die tweede dataset die de aandacht trok van René Heller en zijn collega’s van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (zonnestelselonderzoek).
Nieuwe horizons
Met behulp van een programma dat gevoeliger zou zijn in het herkennen van aardachtige exoplaneten analyseerde Heller de K2-gegevens opnieuw. Deze kleine hemellichamen zijn veel lastiger te spotten omdat ze tijdens hun transits maar een minuscuul gedeelte van het licht van hun ster blokkeren. Bovendien kunnen de lichtcurven van hun transits deels wegvallen tegen andere variaties in de helderheid van de ster, waaronder minuscule dips als gevolg van sterrenvlekken.
In het algemeen lijken sterren aan de rand van hun zichtbare schijf minder fel te schijnen dan in hun centrum ervan. Wanneer een kleine planeet voor de schijf van zijn ster langs trekt, zal het toch al zwakke licht aan de rand van de ster amper een abrupte en duidelijke verandering vertonen.
Met dat in gedachten spitten Heller en zijn collega’s de K2-gegevens nog eens door en keken daarbij naar mogelijke planetaire transits die met een zeer geleidelijke en geringe afname in de helderheid van de ster begonnen. Ze richtten zich op sterren waarvan bekend was dat ze ten minste één exoplaneet hadden, want statistisch gezien is het veel waarschijnlijker dat andere lichtvariaties die bij deze sterren zijn gemeten, inderdaad op exoplaneten wijzen en niet op andere verschijnselen.
Ze begonnen met de gegevens van de K2-missie omdat ze die veel sneller konden doorspitten. “Bij de primaire missie werden ruim tweeduizend bevestigde exoplaneten waargenomen, en elke lichtcurve bedraagt 1600 dagen,” zegt Heller. “Maar bij de K2-missie zijn maar vijfhonderd exoplaneten gespot, waarvan de lichtcurven slechts tachtig dagen bedragen.”
Uiteindelijk wist het team nog eens achttien exoplaneten uit 517 lichtcurven van de K2-missie af te leiden. Al deze planeten zijn relatief kleine hemellichamen, waarbij de grootste een diameter heeft die tweemaal die van de Aarde bedraagt. Eén ervan behoort tot de kleinste werelden die Keplertot nu toe heeft gevonden: met een diameter die slechts zeventig procent van die van de Aarde bedraagt. De omloopbaan van weer een andere exoplaneet bevindt zich in de zogenaamde ‘leefbare zone’ rond zijn ster, een rode dwerg, oftewel de zone waar de temperatuur de aanwezigheid van vloeibaar water op zijn oppervlak mogelijk maakt.
Vergezichten
Aangezien Heller meteen bij zijn eerste analyses achttien nieuwe exoplaneten uit de K2-dataset heeft gehaald, is het waarschijnlijk dat er in de rest van de Kepler-gegevens nog veel meer kleinere hemellichamen liggen verborgen. Volgens Heller hebben ze nog maar een klein gedeelte van de K2-gegevens geanalyseerd en is het team van plan ook de dataset van de primaire Kepler-missie door te spitten.
“Ik kan je nu al vertellen dat we nog veel meer aardachtige exoplaneten zullen vinden die mensen nog niet eerder hadden opgemerkt,” zegt Heller. Hij schat dat er nog minstens honderd exoplaneten in de gegevens van de primaire missie liggen verborgen.
Christiansen is het daarmee eens en zegt dat de methoden die het team bij het opsporen van de exoplaneten gebruikt, heel degelijk zijn. “Ook ik ben er zeker van dat er nog meer zullen worden gevonden,” zegt hij. “Dankzij de voordelen van de goed opgeslagen en goed gedocumenteerde sets van NASA-gegevens zullen mensen exoplaneten blijven ontdekken, zelfs in de oorspronkelijke Kepler-gegevens!”
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
