Naar de content

Natte en gematigde exoplaneet gevonden

Een artistieke impressie van een planeet in de ruimte.
Een artistieke impressie van een planeet in de ruimte.
ESA/Hubble, M. Kornmesser via CC BY 4.0

Al eerder werd er water ontdekt in de atmosfeer van planeten, maar nu hebben astronomen een vochtige planeet gevonden met ongeveer dezelfde temperatuur als de aarde. Over de kansen voor (aardachtig) leven zegt dat overigens niet zoveel.

13 september 2019
Een artistieke impressie van een planeet in de ruimte.

Impressie van exoplaneet K2-18b die om de vrijwel gelijknamige ster K2-18 draait. Dit is een relatief kleine en koele dwergster op een afstand van 124 lichtjaar van de aarde. Omdat de planeet echter een veel kleinere baan om de ster trekt ontvangt hij ongeveer net zoveel warmte van de ster als de aarde.

 ESA/Hubble, M. Kornmesser via CC BY 4.0

Wat in de wetenschap slechts een piekje in een spectrum is, kan in de verbeelding een weelderig klotsende oceaan op een verre en exotische exoplaneet zijn. Britse wetenschappers onder leiding van Angelos Tsiaras hebben met ruimtetelescoop Hubble sporen van waterdamp in de atmosfeer van planeet K2-18b gevonden. Dat is bijzonder omdat al bekend was dat de planeet in de zogenoemde leefbare zone van zijn ster beweegt, daar waar de temperatuur wellicht goed is voor vloeibaar water.

Nog veel te vroeg is het om te zeggen dat we een tweede aarde hebben gevonden en dat er daadwerkelijk vloeibaar water is, maar het is een opvallend resultaat in een steeds langer wordende reeks van exoplaneetontdekkingen. En knap bovendien, omdat de onderzoekers hun best moesten doen om genoeg informatie uit het sterlicht te persen. De resultaten werden deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Astronomy gepubliceerd. Een rivaliserend team van Amerikaanse en Canadese wetenschappers kwam in een vrijwel gelijktijdig geopenbaard artikel tot dezelfde conclusie.

Vingerafdruk van water

De Kepler-telescoop ontdekte in 2015 dat het licht van ster K2-18 iedere 33 dagen een paar uur een beetje zwakker wordt. Dat scheelt slechts zo’n 0,3 procent, maar wetenschappers konden daaruit al concluderen dat er steeds een planeet voor die ster langs trekt die ongeveer twee keer zo groot is als de aarde en ruim acht keer zo zwaar. Via deze zogenoemde overgangsmethode hebben Kepler en andere telescopen inmiddels al duizenden planeten ontdekt die om andere sterren draaien.

De relatief korte omloopperiode van K2-18b maakt vervolgonderzoek mogelijk. De wetenschappers stuurden de Hubble-telescoop in de loop van 2015, 2016 en 2017 acht keer in de richting van de ster en zijn twee bekende planeten. Doordat een klein deel van het sterlicht tijdens een overgang door de atmosfeer van de planeet valt, kan deze worden ‘doorgelicht’. Stoffen in zo’n atmosfeer laten als het ware een vingerafdruk achter in dat licht, door specifieke golflengtes te absorberen.

De Hubble-telescoop gezien vanuit een Spaceshuttle die hem een bezoek bracht.

 NASA

De wetenschappers zagen een karakteristieke piek bij een golflengte van zo’n 1,4 micrometer die samenvalt met wat hun computermodel voorspelt voor een atmosfeer met waterdamp. Ook aanvullende data van infraroodtelescoop Spitzer lijken dat niet tegen te spreken. De wetenschappers gaan nog een stapje verder door te stellen dat het door de geschatte druk en temperatuur in de atmosfeer niet onwaarschijnlijk is dat het regelmatig regent op de planeet.

Dikke atmosfeer

Al eerder werd er water in de atmosfeer van exoplaneten ontdekt. Vaak waren dat gloeiendhete en massieve gasreuzen die dicht om hun ster draaien, een plek waar het leven zoals we dat kennen vrijwel uitgesloten is. Kleinere en rotsachtige planeten bieden waarschijnlijk meer kans op leven. Naarmate planeten kleiner worden is het echter moeilijker om betrouwbare informatie te krijgen over hun atmosfeer.

Philippe Smet, hoogleraar optische spectroscopie van vaste stoffen van de Universiteit Gent en niet betrokken bij het onderzoek, vindt het een mooi staaltje analyse. “Hier wordt gekeken naar de extreem kleine fractie van het sterlicht dat door de planeetatmosfeer is gevallen”, zegt hij. “Eigenlijk hebben ze nog geluk dat deze planeet een relatief dikke atmosfeer heeft. Deze analyse bij de aarde die voor de zon passeert zou met onze huidige technologie onmogelijk zijn.”

De langverwachte opvolger van de Hubble-telescoop, ruimtetelescoop James Webb die in 2021 gelanceerd wordt, moet gedetailleerdere opnames van planeetatmosferen maken. Het wordt dan mogelijk om verschillende atmosfeermodellen uit te sluiten, en misschien wel met zekerheid te zeggen dat een planeet een klotsende oceaan heeft.

Bron
  • Tsiaras A. et al., Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b, Nature Astronomy (11 september 2019), DOI:10.1038/s41550-019-0878-9
ReactiesReageer