De afgelopen dertig jaar zijn er meer dan zesduizend nieuwe planeten ontdekt. Een ‘tweede aarde’ hebben we echter nog niet gevonden. Hoe worden nieuwe planeten eigenlijk ontdekt?
Negen. Dat was tot begin jaren negentig het aantal planeten ooit ontdekt. De zes binnenste planeten in het zonnestelsel zijn al sinds mensenheugenis bekend. De afgelopen eeuwen zijn daar alleen Uranus, Neptunus en Pluto aan toegevoegd; al is die laatste in 2006 gedegradeerd tot dwergplaneet.
Ruim zesduizend. Dat is het aantal planeten dat alleen al de afgelopen dertig jaar is ontdekt. We kunnen nu namelijk ook planeten vinden rond andere sterren dan de zon. Die ‘exoplaneten’ blijken in grote hoeveelheden en allerlei gedaantes voor te komen.
De PLATO-ruimtetelescoop van de European Space Agency (ESA) gaat het heelal afspeuren naar aardachtige exoplaneten. Met 26 camera's zal de missie meer dan 200.000 sterren in de Melkweg observeren om leefbare werelden te vinden. De lancering staat voor eind 2026 gepland.
ESA, CC-by 3.0 (IGO) via Wikimedia Commons.Er is alleen één type exoplaneet dat tot nu toe vaak aan onze telescopen ontsnapt: een planeet zoals de aarde. Gelukkig worden de detectietechnieken almaar beter. En daarmee komen we steeds dichter bij die gedroomde ontdekking.
Verduisteren en wiebelen
De meeste exoplaneten zijn met twee methoden ontdekt: de transitmethode en de radiële-snelheidsmethode. “Bij de transitmethode beweegt een planeet toevallig net voor zijn ster langs. Daardoor gaat de helderheid van de ster eventjes een klein beetje naar beneden”, vertelt planeetonderzoeker Nienke van der Marel van de Universiteit Leiden.
Deze techniek werkt het beste voor planeten die heel dicht bij hun ster staan. Alleen dan veroorzaakt zo’n planeet namelijk een kortstondige, duidelijk meetbare dip in de helderheid van de ster. Een ander nadeel van de techniek is dat je er alleen de grootte van een planeet mee kunt bepalen, niet zijn massa.
De radiële-snelheidsmethode is wat dat betreft minder beperkt. Van der Marel: “Daarbij meet je dat de ster een beetje heen en weer hobbelt door de zwaartekracht van de planeet. Dat effect is ook zichtbaar bij planeten die wat verder van de ster staan.”
Wel heb je bij de radiële-snelheidsmethode een vrij heldere ster nodig. Dat moet dus een ster zijn die ofwel van zichzelf heel fel straalt, of behoorlijk dicht bij ons staat. Om het gewiebel van de ster te meten, moet je namelijk zijn licht opsplitsen in verschillende golflengtes. En daarvoor heb je voldoende sterlicht nodig.
Zo hebben beide methodes hun voor- en nadelen. Vaak worden ze dan ook allebei ingezet. “De transitmethode wordt dan eerst gebruikt om zoveel mogelijk sterren te scannen op de aanwezigheid van planeten. Daarna bestudeer je de succesvolle gevallen in meer detail met de radiële-snelheidsmethode”, legt Van der Marel uit.
Jonge planeten
Samen zijn de twee methodes goed voor meer dan 90 procent van alle exoplaneetvondsten. Met beide technieken kun je alleen geen planeten vinden die op grote afstand van hun ster staan. Die veroorzaken namelijk slechts een heel geleidelijke, onmerkbare afname in de helderheid van de ster als ze ervoorlangs bewegen. Ook laten ze de ster niet genoeg zichtbaar ‘wiebelen’.
Voor dit soort planeten is er een andere techniek: directe waarneming. Deze techniek gebruikt Van der Marel zelf in haar onderzoek. “Hierbij blokkeer je het licht van de ster en maak je een plaatje van het gebied eromheen. Planeten in die omgeving stralen een beetje warmte uit, en zijn daardoor zichtbaar als lichte, ronddraaiende puntjes.”
Met directe waarneming kun je bovendien ook hele jonge planeten vinden. Die zitten samen met hun ster gevangen in een schijf van stof, en stralen relatief veel warmte uit.
In het algemeen is het vinden van een nieuwe exoplaneet al lang niet meer bijzonder. Maar in zulke stofschijven is dat anders, vertelt Van der Marel. “We zijn nog heel erg op zoek naar tekenen van planeten in jonge systemen. Dat vertelt ons iets over hoe planeten ontstaan. Daarom hebben we bij zulke systemen nog steeds wel het gevoel: ‘O mijn god, ik heb een planeet gevonden!’”
Met directe waarneming blokkeer je het licht van de ster en maak je een plaatje van het gebied eromheen. Planeten in die omgeving stralen een beetje warmte uit en zijn daardoor zichtbaar als lichte, ronddraaiende puntjes, zoals deze exoplaneten rond de ster HR 8799.
Jason Wang (Northwestern), William Thompson (UVic), Christian Marois (NRC Herzberg), Quinn Konopacky (UCSD), CC-by 4.0 via Wikimedia Commons.Tweede aarde
Zo wordt de exoplanetencollectie gestaag uitgebreid met exemplaren in allerlei soorten en maten. Er is alleen één type dat vaak buiten het zicht van onze telescopen blijft. En laat dat nou net het type zijn waar het fanatiekst naar wordt gezocht: een rotsachtige planeet die lijkt op de aarde, rond een ster die lijkt op onze zon. Een dergelijke ‘tweede aarde’ biedt namelijk de meeste kansen om buitenaards leven te ontdekken.
“Zulke planeten zijn net te klein en staan net te ver bij hun ster vandaan. Daardoor hebben we er nog maar weinig ontdekt”, zegt Van der Marel. Ze verwacht dat nieuwe missies daar binnenkort verandering in gaan brengen. “Met name de PLATO-missie (een nieuw soort ruimtetelescoop), die hopelijk eind dit jaar wordt gelanceerd, gaat echt specifiek zoeken naar aardachtige planeten rond zonachtige sterren.”