Niet te warm, niet te koud, maar net goed

19 april 2013 door Vincent Van Eylen in Exoplaneten

 

Een internationaal onderzoeksteam heeft twee planeten ontdekt die mogelijk levensvatbaar zijn. De bevindingen werden gepubliceerd in Science en haalden deze week de Belgische en internationale pers. De ontdekkingen zijn dan ook ronduit fascinerend. Ik vermeld er meteen bij dat ik in deze niet helemaal neutraal ben, twee professoren uit mijn onderzoeksgroep in Denemarken zijn mede-auteurs van het wetenschappelijke artikel.


 

Artistieke voorstelling van Kepler-62f, een van de zopas ontdekte planeten in de leefbare zone. De afmetingen zijn gekend en zijn ongeveer 1,4 keer de aarde. Of de planeet rotsachtig is of een waterwereld is niet geweten. Figuur via NASA.


Waar gaat het precies om? De NASA-satelliet Kepler monitort sinds maart 2009 continu de helderheid van ongeveer 150 000 sterren. Wanneer een planeet voor de ster schuift, zal die een klein beetje sterlicht blokkeren (typisch een fractie van een procent), een fenomeen dat enigszins kan vergeleken worden met zonsverduisteringen. Keert zo'n afname in helderheid regelmatig en steeds op hetzelfde moment terug, is de kans erg groot dat het om een planeet gaat.



In de eerste maanden van Kepler's missie werden op die manier voornamelijk grote planeten, erg dicht bij hun ster gevonden (zogenaamde Hot Jupiters). De verduisteringen of transits van die planeten zijn het grootst, en ze komen het vaakst terug. Om daarentegen een planeet zoals de aarde drie keer een transit te zien uitvoeren, moet je drie volledige jaren metingen uitvoeren.



Op dat punt zijn we nu stilaan aangekomen. De ruimtetelescoop vindt nu planeten die erg klein zijn. Enkele weken geleden werd Kepler-37 ontdekt, een planeet die zelfs niet veel groter is dan onze maan. Daarnaast kunnen we nu ook planeten ontdekken die verder van hun ster staan en er dus langer over doen om rond te draaien. Deze zijn moeilijker te ontdekken, maar de theoretische levensvatbaarheid is wel aanzienlijk groter. De meeste planeten met korte periodes zijn inmiddels heel erg heet, waardoor leven er minder waarschijnlijk lijkt.

 

 

Artistieke voorstellingen van de kleinste exoplaneten. Van links naar rechts: Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-62e, Kepler-62f, de aarde. Figuur via NASA. 
 
 
De ontdekkingen deze week brengen het vinden van een aardanaloog of tweelingaarde erg dichtbij. Kepler-62, zo heet de ster waarrond de planeten draaien, bevat vijf planeten. Twee ervan (Kepler-62e en Kepler-62f), waar een jaar respectievelijk 122 en 267 dagen duurt, bevinden zich in de zogeheten leefbare zone of Goldilock zone. Dat is het gebied rond een ster waar de temperatuur juist goed is: zoals Goudlokje in het sprookje ook de pap kiest die precies goed van temperatuur is om gegeten te worden, is het op deze planeten noch te warm, noch te koud, om vloeibaar water aan het oppervlak te kunnen hebben.

 
Een voorstelling van Kepler-62 en de vijf planeten rond de ster. Twee planeten bevinden zich in de leefbare zone. Figuur via NASA.
 

De planeten bevinden zich dus op de juiste plaats om vloeibaar water mogelijk te maken, en hebben een straal van respectievelijk 1,6 en 1,4 keer die van onze aarde. Of dat water er ook daadwerkelijk voorkomt en vloeibaar is, weten we niet, maar het is theoretisch gezien mogelijk. De samenstelling van de atmosfeer en de mogelijke aanwezigheid van wolken, heeft een grote invloed op de uiteindelijke temperatuur van een planeet. Het wordt dus wachten op verdere studies van de planeten, in het bijzonder van hun atmosferen, om te weten te komen of er werkelijk vloeibaar water aan het oppervlak kan zijn.



