Je leest:

Natte superaarde gevonden

Natte superaarde gevonden

Planeet GJ 1214b lijkt rijk aan water en ijs

Auteur: | 17 december 2009

De ontdekking van exoplaneet GJ 1214b is een grote stap voorwaarts in de zoektocht naar een tweelingzusje van de aarde. De planeet is iets groter dan de onze en lijkt voor ongeveer de helft uit water te bestaan. Een tankstation in de ruimte, of een mogelijk nieuw thuis?

We kennen tegenwoordig zo’n 400 planeten die om een andere ster dan onze zon draaien. Deze planeten worden exoplaneten genoemd. Het is een verrassing dat planeten zoveel voorkomen in ons heelal – minstens de helft van alle sterren lijkt zijn eigen planetenstelsel te hebben. Hoewel we al een aardig lijstje van exoplaneten hebben opgebouwd, hebben we nog geen planeet gevonden die qua samenstelling en omstandigheden op onze aarde lijkt. De reden daarvoor is eenvoudig: de methodes die we hebben om exoplaneten te vinden zijn nog niet geavanceerd genoeg om zo’n klein rotsje als de onze te detecteren. Maar we komen er steeds dichterbij…

GJ 1214b naast de aarde, op schaal.
Charbonneau et al.

Dit is GJ 1214b. Hij werd ontdekt bij het kleine, zwakke sterretje GJ 1214 dat op een afstand van veertig lichtjaar in sterrenbeeld Slangendrager staat. GJ 1214b verraadde zichzelf aan onderzoeker David Charbonneau van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts. Hij keek met een reeks van acht identieke telescoopjes avond aan avond naar de kleine rode dwergster, en ontdekte dat er eens in de 1,6 dagen een kleine verzwakking voordeed in het licht van de ster. Die verzwakking van 1,3% van de lichtsterkte van de ster duurde steeds 52 minuten – hij kon er de klok op gelijk zetten. Zo’n dip in de lichtsterkte van een ster duidt erop, dat er een planeet voor de ster langs vliegt. Veel exoplaneten zijn op deze manier ontdekt. Maar toen Charbonneau en zijn team de gemeten waarden van de omlooptijd en de grootte van de planeet in hun rekenmodellen stopten, bleek dat het niet om zomaar een exoplaneet ging…

Groot en licht

Ten eerste is GJ 1214b klein. De straal van de planeet is 2,7 keer zo groot als die van de aarde, waarmee het de op één na kleinste bekende exoplaneet is. Alleen CoRoT-7b is nog kleiner: de straal van die planeet is maar 1,7 keer zo groot als die van onze planeet. Maar GJ 1214b bleek ook een hele lage dichtheid te hebben. Hoewel zijn volume bijna twintig keer zo groot is als dat van de aarde, is hij maar 6,6 keer zo zwaar. Dat duidt erop dat er heel veel lichte stoffen in de nieuwe exoplaneet zitten. Veel waterstof en helium bijvoorbeeld, en weinig ijzer.

Een artist impression van de ster GJ 1214 en zijn planeet GJ 1214b.
Charbonneau et al.

Alle sterren en planeten worden gevormd uit een mix van gas en stof die overal in het heelal ongeveer dezelfde samenstelling heeft. Daarom kunnen we uitrekenen hoe GJ 1214b in elkaar moet zitten, gegeven zijn lage dichtheid. Zuurstof dat in een stervormingswolk aanwezig is, bindt zich aan andere elementen. Het kan zich aan silicium binden in rotsachtige stoffen, of aan waterstof om water te vormen. Planeet GJ 1214b heeft waarschijnlijk een kleine kern van ijzer en nikkel, met daaromheen een laag van rotsen op basis van silicium-zuurstof-verbindingen. Het grootste deel van de planeet bestaat uit water: ijs van binnen, vloeibaar water in het midden van de laag en stoom aan het oppervlak, omdat het er wel 190°C kan worden. Daaromheen zit waarschijnlijk nog een dikke atmosfeer van waterstof en helium in gasvorm. Door die atmosfeer is het gloeiend heet op de planeet en komt er bijna geen licht op het oppervlak. Door die omstandigheden kunnen er waarschijnlijk ingewikkelde chemische reacties plaatsvinden op GJ 1214b, een interessant onderwerp voor een vervolgonderzoek…

Vakantiebestemming

Ondanks de grote hoeveelheid water op GJ 1214b lijkt de nieuw ontdekte exoplaneet dus niet echt op de aarde. Het donkere, hete oppervlak van de planeet bestaat uit stoom en kokend water – niet direct de ideale vakantiebestemming. Toch laat de ontdekking zien dat de variëteit aan exoplaneten nog groter is dan we al wisten. Niet alleen hebben Charbonneau en zijn collega’s aangetoond dat er water en waterstof te vinden is op sommige exoplaneten, maar ze hebben ook laten zien dat relatief kleine en lichte planeten dankzij de nieuwste meettechnieken nu ook te detecteren zijn.

Publicatie: David Charbonneau, Zachory K. Berta et al., A super-Earth transiting a nearby low-mass star (Nature 2009)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 december 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.