Exoplaneten

Een van de bekendste stervormingsgebieden in het heelal is de Orionnevel. De nevel wordt verlicht door de energierijke straling van een aantal hete, jonge sterren, die hooguit een paar honderdduizend jaar geleden geboren zijn. Op andere plaatsen in de nevel zijn nog jongere objecten te zien: protosterren die zich in feite nog aan het vormen zijn.

Met de Hubble Space Telescope zijn extreem gedetailleerde foto’s van de Orionnevel gemaakt, waarop de vele tientallen protosterren goed te zien zijn. Die foto’s maken ook duidelijk dat de protosterren geen puntvormige lichtbronnen zijn, maar uitgestrekte, nevelachtige wolkjes. Sommige van die wolkjes zenden zelf licht uit, doordat het gas in de wolk verhit wordt door de straling van de hete sterren in de omgeving; andere steken juist donker af tegen de heldere nevelachtergrond.anetenstelsel een heel natuurlijk bijproduct is van de geboorte van een ster.exoplaneten_kepler11

De ronde vlekjes zijn zogeheten protoplanetaire schijven, waaruit in de betrekkelijk nabije toekomst complete planete
nstelsels kunnen ontstaan. De Hubble-foto’s van de Orionnevel maken in elk geval duidelijk dat de vorming van een pl

Ook ons eigen zonnestelsel moet zo’n vijf miljard jaar geleden ontstaan zijn uit een dergelijkie protoplanetaire schijf, die meestal gewoon de zonnenevel wordt genoemd. Door samenklontering van materie in die schijf vormden zich de kleine aardse planeten (in de hete binnendelen van de schijf) en de gasvormige reuzenplaneten (in de koele buitendelen).

Sterrenkundigen gingen er dan ook altijd vanuit dat andere sterren dan de zon vergezeld kunnen worden door planeten – zogeheten exoplaneten. Het probleem is dat je een planeet bij een andere ster niet of nauwelijks kunt zien, zelfs niet met de grootste telescopen ter wereld. Een grote reuzenplaneet als Jupiter is altijd nog veel kleiner dan de ster waar hij omheen draait, en bovendien weerkaatst hij maar een heel klein beetje sterlicht. De planeet is dus véél zwakker dan de ster, en wordt volledig door het licht van de ster overstraald.

Toch werden er halverwege de jaren negentig voor het eerst planeten bij andere, zonachtige sterren ontdekt. Een zware planeet verraadt zijn aanwezigheid namelijk door de zwaartekracht. De planeet draait om de ster, maar in werkelijkheid beweegt de ster ook. Planeet en ster beschrijven namelijk allebei een baan om een gemeenschappelijk zwaartepunt. De zwaartekracht van een planeet veroorzaakt dus een kleine periodieke schommeling in de positie van de ster, die met een gevoelige spectrograaf opgemeten kan worden. Uit de grootte van die schommelingen kan de massa van de exoplaneet bepaald worden, en de periode van de variaties vertelt je direct de omlooptijd van de planeet.

Inmiddels worden de meeste planeten ontdekt via een andere methode, de zogeheten ‘overgangstechniek’. Wanneer we vanaf de aarde precies van opzij tegen de baan van de planeet aankijken, schuift hij elke omloop voor zijn ster langs, waardoor er periodieke helderheidsdipjes optreden in het licht van de ster. De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft op die manier al een paar duizend kandidaat-exoplaneten gevonden. Het mooie van de overgangstechniek is dat de grootte van de helderheidsdipjes je direct vertellen wat de middellijn van de planeet is.

De meeste van al die nieuw ontdekte planeten lijken overigens in geen enkel opzicht op de planeten in ons eigen zonnestelsel. Soms gaat het om zware reuzenplaneten die op een afstand van hooguit een paar miljoen kilometer om hun ster heen draaien – veel dichterbij dan de afstand van Mercurius tot de zon. Deze buitenbeentjes worden ‘hete Jupiters’ genoemd. Vermoedelijk zijn ze op grotere afstand van hun moederster ontstaan, en pas later naar binnen ‘gemigreerd’. Andere planeten beschrijven langgerekte of sterk gehelde banen. Daarnaast zijn er gloeiend hete ‘lavaplaneten’, dampende ‘saunaplaneten’ en stijf bevroren ijsplaneten ontdekt.

De ontdekking van exoplaneten maakt duidelijk dat ons zonnestelsel niet uniek is. Maar ook blijkt zonneklaar dat andere planetenstelsels een grote verscheidenheid aan opbouw en structuur vertonen. Toch verwachten sterrenkundigen dat er binnen niet al te lange tijd een echt tweelingzusje van de aarde wordt gevonden: een kleine, rotsachtige planeet met zeeën en oceanen, op precies de juiste afstand van een zonachtige ster. Wie weet kan er op zo’n planeet ook ooit leven zijn ontstaan.

Leave a Reply