De nieuw ontdekte planeet kan zich qua grootte en afstand tot zijn ster meten met de aarde.

Ondertussen hebben planetenjagers zoals Kepler en Tess al heel wat bijzondere exoplaneten opgespoord. De meeste hiervan zijn echter vele malen groter dan onze aarde. Nu hebben astronomen echter een planeet ontdekt die qua grootte en afstand tot zijn moederster wel erg veel op onze aarde lijkt. De bevindingen zijn gepubliceerd in het vakblad The Astronomical Journal.

Heel zeldzaam
Astronoom Antonio Herrera Martin beschrijft de ontdekking van de planeet als ongelofelijk zeldzaam. “De meeste planeten die we tot op heden hebben opdekt, zijn vaak reusachtig,” legt hij aan Scientias.nl uit. “Ze zijn even groot als, of zelfs groter dan Jupiter. Of, als de grootte van deze planeten wel vergelijkbaar is met die van de aarde, staan ze weer heel dichtbij hun moederster in de buurt, vergelijkbaar met Mercurius.” Het betekent dat er maar bar weinig planeten zijn aangetroffen die zich qua grootte en afstand tot hun zon kunnen meten met de aarde. De nieuw ontdekte planeet verovert dan ook een plekje in dit zeldzame rijtje.


Superaarde
De superaarde heeft de wat ingewikkelde naam Ogle-2018-blg-0677lb – ofwel 0677Lb – gekregen en bevindt zich op een slordige 24.723 lichtjaar afstand van de aarde, nabij het centrum van de Melkweg. De aardachtige planeet cirkelt rond een erg kleine ster. Zo is de massa slechts 10 procent van de massa van onze zon. De ster is zelfs zo klein dat wetenschappers niet eens zeker weten of het wel een ster is. Het kan ook wel eens een bruine dwerg zijn: een sterachtig object dat niet in staat is tot kernfusie. 0677Lb zelf beschikt over een massa ergens tussen die van de aarde en Neptunus. De afstand tussen de planeet en zijn moederster is tussen de 0,63 en 0,72 au (Astronomische Eenheid, de afstand aarde-zon). Omdat de ster zo klein is, beweegt de planeet er vrij langzaam omheen. Zo duurt een jaar op 0677Lb ongeveer 617 dagen.

De nieuw ontdekte planeet doet een prangende vraag opwellen: is de superaarde ook leefbaar?

Leefbaar
De nieuw ontdekte planeet vertoont dus wel wat overeenkomsten met de aarde, wat een prangende vraag doet opwellen: is de superaarde ook leefbaar? “Helaas, dat is onwaarschijnlijk,” moet Herrera Martin erkennen. “De moederster is niet helder genoeg om de planeet te verwarmen. Met andere woorden; het is er simpelweg te koud.” Ondanks de overeenkomsten die deze exoplaneet met onze aarde heeft, hoeven we er hoogstwaarschijnlijk dus geen leven te verwachten.

Andere aardachtige planeten
Wat dat betreft zijn eerder aangetroffen superaardes wat interessanter. In 2015 werd bijvoorbeeld rond de rode dwergster K2-18 de veelbelovende planeet K2-18b ontdekt. De planeet is zo’n 111 lichtjaar van de aarde verwijderd, bevindt zich in de leefbare zone, kent een gematigde temperatuur en als klap op de vuurpijl ontdekten onderzoekers afgelopen september waterdamp in de atmosfeer van de superaarde. Vervolgonderzoek wees vervolgens uit dat de planeet mogelijk een heuse oceaanwereld is waarbij de druk en de temperatuur vergelijkbaar zijn met die in aardse oceanen. En dat wijst erop dat K2-18 potentieel bewoonbaar is.


Later werd er – eveneens rond een rode dwergster – op slechts 31 lichtjaar afstand, de superaarde GJ 357d aangetroffen. Deze planeet cirkelt eveneens in de leefbare zone rond zijn ster. Als de planeet over een dikke atmosfeer blijkt te beschikken zou het goed kunnen dat er op deze superaarde – net als op onze eigen thuisplaneet – vloeibaar water te vinden is. En dit maakt de planeet de eerste nabijgelegen superaarde die potentieel leven kan herbergen.

Overeenkomsten en verschillen
Herrera Martin stipt wel wat interessante overeenkomsten en verschillen tussen de drie superaardes aan. “Als we de massa’s vergelijken, hebben de drie planeten een vergelijkbare grootte,” vertelt Herrera Martin. “Zo is K2-18b ongeveer 8 keer zo groot als de aarde, GJ357d zo’n 6,1 keer en 0677Lb 4 keer. De belangrijkste verschillen zijn echter dat K2-18b en GJ357d dichter rond hun moederster cirkelen – dichter dan Mercurius rond onze zon – terwijl 0677Lb op een vergelijkbare afstand als Venus of de aarde rond zijn zon cirkelt. Een ander interessant verschil is dat 0677Lb zo’n 790 keer verder van ons verwijderd is dan K2-18b en GJ357d van de aarde.”

Detectie
Wat dat betreft kan het met recht een knappe prestatie genoemd worden dat de astronomen er überhaupt in zijn geslaagd om het bestaan van 0677Lb aan het licht te brengen. Want het is ontzettend lastig om aardachtige planeten te detecteren. “Ze zijn niet groot genoeg om gezien te worden,” vertelt Herrera Martin. “En zelfs als hun zonnestelsel dichtbij is, blijkt het knap lastig te zijn om ze te openbaren.” De onderzoekers kwamen 0677Lb op het spoor dankzij een methode die gravitationele microlensing wordt genoemd. Hierbij wordt het licht van een ver object afgebogen door de zwaartekracht van een object (zie kader). “De gecombineerde zwaartekracht van de planeet en zijn moederster zorgden ervoor dat het licht van een verder verwijderde achtergrondster werd versterkt,” vertelt Herrera Martin. “We gebruikten vervolgens telescopen van over de hele wereld om het lichtafbuigende effect te meten.”

Meer over gravitationele microlensing

Bij gravitationele microlensing maken onderzoekers handig gebruik van het licht van heldere sterren die op grote afstand van de aarde staan. Wanneer een ster voor zo’n heldere ster op grote afstand langs beweegt, zorgt de zwaartekracht van de ster op de voorgrond ervoor dat de ster op de achtergrond helderder lijkt. Een planeet die rond de ster op de voorgrond cirkelt veroorzaakt een beter waarneembare afname in de schijnbaar toegenomen helderheid van de ster op de achtergrond, wat detectie van die planeet gemakkelijker maakt. Op deze manier hebben onderzoekers al verscheidene exoplaneten op grote afstand van de aarde ontdekt.

Dit microlens-effect is echter een heel zeldzaam verschijnsel. Bovendien is de kans om tegelijkertijd een planeet te ontdekken, ontzettend klein. Dit is dan ook een andere reden waarom de ontdekking van 0677Lb zo ontzettend zeldzaam is. Toch wordt gravitationele microlensing steeds belangrijker in de zoektocht naar verre planeten. “In vergelijking met andere beschikbare methodes, detecteert het sterren die niet helder genoeg zijn om vanaf de aarde te zien,” legt Herrera Martin uit. “En dus ook planeten die zich mogelijk in de buurt van zo’n ster bevinden.” De verwachting is dat naarmate de techniek vordert, het ook gemakkelijker wordt om kleine planeten middels gravitationele microlensing op te sporen. En misschien al wel over een jaartje of vijf als NASA de gevoelige ruimtetelescoop Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) lanceert.