Exoplaneten: meer planeten dan sterren in de Melkweg

Dertig jaar geleden werd er nog stevig gediscussieerd over de vraag of er planeten bestaan die rond andere sterren draaien. Vandaag de dag hebben we op die vraag een antwoord.

Saturday, July 18, 2020,
Door James Trefil
llustratie van een geringde exoplaneet en haar maan.

llustratie van een geringde exoplaneet en haar maan.

Foto van Dana Berry/National Geographic Creative

Exoplaneten verder verkennen? Ga op reis door het heelal in de ruimtespecial van National Geographic.

Sinds 2019 weten we dat er meer dan vierduizend planeten rond andere sterren draaien, de zogenaamde exoplaneten, en die lijst wordt dagelijks aangevuld. We beseffen inmiddels dat we in een sterrenstelsel leven waarin er meer planeten dan sterren aanwezig zijn. 

Het feit dat exoplaneten moeilijk zijn op te sporen, lag aan de basis van de discussie van weleer. Want immers: planeten zijn enkel zichtbaar doordat ze het licht van hun ster reflecteren. Het probleem daarbij is niet zozeer dat planeten zwakke lichtbronnen zijn – de ruimtetelescoop Hubble heeft al veel zwakkere voorwerpen gedetecteerd –, maar wel dat het licht van een planeet vaak wordt overstraald door het licht van haar ster. Een astronoom maakte de volgende vergelijking om de problematiek te verduidelijken: je kunt het opsporen van een exoplaneet vergelijken met het zoeken naar een vuurvliegje op de brandende lamp van een vuurtoren. 

Exoplaneten 101
Exoplaneten roepen de vraag op of wij alleen zijn in het heelal. Ontdek welke soorten exoplaneten er zijn, welke methoden wetenschappers gebruiken om ze te vinden en hoeveel werelden er mogelijk bestaan in het Melkwegstelsel.

Er zijn twee methoden ontwikkeld om dit probleem op te lossen: de radiële snelheidsmethode en de eclipsmethode. 

Die laatste kan worden toegepast wanneer de baan van de exoplaneet zich tussen de waarnemer en haar ster bevindt. Op die manier zal de ster, wanneer de exoplaneet er voorbij beweegt, korte tijd in helderheid afnemen. Zodra de planeet is gepasseerd, neemt de helderheid weer toe. Zo'n typische dip – een soort sterverduistering – wijst op de aanwezigheid van een exoplaneet.

De NASA-ruimtetelescoop Kepler, gelanceerd in 2009, werd ontworpen om deze eclipsmethode toe te passen. Aan de hand van supersnelle moderne elektronica, bracht de telescoop ongeveer 150.000 sterren tegelijk in beeld en ging daarbij op zoek naar de kenmerkende lichtsterktedip. Toen dat signaal was geïdentificeerd, werd de informatie van de Keplertelescoop doorgestuurd naar observatoria overal op aarde. Als je eenmaal weet welke ster je in het oog moet houden, moet het bestaan van een exoplaneet nog officieel worden bewezen. Dat gebeurde onder meer in Washington, D.C., met een kleine telescoop die wordt gebruikt aan de campus van de George Mason University, gelegen in het hart van de lichtvervuilende metropool. Uiteindelijk werd daar het bestaan bevestigd van maar liefst acht exoplaneten die door de Keplertelescoop waren gesignaleerd. 

Twee planetenstelsels

De bewoonbare zone van ons zonnestelsel in vergelijking met de bewoonbare zone van het recent ontdekte Kepler-22-stelsel, waarin zich een planeet bevindt die qua grootte vergelijkbaar is met de aarde.

 

Opmerking van de cartograaf: aangezien de Kepler-22-ster kleiner is dan de zon, ligt de bewoonbare zone dichter bij de ster dan het geval is in ons zonnestelsel. Hoewel de baan van de Kepler-22b-planeet zich in die zone bevindt, vormt dat geen garantie voor de aanwezigheid van leven op de planeet. Een gelijkaardige situatie in ons eigen zonnestelsel zien we op Mars.

Foto van NASA/Ames/JPL-Caltech

De duizenden exoplaneten die tot nu toe werden gevonden (en er lijken er dagelijks een paar bij te komen) zijn heel divers en spreken bijgevolg tot de verbeelding. Hier is een aantal voorbeelden van de exoplaneten die werden ontdekt: 

Diamantplaneet: een planeet die vooral bestaat uit koolstof en zo dicht rond haar ster draait dat ze zich eigenlijk erin bevindt. De planeet heeft een mantel van vloeibaar diamant, een materiaal dat we op aarde niet kennen. Er komen spectaculaire vulkanische uitbarstingen voor, waarbij diamanten kilometers de lucht in worden geslingerd. 

Tidally Locked World, of ‘rotatiegedwongen’ planeet: door de zwaartekracht van de bijhorende ster staat deze planeet altijd met dezelfde kant naar haar ster gedraaid, hetzelfde effect dat de zwaartekracht van de aarde heeft op de maan. De kant van de planeet die naar de ster is gericht, wordt zo warm dat de gesteenten verdampen. Als die materialen door de wind naar de andere kant van de planeet worden geblazen, kristalliseren ze doordat ze worden blootgesteld aan de koelte van de ruimte. Het ‘sneeuwt’ dan vast gesteente.

Planeet ‘Goudlokje’: de interessantste vraag gerelateerd aan exoplaneten, is de kwestie of er zich al dan niet buitenaards leven kan ontwikkelen. Aangezien het leven op aarde zich ontwikkelde in de oceanen, gaan astronomen in de eerste plaats op zoek naar planeten ter grootte van de aarde die in de veilige zone van hun ster liggen, zodat de temperatuur er gedurende miljarden jaren tussen het vries- en kookpunt van water blijft. De planeet kreeg de naam ‘Goudlokje’ en werd vernoemd naar het gelijknamige, en vooral in de Engelse taal bekende sprookje. Net zoals de pap in het sprookje, is de exoplaneet namelijk niet te warm of niet te koud, maar precies van de juiste temperatuur.

Er zijn al tientallen Goudlokjeplaneten bekend, en waarschijnlijk zullen er nog miljoenen volgen. In 2016 haalde NASA de voorpagina’s van de kranten met de ontdekking dat er zich rond de ster TRAPPIST-1 een planetenstelsel bevond van zeven planeten ter grootte van de aarde. Minstens drie daarvan werden als Goudlokjeplaneet bestempeld. 

Dit artikel verscheen in de ruimtespecial van National Geographic.

lees verder

Verken de manen van Jupiter

Er zijn ondergrondse oceanen op de manen, maar is er ook leven?

Sterren kijken op gepaste afstand

In een tijd dat iedereen gedwongen thuis zit, maakt Lucas Ellerbroek van de nood een deugd. Juist nu is de tijd om naar sterren te kijken. 

SpaceX-capsule aan ISS gekoppeld. Bekijk foto’s van de gehele missie.

Twee ervaren NASA-astronauten hebben zich gevoegd bij de bemanning aan boord van het ruimtelab in een baan om de aarde. De vlucht van de ‘Crew Dragon’ is de eerste bemande ruimtemissie vanaf Amerikaanse bodem sinds 2011.
Lees meer