The Harvard Gazette

De meeste aardse planeten in het melkwegstelsel draaien om sterren die kleiner zijn dan de zon. Alleen al vanwege hun aantal lijken ze veelbelovende kandidaten in de zoektocht naar leven elders. Maar astronomen zeggen dat ze vermoeden dat deze lichamen – vooral die in een nauwe baan om de zon – kwetsbaar zijn voor het verliezen van hun atmosfeer, die nodig is om leven te ondersteunen. De ontdekking van zo’n planeet buiten het zonnestelsel zonder enige atmosfeer vertroebelt de vooruitzichten voor zijn soortgenoten.

Deze bevindingen zijn gedetailleerd beschreven in een studie onder leiding van Laura Kreidberg, een Clay Fellow aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). De onderzoekers tonen aan dat de planeet LHS 3844b, een aardse exoplaneet die rond een kleine zon draait op 48,6 lichtjaar afstand, geen waarneembare gaslagen heeft die hem beschermen tegen de gevaarlijke straling van de zon en die de warmte van de zon vasthoudt. De atmosfeer van een planeet maakt het mogelijk om er leven te huisvesten en geeft aan of dat ook daadwerkelijk het geval is. Het is ook de sleutel tot het begrijpen van de oorsprong, de aard en de huidige omstandigheden van een planeet.

“We hebben de afgelopen tien jaar geleerd dat planeten die in grootte vergelijkbaar zijn met de aarde overvloedig voorkomen rond andere sterren – wat waanzinnig opwindend is voor de vooruitzichten om mogelijk leven op een planeet te ontdekken,” zei Kreidberg. “Maar omdat we weten dat deze planeten bestaan, weten we niet of ze een atmosfeer hebben of niet.”

De resultaten, beschreven in een artikel van 19 augustus in het tijdschrift Nature, tonen aan dat het mogelijk is dat planeten die rond M-dwergsterren draaien, die veel kleiner en koeler zijn dan de zon, geen atmosfeer hebben – dit was in feite de eerste ontdekking van een dergelijke situatie. De sterren staan bekend om hun intense ultraviolette licht, waardoor ze minder gastvrije zonnestelsels kunnen vormen.

“Eén ding over kleine M-dwergsterren is dat ze de eerste miljard jaar van hun leven erg helder zijn in het ultraviolet, dus er zijn nog veel vragen over de vraag of planeten ter grootte van de aarde rond deze sterren hun atmosfeer kunnen behouden,” zei Kreidberg. “Er zijn verschillende theorieën die atmosferisch verlies voorspellen, maar het is tot nu toe nooit waargenomen.”

Onderzoekers gebruikten een nieuwe techniek om vast te stellen dat planeet LHS 3844b geen atmosfeer heeft. Ze maten de ene kant van zijn klimaat en vergeleken die met de andere kant om te zoeken naar een maximaal temperatuurverschil. De planeet, die zich in een baan van 11 uur bevindt, is ‘tidally locked’, wat betekent dat één kant altijd naar de ster is gericht en de andere kant altijd in het donker staat. Een planeet met een atmosfeer zou een deel van de warmte die hij absorbeert van de hete kant naar de koude kant verplaatsen. Met behulp van gegevens van NASA’s Spitzer ruimtetelescoop stelden de onderzoekers vast dat dit niet het geval was bij LHS 3844b. Ze ontdekten dat de kant die naar de ster gericht was, meer dan 1400 graden Fahrenheit verhit was, terwijl de donkere kant overeenkwam met het absolute nulpunt.

“We zijn er vrij zeker van dat dit ding een kale rots is,” zei Kreidberg.

De meting wordt de “thermische fase curve” van de planeet genoemd. Het is de eerste keer dat deze techniek is gebruikt voor een aardse planeet.

LHS 3844b is 30 procent groter dan de aarde. Vloeibaar water kan op zijn oppervlak niet voorkomen en Kreidbergs team denkt dat het oppervlak van de planeet is gemaakt van basalt, een zeer donker gesteente dat kan ontstaan uit afgekoelde lava, vergelijkbaar met de maria op de maan.

Werken met Kreidberg aan het paper waren onderzoekers van Harvard, het California Institute of Technology, Massachusetts Institute of Technology, Stanford University, University of Maryland, University of Texas at Austin, Vanderbilt University, en NASA’s Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS), die de planeet in 2018 ontdekte.

Gerelateerd

Zijn we alleen in het heelal?

Harvard-astronoom Laura Kreidberg kijkt de hele dag naar buitenaardse planeten om die vraag te proberen te beantwoorden

Exoplaneet heeft mogelijk zuurstofatmosfeer, maar geen leven

Onderzoek kan puzzel oplossen over hoe Venus evolueerde

The Daily Gazette

Schrijf je in voor dagelijkse e-mails om het laatste Harvard-nieuws te ontvangen.