Mogelijk hebben de planeten – net als Venus – te kampen met een uit de hand gelopen broeikaseffect.

Rond de koele dwergster L 98-59 heeft planetenjager TESS drie planeten ontdekt. L 98-59b is zo’n 20 procent kleiner dan onze eigen planeet en wordt vergezeld door L 98-59c en L 98-59d. Deze twee planeten zijn respectievelijk 1,4 en 1,6 keer groter dan onze eigen planeet.

Hoe heeft TESS deze planeten ontdekt?
De planetenjager gebruikte daarvoor de zogenoemde transit-methode. Daarbij bestudeert TESS het licht van sterren in de hoop er getuige van te zijn dat de helderheid van deze sterren periodiek afneemt. Zo’n afname in de helderheid van een ster kan er namelijk op wijzen dat er een planeet rond de ster cirkelt die zo af en toe een deel van het sterlicht tegenhoudt.

De drie planeten cirkelen rond een dwergster uit de zogenoemde M-klasse. Deze ster heeft ongeveer eenderde van de massa van onze eigen zon en is aanzienlijk koeler. Ondanks dat ontvangt L 98-59b zo’n 22 keer meer energie van zijn moederster dan onze aarde van de zon ontvangt. Dat komt doordat de afstand tussen L 98-59b en de moederster heel klein is; de planeet heeft slechts 2,25 dagen nodig om een rondje rond de ster te voltooien. Zijn ‘broertjes’ L 98-59c en L 98-59d doen er respectievelijk 3,7 en 7,5 dag over om een rondje om de moederster te voltooien en ontvangen 11 en 4 keer meer energie van de moederster dan onze aarde van de zon ontvangt.


Venus-zone
Geen van de drie planeten bevindt zich in de zogenoemde leefbare zone. Dit is een denkbeeldige zone rond een ster. Eventuele planeten in deze zone ontvangen zodanig veel warmte van hun moederster dat eventueel water op het oppervlak niet bevriest, maar ook niet verdampt. In andere woorden: planeten in deze denkbeeldige zone kunnen vloeibaar water – één van de belangrijkste vereisten voor het ontstaan en in standhouden van leven zoals wij dat kennen – herbergen. L 98-59b, -c en -d bevinden zich dus niet in de leefbare zone, maar huizen wel in de zogenoemde Venus-zone. Het betekent dat de afstand tussen de moederster en deze planeten het mogelijk maakt dat zij – net als de planeet Venus in ons eigen zonnestelsel – ten prooi zijn gevallen aan een uit de hand gelopen broeikaseffect, waardoor hun ooit aardachtige atmosfeer nu een Venus-achtige, oftewel gloeiendhete atmosfeer is geworden. Afgaand op de omvang van de derde planeet – L 98-59d – is overigens niet met zekerheid te zeggen dat dit een rotsachtige planeet met een Venus-achtige atmosfeer is. Het zou ook een Neptunus-achtig exemplaar kunnen zijn. Het laatste betekent dat de planeet een kleine rotsachtige kern heeft die omringd wordt door een omvangrijke atmosfeer. Bij dit alles moet worden opgemerkt dat op dit moment niet bekend is of de drie planeten überhaupt een atmosfeer bezitten.

Venus en de aarde
Juist het feit dat deze planeten zich in de Venus-zone bevinden, maakt ze zo interessant. “Als we er vanaf L 98-59 getuige van zouden zijn dat de aarde en Venus voor de zon langs bewegen, zouden we denken dat deze planeten vrijwel identiek zijn, maar we weten dat dat niet het geval is,” stelt onderzoeker Joshua Schlieder. Zowel qua structuur als omvang lijken Venus en de aarde sterk op elkaar. Maar waar de aarde leefbaar is, is Venus dat niet: de oppervlaktetemperatuur van de planeet ligt rond de 465 graden Celsius en is daarmee hoog genoeg om lood te doen smelten. “We vragen ons nog steeds af waarom de aarde leefbaar is geworden en Venus niet. Als we vergelijkbare voorbeelden rond andere sterren – zoals L 98-59 – kunnen vinden, kunnen we daar mogelijk meer over te weten komen.”

Kleintje
Planetenjager TESS is specifiek ontworpen om op jacht te gaan naar kleine rotsachtige planeten die in een nauwe baan rond nabije sterren cirkelen. De ontdekkingen rond L 98-59 passen keurig in die missie. L 98-59b gaat – voor nu – zelfs de boeken in als de kleinste exoplaneet die TESS tot op heden heeft ontdekt. De planeet is zo’n tien procent kleiner dan de kleinste planeet waar TESS tot voor kort de ogen op had gelegd. L 98-59b is overigens niet de kleinste exoplaneet ooit ontdekt. Die eer gaat naar Kepler-37b, die – zoals de naam al doet vermoeden – ontdekt werd door ruimtetelescoop Kepler en slechts 20% groter is dan onze maan.

Door de jacht te openen op kleine rotsachtige planeten in een nauwe baan rond een nabije ster baant TESS alvast een weg voor de in aanbouw zijnde ruimtetelescoop James Webb. Deze telescoop zal straks onder meer de atmosfeer van exoplaneten gaan analyseren, in de hoop daarin gassen aan te treffen die (kunnen) wijzen op de aanwezigheid van leven of in ieder geval meer vertellen over de leefbaarheid van de planeet. “Voor onderzoek naar de atmosfeer van kleine planeten moeten ze korte omloopbanen hebben en rond een heldere ster cirkelen, maar zulke planeten zijn lastig te detecteren,” legt onderzoeker Veselin Kostov. TESS brengt daar enigszins verandering in. Sterker nog: met de ontdekkingen van de planetenjager rond L 98-59 is het aantal kleine exoplaneten geschikt voor atmosferisch onderzoek in één klap verdubbeld.

Over TESS
TESS werd in april 2018 gelanceerd en opende de jacht op nabije planeten in juli vorig jaar. Sindsdien heeft de telescoop al heel wat exoplaneten ontdekt. En een paar maanden geleden maakten onderzoekers bekend dat de planetenjager zelfs exokometen heeft gedetecteerd. Het gaat om drie kometen die rond de ster Bèta Pictoris cirkelen. En er volgen ongetwijfeld nog veel meer ontdekkingen. In een paar jaar tijd zal TESS zeker 500.000 nabije sterren bestuderen en rond vele ervan aardes en superaardes gaan detecteren. “Over slechts een paar jaar tijd zijn we in staat om naar sterren te wijzen die duidelijk zichtbaar zijn aan de nachthemel en te weten welke van deze sterren aardachtige werelden bezitten,” aldus onderzoeker Justin Crepp.