De Kepler-satelliet heeft al ten minste 140 aardachtige planeten

De zoektocht naar Aarde 2
De Kepler-satelliet heeft al ten minste 140 aardachtige planeten ontdekt, aldus een aan het
project verbonden onderzoeker. Maar hoe kom je er achter of daar ook aardachtige
omstandigheden heersen? Franse onderzoekers zochten de oplossing dicht bij huis.
door Lydwin van Rooyen
Na krap zes weken meten vond de nieuwe NASA-planetenspeurder Kepler al 750 nieuwe
exoplaneten. Kepler bezit de nauwkeurigheid om planeten bij verre sterren te ontdekken die
ongeveer even groot als de aarde zijn. De verwachtingen over de planetenoogst waren dan ook
hooggespannen. Volgens Kepler-onderzoeker Dimitar Sasselov maakt de satelliet die
verwachtingen nu al waar: er zijn al zo’n 140 van de nieuwe exoplaneten als ‘aardachtig’
geclassificeerd.
NASA-satelliet Kepler is op 6 maart 2009 gelanceerd om op zoek te gaan naar exoplaneten: planeten die rond
een andere ster dan onze zon draaien. Het doel van Kepler is om voor het eerst planeten te vinden die
vergelijkbaar zijn met onze aarde. NASA
Die classificatie moeten we wel met een korreltje zout nemen. Een planeet wordt hier namelijk al
aardachtig genoemd als de straal van de planeet minder dan twee keer zo groot is als die van de
aarde. Planeten als Mars en Venus passen ruimschoots binnen dat criterium, maar toch zou daar
nooit leven voor kunnen komen zoals op aarde. De classificatie van Kepler is dus eigenlijk enkel
een uitgangspunt: deze planeten zijn mogelijk interessant.
Niet te warm, niet te koud
Hoe kom je er dan achter of de nieuw ontdekte exoplaneten ook écht op de aarde lijken? Een
eerste stap is het bepalen van hun afstand tot de ster waar ze omheen draaien. Alleen planeten
binnen de zogenaamde Goldilocks zone van hun ster zijn geschikt voor het bestaan van leven.
Dichter bij de ster is het te heet, verder weg te koud en te donker. De plaats van deze bewoonbare
zone is afhankelijk van de grootte en helderheid van de ster waar de planeet bij hoort. In ons
zonnestelsel valt alleen de aarde binnen de bewoonbare zone, hoewel Mars en Venus er niet ver
vanaf liggen.
In ons zonnestelsel ligt alleen de aarde binnen de bewoonbare zone of Goldilocks zone. Als een ster helderder is
dan de zon, ligt de zone verder van de ster af. Voor een zwakkere ster ligt hij dichterbij. Chewie/Wikimedia
Commons
Als een exoplaneet ongeveer even groot blijkt als de aarde en bovendien binnen deGoldilocks
zone ligt, zou aardachtig leven er mogelijk zijn. Maar of de omstandigheden er inderdaad naar
zijn, of leven zich er misschien zelfs al heeft ontwikkeld, is een nog veel complexere vraag.
Omdat we niet zomaar naar de exoplaneten toe kunnen gaan en onze telescopen geen foto’s van
het oppervlak kunnen maken, moeten we gebruik maken van het licht dat uit de buurt van de
planeet komt. Planeten geven zelf geen licht, maar het licht van hun ster wordt door een eventuele
atmosfeer gefilterd. Stoffen in de atmosfeer blokkeren bepaalde kleuren licht, zodat een atmosfeer
een unieke vingerafdruk achterlaat. Metingen van die vingerafdruk leidden al eerder tot zeer
nauwkeurige informatie over een exoplaneet.
Als twee druppels water
Wetenschappers van het Institut d’Astrophysique de Paris ontdekten op deze manier een wel heel
bijzondere planeet. Met een hoge-resolutie spectrograaf, een apparaat dat de aanwezige kleuren in
licht kan analyseren, vonden zij de vingerafdrukken van ozon, zuurstof, natrium en stikstof in de
atmosfeer van een kleine planeet. Ze analyseerden daarvoor het licht dat door de maan van de
planeet werd weerkaatst. Helaas ging het hier niet om een ver zusje van de aarde, maar om de
aarde zelf.
Astrofysicus Alfred Vidal-Madjar en zijn collega’s wilden met dit experiment testen of een klein
planeetje zoals de onze wel een voldoende sterke licht-vingerafdruk achterlaat om te detecteren.
Ze probeerden daarvoor de verwachte omstandigheden in de ruimte zo goed mogelijk te
reproduceren. Tijdens een gedeeltelijke maansverduistering staat de aarde op één lijn tussen de
maan en de zon. Het zonlicht dat op de maan valt tijdens zo’n verduistering is grotendeels door de
atmosfeer van de aarde gegaan. De onderzoekers maten gedurende korte tijd en bij erg slecht weer
het licht dat tijdens de maansverduistering op de maan viel. Hieruit konden zij met verrassend
gemak de vingerafdrukken van de gassen in de aardse atmosfeer destilleren. Geen enkele reden
dus, aldus Vidal-Madjar, dat we daar niet in zouden slagen bij een echte exoplaneet.
Bij een maansverduistering staat de aarde tussen de maan en de zon in. De schaduw van de aarde op de maan
zorgt er voor dat die, geheel of gedeeltelijk, verduisterd wordt. Discovery News
Toeval of geduld
Alle ingrediënten voor het opsporen van een tweede aarde zijn dus aanwezig. Kepler kan planeten
met de juiste grootte vinden, waarvan er ongetwijfeld een flink aantal in de bewoonbare zone van
hun ster zullen staan. De meest precieze ruimtespectrografen kunnen dan bepalen of deze planeten
een atmosfeer hebben, en zo ja, uit welke gassen die atmosfeer bestaat. Het grootste probleem is
vooralsnog dat de spectrografen alleen een goede meting kunnen doen als een exoplaneetje
precies voor zijn ster langs gaat. De meeste planeten doen dat, vanaf de aarde gezien, niet of
zelden. Maar zelfs als we niet het geluk hebben om zo’n planeetje toevallig te vinden gloort er
nog licht aan de horizon: in 2017 lanceert de Europese ruimtevaartorganisatie ESA PLATO, een
ruimtetelescoop die alle exoplaneten die voor hun ster langs gaan binnen een afstand van
driehonderd lichtjaar in kaart zal brengen.
Met de geavanceerde planetenspeurders en spectrografen die we op dit moment hebben is het dus
een kwestie van tijd voordat een tweelingzusje van de aarde zal worden gevonden. De kans lijkt
groot dat zulke planeten inderdaad bestaan. De ontdekking ervan kan de ruimtevaart een nieuwe
impuls geven. Het zal nog decennia duren voordat we ons zonnestelsel kunnen verlaten om de
planeten van verre sterren te bezoeken, maar de droom leeft meer dan ooit.