SuperPluto cirkelt rond rode dwerg

Super-Pluto cirkelt rond rode dwerg
allesoversterrenkunde.nl, maart 2006
De speurtocht naar een tweelingbroertje van de aarde is nog steeds niet voltooid, maar planetenjagers zijn wel
een stap dichterbij die heilige graal gekomen met de ontdekking van een verre, ijzige wereld die slechts
vijfenhalf keer zo zwaar is als onze thuisplaneet. Het is voor het eerst dat er een planeet bij een andere ster is
gevonden waarvan zeker is dat hij een vast oppervlak heeft. De ontdekking doet vermoeden dat aarde-achtige
exoplaneten veel minder zeldzaam zijn dan tot nu toe werd gedacht.
Eeuwenlang hebben astronomen gespeculeerd over de vraag of andere sterren ook vergezeld worden door planeten. Aan die
onzekerheid kwam ruim tien jaar geleden een einde, met de ontdekking van de eerste exoplaneet: een kolossale gasbol,
vergelijkbaar met de reuzenplaneet Jupiter, in een kleine baan rond de ster 51 Pegasi. Inmiddels is het aantal bekende
exoplaneten opgelopen tot meer dan 160, en zijn er tientallen sterren bekend die door minstens twee planeten worden
omcirkeld.
Merkwaardig genoeg lijken de meeste van die planetenstelsels in het geheel niet op ons eigen zonnestelsel. Het zonnestelsel
bestaat uit een paar kleine planeten van gesteenten en metalen in de binnendelen (de zogeheten aardse planeten) en een aantal
reuzenplaneten van gas en vloeistof in de koude buitendelen. Bij veel andere sterren worden zulke gasreuzen echter aangetroffen
op zeer kleine afstand van hun moederster, waar ze in korte tijd met hoge snelheid omheen draaien. Of er in zulke
planetenstelsels tweelingbroertjes van de aarde kunnen voorkomen, is onduidelijk.
Illustratie van de ijzige exoplaneet.
Kleine, lichte planeetjes zoals de aarde zijn natuurlijk moeilijker te ontdekken dan grote, zware reuzenplaneten. Maar hoe langer
er gezocht wordt, en hoe gevoeliger de gebruikte apparatuur is, des te groter wordt de kans op het vinden van een exoplaneet die
meer op de aarde lijkt dan op Jupiter of Saturnus. In de afgelopen jaren werden al een paar planeten gevonden die ‘slechts’
vijftien keer zo zwaar zijn als de aarde (eerder vergelijkbaar met Uranus of Neptunus dan met Jupiter of Saturnus), en het is een
kwestie van tijd voordat er een echte ‘exo-aarde’ opduikt.
Zo ver is het nog steeds niet, maar de ontdekking van de nieuwe exoplaneet, met de officiële aanduiding OGLE-2005-BLG390Lb, is een belangrijke stap in de goede richting. De vondst is extra bijzonder omdat hij gedaan is met een ongebruikelijke
techniek. Planeten bij andere sterren zijn veel te zwak om direct waargenomen te kunnen worden, dus hun bestaan kan alleen
indirect worden aangetoond. Verreweg de meeste exoplaneten die tot nu toe bekend zijn, verraden hun aanwezigheid door
kleine schommelbewegingen van hun moederster, veroorzaakt door de zwaartekracht van de rondcirkelende planeet.
De nieuwe ijsplaneet is echter ontdekt via de ‘microlens-techniek’. De planeet is zelf niet echt gezien, en de ster waar hij omheen
draait ook niet. Maar hun aanwezigheid kon afgeleid worden uit tijdelijke versterkingen van het licht van een heldere
achtergrondster. Zo’n versterkingseffect ontstaat wanneer er tussen de aarde en de verre ster een ander hemellichaam
langsbeweegt. Gedurende een paar weken wordt het licht van de achtergrondster dan gebundeld en versterkt door de
zwaartekracht van die ‘lensster’. Het bestaan van zulke zwaartekrachtlenzen is begin twintigste eeuw al voorspeld door Albert
Einstein, maar de eerste werd pas in 1979 ontdekt.
Met een kleine telescoop op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili wordt al jarenlang jacht gemaakt op zwaartekrachtlenzen,
en tot nu toe zijn er met deze OGLE-telescoop (Optical Gravitational Lensing Experiment) al honderden gevonden. Op 11 juli
2005 ontdekte OGLE de 390e zwaartekrachtlens in het dikke, centrale deel van het Melkwegstelsel (de zogeheten bulge, afgekort
met BLG), en dat verschijnsel werd dan ook OGLE-2005-BLG-390 genoemd. Enkele weken lang was de waargenomen ster
helderder dan normaal, met een piek op 31 juli. Inmiddels werd het verschijnsel ook in het oog gehouden door andere kleine
telescopen, en op 10 augustus zag de Franse astronoom Pascal Fouqué een korte opleving in de helderheid van de ster.
Zo’n korte helderheidstoename wordt veroorzaakt door de tijdelijke zwaartekrachtlenswerking van een klein hemellichaam –
een planeet in een baan om de lensster. En uit nauwkeurige waarnemingen van het helderheidsverloop kan informatie afgeleid
worden over de eigenschappen van de (onzichtbare) lensster én van zijn planeetachtige begeleider. Het blijkt te gaan om een
planeet die ongeveer vijfenhalf keer zo zwaar is als de aarde. Hij draait eens in de tien jaar rond zijn moederster, op een afstand
van ongeveer vijfhonderd miljoen kilometer. Die moederster is overigens een zwakke rode dwergster, die zich op ca.
twintigduizend lichtjaar afstand bevindt.
Een exoplaneet met zo’n geringe massa kan geen gasplaneet zijn zoals Jupiter. Het is dus zo goed als zeker dat hij een vast
oppervlak heeft. Maar vanwege de lage temperatuur van zijn moederster en de grote afstand waarop de planeet om die ster heen
cirkelt, is de temperatuur aan het oppervlak hooguit 220 graden onder nul. Met andere woorden: OGLE-2005-BLG-390-Lb is
een bevroren ijsplaneet – eerder een grote broer van Pluto dan van de aarde. (De toevoeging Lb betekent dat de planeet het
tweede object is in het lenssysteem.)
Volgens de ontdekkers, die hun vondst op 26 januari publiceerden in Nature, zijn dit soort exoplaneten veel talrijker dan de
reuzenplaneten die tot nu toe zijn gevonden: als het in het Melkwegstelsel zou wemelen van de exo-Jupiters, zouden er via de
microlens-techniek al veel meer zijn gevonden. De ontdekking laat ook zien dat planetenstelsels niet alleen voorkomen bij
sterren die veel op de zon lijken, maar ook bij rode dwergen. Dat is goed nieuws voor planetenjagers, want rode dwergen zijn
verreweg de talrijkste sterren in het heelal. En op een kleine planeet die op korte afstand rond een rode dwergster draait, zou in
principe best leven kunnen voorkomen.
Overigens duurt het waarschijnlijk niet lang meer voordat de eerste echte exo-aarde wordt ontdekt. Eind dit jaar moet de Franse
kunstmaan Corot gelanceerd worden, die aarde-achtige exoplaneten kan ontdekken wanneer ze eens per omloop voor hun ster
langsbewegen. En in 2008 gaat de NASA-satelliet Kepler de ruimte in, waarmee op dezelfde manier naar exo-aardes wordt
gezocht. Dat tweelingbroertje van de aarde moet binnen een paar jaar zijn gevonden.