De exoplaneten behoren tot de kleinste en dichtstbijzijnde planeten die tot nu toe bekend zijn.

Planetenjager TESS komt wederom met een buitengewone ontdekking op de proppen. Een ster op slechts 73 lichtjaar afstand blijkt namelijk drie planeten te herbergen, waaronder een kleine, rotsachtige super-aarde en twee sub-Neptunussen. Het planetenstelsel is buitengewoon interessant voor onderzoek naar exoplaneten. “Er zijn veel kleine stukjes van de puzzel die we met dit systeem kunnen oplossen,” legt hoofdauteur Maximilian Günther uit. “Met dit stelsel kunnen we echt alle dingen doen die we willen.”

Transit-methode
De planetenjager gebruikte voor het opsporen van de exoplaneten de zogenoemde transit-methode. Daarbij staart TESS 27 dagen achtereen naar flarden van de hemel op zoek naar sterren waarvan de helderheid periodiek afneemt. Zo’n ‘dipje’ 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. Het team ontdekte dergelijke signalen van een nabijgelegen ster, die op slechts 73 lichtjaar afstand staat. De ster is tot TOI-270 gedoopt, dat staat voor het 270ste object dat TESS heeft ontdekt (TESS Object of Interest).

Rode dwergster
De ster die TOI-270 is genoemd, blijkt een rode dwergster te zijn; een type ster die normaal gesproken behoorlijk wat temperament heeft. Rode dwergsterren zijn vaak extreem actief en slingeren veel straling de ruimte in. Ook komen zonnestormen geregeld voor. Maar TOI-270 blijkt een ongewoon stille ster te zijn. Volgens de onderzoekers is TOI-270 een oudere rode dwergster, waardoor hij tot rust gekomen is en een constante helderheid geeft. Hierdoor kunnen wetenschappers veel eigenschappen van de rondom draaiende planeten meten, waaronder hun massa en atmosferische samenstelling.


Drie exoplaneten
Rond TOI-270 blijken drie exoplaneten te draaien. Planeet b staat het dichtst bij de ster in de buurt en is een rotsachtige superaarde die in ongeveer drie dagen een rondje rond de ster voltooit. Planeet c is ongeveer drie keer groter dan de aarde en kan daarmee tot de ‘sub-Neptunussen’ worden gerekend. De planeet doet er vijf dagen over om rond de ster te draaien. Planeet d staat het verste weg en blijkt eveneens een sub-Neptunus te zijn die in elf dagen een rondje rond de ster voltooit.

Het planetenstelsel TOI-270 met de belangrijkste kenmerken van het systeem. Afbeelding: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

Planeet d
De gemoederen waren binnen het team even hoog gespannen toen bleek dat planeet d in de bewoonbare zone van de ster zou kunnen liggen. Maar die opwinding was slechts van korte duur. Al gauw realiseerden de onderzoekers dat de atmosfeer van de betreffende planeet waarschijnlijk heel dik is waardoor de planeet kampt met een extreem broeikaseffect. Hierdoor is het oppervlak van de planeet veel te heet om water of ook maar enige vorm van leven te herbergen.

Grootte
Niettemin stelt het stelsel alles behalve teleur. Zo hebben de planeten nog andere merkwaardige eigenschappen. Alle drie de planeten blijken namelijk bijna dezelfde grootte te hebben. Ons eigen zonnestelsel is daarentegen bevolkt met planeten die qua grootte juist ver uit elkaar liggen, van de kleine rotsachtige Mercurius en de veel massievere Jupiter en Saturnus tot de meer afgelegen ijsreuzen Neptunus en Uranus. De onderzoekers geloven dat de sub-Neptunussen van TOI-270 een ‘ontbrekende schakel’ kunnen zijn in de planetaire formatie. Omdat de exoplaneten van gemiddelde grootte zijn, kunnen ze onderzoekers helpen bepalen of kleine, rotsachtige planeten zoals de aarde en de meer massieve, ijzige werelden zoals Neptunus zich op dezelfde manier vormen of geheel afzonderlijk van elkaar evolueren.

Resonerende keten
Bovendien blijken de planeten in een formatie te liggen, die astronomen ook wel een ‘resonerende keten’ noemen. Het betekent dat ze omlooptijden hebben die zich bij benadering verhouden als eenvoudige gehele getallen en daarom in ‘resonantie’ met elkaar zijn. Astronomen hebben ook andere kleine sterren ontdekt met eveneens resonerende planetaire formaties. En ook in ons eigen zonnestelsel komt het voor: zo staan de manen van Jupiter ook in resonantie met elkaar. “Voor TOI-270 liggen de planeten als kralen aan een ketting,” zegt Günther. “Dat is heel interessant, omdat we hiermee hun dynamische gedrag goed kunnen bestuderen.”

Volgens de onderzoeker is het goed mogelijk dat het planetenstelsel nog meer planeten herbergt die zich achter planeet d ophouden. En deze planeten zouden misschien wel in de leefbare zone kunnen liggen. Volgens de onderzoekers is TOI-270 uitermate geschikt voor verder onderzoek naar leven. Het team is dan ook van plan andere instrumenten in te zetten om het stelsel te observeren waaronder de aankomende James Webb telescoop. “TOI-270 is een ware speeltuin en één van de belangrijkste systemen die TESS wilde ontdekken,” besluit Günther.