Astronomen hebben zes planeten ontdekt die rond een nabijgelegen zonachtige ster draaien

Deze nieuw ontdekte werelden zijn heet, gasachtig en het is onwaarschijnlijk dat dit aangename plekken zijn om te bezoeken. Door hun comfortabele banen rond hun moederster bevinden ze zich niet in wat astronomen beschouwen als de ‘bewoonbare zone’ van een planetenstelsel. De jacht op Earth 2.0 gaat door.

Wat we volgens de wetenschap echt weten over buitenaardse wezens

Maar deze planeten zijn ongebruikelijk omdat ze, naast hun grote aantal, met elkaar resoneren terwijl ze om de ster draaien. Eén planeet maakt bijvoorbeeld precies drie banen, terwijl een nabijgelegen planeet er twee maakt.

“Deze resonantieketens zijn zeer zeldzaam van aard”, zei hoofdauteur Raphael Luke van de Universiteit van Chicago dinsdag in een webinar met verslaggevers.

Deze opmerkelijke herinnering dat de wiskunde het universum regeert, brengt nog een andere implicatie met zich mee, namelijk dat deze zes planeten zich in een stabiel, voorspelbaar baanpatroon van twee bij drie bevinden sinds hun vorming minstens 4 miljard jaar geleden. De meeste planetaire systemen, inclusief de onze, zijn niet zo.

De trillingsbanen van de planeten komen overeen met het idee dat het systeem miljarden jaren lang vrij is geweest van enige grote verstoring, bijvoorbeeld een cataclysmische inslag of het dichtbij passeren van een andere ster. In dit scenario vormden planeten zich samen met hun moederster uit een wolk van gas en stof en vonden relatief snel hun resonante banen. En toen gebeurde er niets verbazingwekkends dat daar verandering in bracht.

Deze ongewone orbitale structuur staat centraal in de grafische titel van het nieuwe artikel: “A Vibrant Sextuplet of Sub-Neptunes Passing a Bright Star HD 110067.”

“Af en toe onthult de natuur een absoluut juweeltje”, zegt Sarah Seeger, hoogleraar planetaire wetenschappen aan het Massachusetts Institute of Technology en co-auteur van het nieuwe artikel, in een e-mail. “HD 110067 is een directe astronomische Rosetta-steen en biedt een sleutelsysteem dat zou kunnen helpen enkele van de mysteries van planeetvorming en evolutie te ontsluiten.”

Hoe planeten te vinden die verduisterd zijn door sterrenlicht

Een nieuw artikel geschreven door meer dan 150 wetenschappers uit 12 landen beschrijft het planetenstelsel. HD 110067 is een ster in onze Melkweg. Het bevindt zich in het sterrenbeeld Coma Berenices Kan niet met het blote oog worden gezien.

Toch bevindt hij zich op een afstand van 100 lichtjaar, wat betekent dat hij zich in onze buurt bevindt, aan de rand van het Melkwegstelsel. De nabijheid van de aarde maakt hem helderder vergeleken met veel sterren waarvan voorheen bekend was dat ze planetenstelsels hadden. Het is bijvoorbeeld 10.000 keer helderder dan de rode dwergster Trappist-1 en bevat een intrigerende cluster van rotsachtige planeten.

Sterrenlicht is een waardevol betaalmiddel voor astronomen, die de schittering van de ster kunnen lezen op aanwijzingen voor de aanwezigheid van onzichtbare planeten. Wanneer een planeet het gezicht van een ster passeert zoals gezien door een telescoop – een gebeurtenis die een transit wordt genoemd – wordt het licht van de ster gedimd, afhankelijk van de grootte van de planeet.

Astronomen kunnen een tweede techniek gebruiken om te zoeken naar periodieke schommelingen in het licht van sterren terwijl de planeet en de ster in een baan om de aarde op zwaartekracht inwerken. Door deze methoden te combineren kunnen astronomen een schatting krijgen van de grootte en dichtheid van een planeet. Verder onderzoek kan de moleculaire samenstelling van de atmosfeer onthullen, indien aanwezig.

Astronomen ontdekten de eerste twee planeten die in een baan om HD 110067 draaien in 2020 met behulp van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die de hele hemel scant op zoek naar subtiele signalen van de planeten. De lijst met planeten zal in 2022 worden ingevuld tijdens een nieuwe observatieronde door TESS en de CHEOPS-satelliet van de European Space Agency (“Characteristics of Exoplanets Satellite”).

De nieuwe planeten worden ‘sub-Neptunussen’ genoemd omdat ze groter zijn dan de dichtstbijzijnde, rotsachtige werelden in ons zonnestelsel, zoals de Aarde en Venus, maar niet zo groot als de ijsreuzen Neptunus en Uranus. Ze zijn twee tot drie keer zo groot als de diameter van de aarde. De binnenste planeet draait in negen dagen rond de ster, terwijl de buitenste planeet de reis in 54 dagen maakt. Andere planeten worden mogelijk niet gedetecteerd in dit systeem.

Om de een of andere reden is het universum lelijk met planeten onder Neptunus, en dat is één van de redenen waarom het nieuwe systeem zo spannend is voor astronomen.

“Met zes grote planeten is de architectuur ervan intrigerend”, zegt Nicole Colon, astrofysicus en exoplanetenexpert van NASA, in een e-mail. ‘Deze planeten zullen geen leven ondersteunen omdat ze allemaal te heet en te groot zijn. Maar toch is de hele sub-Neptunus-hoek het intrigerende deel, [because] We weten nog steeds niet waarom ons zonnestelsel er geen heeft.

Het is een open vraag of het heelal simpelweg planeten van deze omvang ondersteunt, of dat onze detectiemethoden de resultaten vertekenen. Het is moeilijk om kleine, rotsachtige werelden zoals de onze te vinden die op een comfortabele afstand rond een oude, rustige ster als onze zon draaien. Het is minder waarschijnlijk dat ze het gezicht van de ster kruisen wanneer ze vanaf de aarde worden bekeken, en hebben minimale zwaartekrachteffecten op de beweging van de ster.

De ontdekkers van de nieuwe planeten beweerden dat er atmosferen bestonden op basis van hun dichtheid. Maar, merkte Luke op, ‘we weten niet veel over hen. We weten niet waar ze van gemaakt zijn.

Binnenkort weten we meer. Dit nieuwe planetenstelsel zal van dichterbij worden bekeken door NASA’s James Webb-ruimtetelescoop, die ongeveer een miljoen kilometer van de aarde rond de zon draait en is ontworpen om informatie te verzamelen over de atmosfeer van de buitenplaneten.