Suikerspin-achtige planeten – met een enorme straal, maar een beperkte massa – kunnen er van dichtbij weleens heel anders uitzien dan gedacht…

Een paar jaar geleden ontdekten astronomen een schijnbaar compleet nieuwe klasse planeten die ze voor het gemak aanduiden als ‘super-puffs‘ of ‘suikerspin-planeten’. De planeten hadden een enorme omvang, maar een zeer beperkte massa. Het betekent dat hun dichtheid – net als die van een suikerspin – zeer beperkt is. De ontdekking stelde wetenschappers voor een raadsel. Want ze lijken in niets op de planeten die we in ons eigen zonnestelsel zien.

Nieuwe studie
Een nieuw onderzoek werpt nu een heel nieuw licht op de kwestie. In het blad The Astronomical Journal deponeren astronomen het idee dat in ieder geval een aantal van deze suikerspin-achtige planeten in werkelijkheid planeten met ringen zijn. Het zou betekenen dat we – zonder het zelf in de gaten te hebben – reeds de eerste exoplaneten met ringen hebben ontdekt!


Transit-methode
Veel van de suikerspin-achtige planeten zijn ontdekt met behulp van de transit-methode. Hierbij wordt de helderheid van sterren langdurig in de gaten gehouden in de hoop dat deze met regelmaat afneemt. Zo’n regelmatige afname in de helderheid van het sterrenlicht kan namelijk wijzen op de aanwezigheid van een planeet die zo af en toe voor de ster langs beweegt en daarbij een deel van het sterrenlicht tegenhoudt. De mate waarin de helderheid van de ster afneemt, vertelt vervolgens meer over de omvang van de planeet; hoe groter de afname, hoe groter ook de straal van de planeet. En in het geval van de suikerspin-achtige planeten was deze afname dus aanzienlijk. Maar metingen van de massa wezen uit dat ze – zeker met het oog op die omvang – verrassend licht waren.

De hypothese
Het idee dat suikerspin-achtige planeten er van dichtbij wel eens heel anders uit konden zien, dan gedacht, ontstond vrij spontaan, zo vertelt onderzoeker Shreyas Vissapragada aan Scientias.nl. “De hypothese ontstond toen ik tijdens een lezing aan de Carnegie Observatories een vraag kreeg.” Die vraag zette Vissapragada vervolgens aan het denken. “Ik dacht na over hoe Saturnus en zijn ringen er voor een buitenaardse waarnemer die meer over ons zonnestelsel te weten wil komen, uitzag. En wat bleek: als de alien geen rekening hield met de ringen, zou deze de dichtheid van Saturnus gemiddeld met een factor 2 onderschatten. Hoewel de massa van Saturnus te groot is om deze te bestempelen als een super-puff, leidde het wel tot dit nieuwe onderzoek.”

Ringen
In de studie gingen onderzoekers met behulp van simulaties na hoe een planeet met ringen eruit zou zien als we deze vanaf een grote afstand, geholpen door nauwkeurige telescopen, voor zijn ster langs zouden zien bewegen. En die simulaties wezen uit dat in ieder geval een aantal van de suikerspin-achtige planeten die tot op heden zijn ontdekt, stiekem wel eens vrij gewone planeten met ringen kunnen zijn.

Rotsachtig
In hun studie gaan de onderzoekers tevens dieper in op de vraag waar die ringen dan uit zijn opgebouwd. Ze wijzen er daarbij op dat de suikerspin-achtige planeten stuk voor stuk vrij dicht bij hun moederster staan. Het betekent dat het ringmateriaal wel rotsachtig van aard moet zijn en dus niet – zoals bijvoorbeeld de ringen van Saturnus – voor een groot deel uit ijs bestaan. Hoe de exoplaneten precies aan dat ringmateriaal komen, daar laten de onderzoekers zich in hun paper niet over uit. Een goede reden om Vissapragada daar eens naar te vragen. “Ik denk dat het mogelijk is dat ze het materiaal verkregen hebben door hun satellieten te verstoren,” zo vertelt hij. In andere woorden: de planeten hebben hun ringen mogelijk verkregen door hun eigen maantjes te verbrijzelen. “Maar dat is speculatief,” benadrukt Vissapragada.


Met de nieuwe hypothese is het mysterie omtrent de suikerspin-planeten niet in één klap opgelost. Van de tien super-puffs die de onderzoekers in hun paper onder de loep nemen, kunnen er slechts drie heel goed verklaard worden door de aanwezigheid van ringen. Het gaat dan om Kepler 87c, Kepler 177c en HIP 41378f. “In het paper stellen we dat we niet denken dat alle super-puffs verklaard kunnen worden door ringen,” bevestigt Vissapragada. “Dus ik denk dat deze klasse objecten nog wel een tijdje stand zal houden.” Dé suikerspin-achtige planeet is in dit stadium dus nog geen illusie. Maar een aantal van de tot op heden als suikerspin-achtige planeten bestempelde exemplaren is dat misschien wel. Vervolgwaarnemingen zullen moeten uitwijzen of deze schijnbaar opgeblazen exoplaneten in werkelijkheid ringen bezitten. “Ik ben met name heel opgewonden over de recente ontdekking van de planeet HIP 41378f: een super-puff die – voor het eerst – rond een ster cirkelt die helder genoeg is om met bestaande instrumenten uiterst nauwkeurig onderzoek naar de planeet te kunnen doen. Observaties van dit systeem zullen ons echt helpen om dit mysterie (deels) op te lossen.”