Dat laatste belooft erg moeilijk te worden. De ster is immers niet minder dan 1200 lichtjaar van ons verwijderd. Mogelijk wordt het wachten op ontdekkingen van tweelingaardes rond helderdere sterren, dichter bij huis, alvorens gedetailleerde atmosfeerstudies inzage zullen geven in de samenstelling van zo'n planeten. Zo'n ontdekkingen worden met Kepler niet meteen verwacht, maar toekomstige instrumenten zullen daar wel op focussen. Ik was vorige week in Boston, waar aan MIT de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) werd voorgesteld. Met steun van NASA zal TESS in 2017 gelanceerd worden en zich toeleggen op het vinden van planeten rond de helderste sterren aan de hemel. Ook de komende jaren beloven ons dus nog heel wat interessante ontdekkingen te zullen opleveren.



In afwachting daarvan: bevatten Kepler-62e en -62f leven? Dat weten we niet, maar het valt in elk geval niet uit te sluiten. Bovendien toont deze ontdekking aan dat we de komende maanden nog meer gelijkaardige planeten kunnen verwachten. Daarnaast wordt de strikte interpretatie van wat een levensvatbare planeet is, stilaan uitgebreid. Ook sommige planeten die erg verschillend zijn van de aarde, zouden onder specifieke omstandigheden bepaalde vormen van biologie kunnen toelaten. Zo wordt de vraag dus niet alleen of er andere planeten ook leven bevatten, maar ook: indien er ergens leven is, gaan we het dan wel herkennen? Stapje voor stapje komen we dichter bij het antwoord op deze toch wel fascinerende vragen.
 
 
Kepler-62 in de pers:

EOS Wetenschap, 18 april 2013, Kepler ontdekt waterwerelden in bewoonbare zone (http://eoswetenschap.eu/artikel/kepler-ontdekt-waterwerelden-bewoonbare-zone)

BBC news, 19 april 2013, Kepler telescope spies 'most Earth-like' worlds to date (http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-22200476)

De Standaard, 18 april 2013, Nieuwe planeten ontdekt waar leven mogelijk is (http://www.standaard.be/artikel/detail.aspx?artikelid=DMF20130418_00546476)

De Redactie, 19 april 2013, Kepler heeft weer 3 "nieuwe aardes" gespot (http://deredactie.be/cm/vrtnieuws/buitenland/130419_KeplerExoplaneten

 

Kepler-37 in de pers:

EOS Wetenschap, 20 februari 2013, Planeet kleiner dan Mercurius (http://eoswetenschap.eu/artikel/planeet-kleiner-dan-mercurius-ontdekt)

De Standaard, 20 februari 2013, Astronomen ontdekken kleinste planeet buiten ons zonnestelsel (http://www.standaard.be/artikel/detail.aspx?artikelid=DMF20130220_00477368)

De Redactie, 20 februari 2013, NASA ontdekt kleinste exoplaneet ooit (http://www.deredactie.be/cm/vrtnieuws/buitenland/1.1554236)

 

Wetenschappelijke artikels:

Astrophysical Journal, 19 april 2013, A super-Earth-sized planet orbiting in or near the habitable zone around Sun-like stars (http://arxiv.org/abs/1304.4941)

Science, 18 april 2013, Kepler-62: a five-planet system with planets of 1.4 and 1.6 Earth radii in the habitable zone (http://www.sciencemag.org/content/early/2013/04/19/science.1234702.abstract)

Astrophysical Journal Letters, Water planets in the habitable zone: atmospheric chemistry, observable features, and the case of Kepler-62e and -62f (http://arxiv.org/abs/1304.5058


Een reactie op “Niet te warm, niet te koud, maar net goed”

  1. kepler452_aarde2_0 › Een wondere wereld Beantwoorden | Permalink

    […] het nieuws wat volgde, zal misschien opmerken dat hiervan al eerder sprake was: twee jaar geleden schreef ik over de ontdekking van Kepler-62f, een planeet niet veel groter dan de aarde in de zogeheten leefbare zone, en daarna kwam ook nog de […]

Een reactie geven