De familie bestaat uit twee sterren die zussen van elkaar lijken te zijn en samen vier planeten hebben voortgebracht die zich nog in hun roerige, maar voor wetenschappers heel waardevolle, tienerjaren bevinden.

NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (kortweg TESS) boog zich recent over de sterren TOI 2076 en TOI 1807. De sterren zijn meer dan 130 lichtjaar van ons verwijderd en bevinden zich op zo’n 30 lichtjaar afstand van elkaar. Daarmee lijken ze te ver van elkaar verwijderd te zijn om een dubbelstersysteem te vormen, maar omdat ze in dezelfde richting door de ruimte reizen, lijken ze wel een band te hebben. Astronomen denken dan ook dat ze uit dezelfde gaswolk zijn voortgekomen. En daarmee zijn het eigenlijk tweelingzusjes. Maar de familie is groter dan dat, zo blijkt nu uit de waarnemingen van TESS. Rond de sterren cirkelen namelijk in totaal vier exoplaneten. Drie draaien om TOI 2076. En eentje cirkelt rond TOI 1807.

Ontdekking
TESS ontdekte de planeten toen deze een maand lang naar het stukje heelal waarin TOI 2076 en TOI 1806 te vinden zijn, staarde. Kleine afnames in de helderheid van beide sterren wezen in die periode op de aanwezigheid van planeten die – terwijl ze hun rondjes om de moederster maakten – zo af en toe tussen TESS en die moederster in kwamen te staan en daarbij een klein deel van het sterlicht tegenhielden.

Drie mini-Neptunussen
TOI 2076 blijkt drie mini-Neptunussen te bezitten. Dit zijn planeten die qua diameter tussen de aarde en Neptunus in zitten. De binnenste planeet – TOI 2076b – is ongeveer drie keer groter dan de aarde en doet er 10 dagen over om een rondje om de moederster te voltooien. TOI 2076c en -d zijn iets meer dan vier keer groter dan de aarde en hebben meer dan 17 dagen nodig om een rondje om de moederster te maken.

Eén ultra-short period planet
TOI 1807 blijkt één exoplaneet te hebben. Deze planeet is ongeveer twee keer groter dan de aarde en doet er slechts 13 uur over om zijn omloopbaan te voltooien. Daarmee behoort de planeet tot de zogenoemde ultra-short period planets: planeten die nog geen 24 uur nodig hebben om een rondje om hun moederster te maken. TOI 1807b is bovendien de jongste ultra-short period planet die tot op heden is ontdekt.

Tieners
TOI 1807b is namelijk – net als zijn drie neefjes die rond TOI 2076 cirkelen – nog piepjong. “Het zijn geen pasgeborenen,” zo stelt onderzoeker Christina Hedges. “Maar ze hebben zich ook nog niet gesetteld.” Ze zitten in een overgangsfase, hun tienerjaren zogezegd.

Jonge sterren
Ook hun moedersterren zijn met een leeftijd van 200 miljoen jaar nog piepjong – ter vergelijking: onze zon is 4,5 miljard jaar oud. De jonge sterren zijn ook nog heel actief. Zo brengen ze behoorlijk wat zonnevlammen en UV-straling voort. “De sterren brengen nu misschien wel tien keer meer UV-straling voort dan ze zullen doen wanneer ze de leeftijd van onze zon bereiken,” aldus onderzoeker George Zhou.

Atmosfeer
Die straling gaat ook de planeten die eromheen draaien mogelijk niet in de koude kleren zitten. Theoretische modellen onthullen dat alle planeten nadat ze uit de gas- en stofschijf rond hun jonge moederster zijn verrezen over een dikke atmosfeer beschikken. De straling van hun moederster kan die flink aantasten en zelfs doen verdwijnen. Dan blijft een rotsachtige kern over. Sommige van die van hun atmosfeer ontdane werelden verkrijgen daarna weer wel een nieuwe atmosfeer, bijvoorbeeld door vulkanisme. Hoe dat precies bij de planeten rond TOI 2076 en TOI 1807 zit, is nog onduidelijk. TOI 2076b ontvangt nu 400 keer meer UV-straling van de moederster dan de aarde van de zon ontvangt. En voor TOI 1807b zou het zelfs om 22.000 keer meer UV-straling gaan. Gezien de leeftijd van de sterren is het niet ondenkbaar dat de planeten hun atmosfeer aan het verliezen zijn. Wellicht kunnen Hubble of de James Webb Space Telescope – die later dit jaar gelanceerd wordt – de restanten ervan onder de loep nemen.

In vervolgstudies zal ongetwijfeld ook met name veel aandacht zijn voor TOI 1807b. Theoretische modellen suggereren dat dergelijke ultra-short period planets heel lastig nabij hun ster kunnen ontstaan. Aangenomen wordt dan ook dat ze op grotere afstand van de moederster het levenslicht zien en later naar de ster toe bewegen. Omdat TOI 1807 nog maar 200 miljoen jaar oud is, zou dat betekenen dat TOI 1807b nog maar vrij recent verhuisd is. Door de planeet nader te bestuderen, hopen de onderzoekers dan ook meer over deze fase in de levensloop van de planeet te weten te komen. “Veel objecten die we bestuderen, evolueren op zulke lange tijdschalen dat een mens van maand tot maand of jaar tot jaar geen veranderingen zal opmerken,” stelt onderzoeker Trevor David. “Als je wilt zien hoe planeten evolueren, kun je daarvoor het beste zoveel mogelijk planeten van verschillende leeftijden opsporen en je vervolgens afvragen op welke punten ze van elkaar verschillen.” Voor dergelijke onderzoeken is de ontdekking van de planeten rond TOI 2076 en TOI 1807 dan ook heel waardevol. “De planetaire systemen vergroten ons begrip van de ‘tienerjaren’ van exoplaneten.”