planeetmaan

In ons eigen zonnestelsel zijn ze talrijk: manen. Je zou denken dat ze ook buiten het zonnestelsel veelvuldig voorkomen. En toch hebben we ze nog niet gevonden. Maar een supercomputer biedt nu de helpende hand.

De jacht op planeten die zich buiten ons zonnestelsel bevinden (exoplaneten genoemd) is al een tijdje geopend. Geholpen door telescopen zoals Kepler hebben we in korte tijd meer dan tweeduizend kandidaat-planeten ontdekt. En de ene planeet is nog exotischer dan de andere. Het smaakt naar meer. Naast exoplaneten staan onderzoekers inmiddels te springen om ook exomanen (manen buiten ons zonnestelsel) te ontdekken. En in 2013 leek het zover te zijn. Onderzoekers meldden toen dat ze mogelijk een exomaan hadden gespot. Maar erg overtuigend was hun bewijs niet. In april 2014 was het weer raak. Onderzoekers meldden opnieuw dat ze mogelijk een exomaan hadden ontdekt. Maar er volgde direct slechts nieuws: het was onmogelijk om het bestaan van deze potentiële exomaan te bevestigen. En daarmee zijn we anno 2015 nog net zo ver als enkele jaren geleden: de eerste exomaan moet nog ontdekt worden.

De zoektocht
Kepler – de belangrijkste planetenjager – spoort exoplaneten op door het licht van sterren te bestuderen. Wanneer dat licht met enige regelmaat gedimd wordt, is dat mogelijk het resultaat van een planeet die voor de ster langs beweegt. Het opsporen van die exoplaneten is al niet zo gemakkelijk. En het opsporen van een relatief klein maantje dat rond die exoplaneten cirkelt, is vanzelfsprekend nog lastiger. Maar niet onmogelijk, zo denken onderzoekers die zich verenigd hebben in het onderzoeksproject Hunt for Exomoons with Kepler. Ze zijn ervan overtuigd dat het licht van sterren niet alleen de aanwezigheid van een exoplaneet, maar ook de aanwezigheid van een exomaan kan verraden. Met name wanneer die exomaan vrij groot is.

Zijn er buiten ons zonnestelsel misschien Jupiter-achtige planeten te vinden met aardachtige manen? Wie weet! Afbeelding: NASA.

Zijn er buiten ons zonnestelsel misschien Jupiter-achtige planeten te vinden met aardachtige manen? Wie weet! Afbeelding: NASA.

Hoe dan?
Als een exoplaneet een maan heeft, dan zou je verwachten dat de hoeveelheid licht die de exoplaneet wanneer deze tussen Kepler en zijn ster instaat, tegenhoudt, varieert. Wanneer de maan (gezien vanuit Kepler) bijvoorbeeld links of rechts van de planeet staat, wordt er meer sterrenlicht tegengehouden dan wanneer deze (opnieuw gezien vanuit Kepler) achter of voor de planeet staat. Men zou dus verwachten dat kleine variaties in de hoeveelheid licht die een exoplaneet tegenhoudt, wijst op de aanwezigheid van een maan. De onderzoekers hebben de diverse locaties die een exomaan ten opzichte van zijn planeet en ster in kan nemen en de wijze waarop de exomaan op die verschillende locaties de hoeveelheid sterlicht beïnvloedt, gesimuleerd. Vervolgens moeten die simulaties naast waarnemingen van Kepler worden gelegd en zal moeten blijken of Kepler lichtvariaties heeft gespot die inderdaad wijzen op de aanwezigheid van een exomaan.

Ruilen
Hoe zou het eruit zien als we onze maan in zouden ruilen voor een heel andere natuurlijke satelliet? Bekijk het filmpje!

De supercomputer
Het is een monnikenwerk. Tot op heden hebben onderzoekers zo’n 56 van de 400 door Kepler geïdentificeerde planeten die een waarneembare exomaan kunnen hebben, bestudeerd. Maar dat betekent dat er nog 340 planeten onderzocht moeten worden. Gelukkig krijgen de onderzoekers hulp. En wel van NASA’s supercomputer Pleiades. Met deze supercomputer moet het mogelijk zijn om de resterende kandidaat-planeten in twee jaar tijd te bestuderen. Ter vergelijking: als de supercomputer niet zou bijspringen, zou het gewone computers bijna tien jaar kosten om datzelfde werk te verzetten.

Heel gewoontjes of bijzonder?
De kans is groot dat de allereerste exomaan straks door deze supercomputer wordt aangetroffen. Misschien stuit de supercomputer de komende jaren zelfs wel op meerdere exomanen en kunnen we ons in 2017 zelfs een beeld vormen van hoe veelvuldig exomanen voorkomen. Natuurlijk kan het ook zijn dat de supercomputer niets kan vinden. Dat kan erop wijzen dat exomanen een exotisch verschijnsel zijn. “Als je naar ons zonnestelsel kijkt, zou je zeggend dat manen heel gewoontjes zijn,” vertelt onderzoeker David Kipping. Meer dan 170 zijn er in ons zonnestelsel te vinden. “Maar we weten niet of dat ook echt zo is. Wij hebben geen vooroordeel over of we deze manen nu gaan vinden of niet. Of we ze nu vinden of niet: we moeten na afloop in staat zijn om iets over het universum te kunnen concluderen.”

Misschien zijn er ook wel manen te vinden die cirkelen om planeten die deel uitmaken van een drievoudig stersysteem. Het uitzicht vanaf die manen moet spectaculair zijn. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech.

Misschien zijn er ook wel manen te vinden die cirkelen om planeten die deel uitmaken van een drievoudig stersysteem. Het uitzicht vanaf die manen moet spectaculair zijn. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech.

Waarom de exomaan zo interessant is
Dat onderzoekers niet kunnen wachten om een exomaan te ontdekken en daarom maar wat graag supercomputers inzetten, is goed te verklaren. Als je een astrobioloog vraagt waar in ons zonnestelsel de kans om buitenaards leven te vinden het grootst is, zal hij geen planeet noemen. In plaats daarvan komt hij met namen van manen op de proppen: Europa, Titan en misschien Enceladus. Het zijn plekken waarvan onderzoekers vermoeden dat er wellicht primitief leven mogelijk is. De omstandigheden op deze manen zijn niet prettig voor de complexere levensvormen, maar wellicht zijn er buiten ons zonnestelsel manen te vinden die wel de omstandigheden bieden waarin intelligente levensvormen kunnen gedijen. Recent onderzoek suggereert dat het leven op exomanen net zo waarschijnlijk is als het leven op exoplaneten en daarmee zijn ze – zeker in de optiek van astrobiologen – het opsporen waard. En zelfs als we geen leefbare exomanen kunnen vinden, is het opsporen van exomanen nog zinvol. Want zij beïnvloeden de planeet waar ze omheen draaien en dus ook de kans dat er leven op die planeet te vinden is.

De Hunt for Exomoons with Kepler zal ons niet kunnen vertellen of er daadwerkelijk leven is op een exomaan. Maar het onderzoeksproject kan ons wel vertellen of grote exomanen bestaan. De manen die Kepler kan spotten, zijn relatief groot en bezitten waarschijnlijk voldoende zwaartekracht om een eventuele atmosfeer vast te houden. Toch is het nog veel te vroeg om te dromen over leven op exomanen zoals we dat bijvoorbeeld in de film ‘Avatar‘ tegenkomen. De eerste exomaan opsporen is één. Vervolgens de eerste exomaan met daarop buitenaards leven opsporen, is een nog veel lastigere tweede.