‘Superaarde’ ontdekt, op zes lichtjaar afstand

Sterrenkunde Ook rond een van de meest nabije sterren is nu een exoplaneet ontdekt: een superaarde met een temperatuur van –170 °C.

Tekening van oppervlak van ‘superaarde’, in het oranje licht van Ster van Barnard. Tekening ESO / M. Kornmesser

Eindelijk lijkt er een planeet te zijn ontdekt bij de op drie na dichtstbijzijnde ster na de zon. De planeet bestaat waarschijnlijk grotendeels uit gesteenten, net als de aarde, maar heeft minstens drie keer zoveel massa. Daarmee behoort hij tot de ‘superaardes’.

De nieuwe exoplaneet draait om de Ster van Barnard, een kleine, koele ster die weinig licht en warmte geeft. Hoewel zijn afstand tot deze rode dwergster slechts 60 miljoen kilometer bedraagt – nog niet de helft van de afstand zon-aarde – blijft zijn oppervlaktetemperatuur waarschijnlijk steken bij circa –170 °C. Leefbaar lijkt de planeet dus bepaald niet. Astronomen publiceerden de ontdekking woensdag in Nature.

Lees ook Ster op slechts vier lichtjaar van de aarde lijkt meerdere planeten te hebben

Op de ranglijst van meest nabije exoplaneten neemt de nu ontdekte planeet de tweede plek in. Zijn ster is maar zes lichtjaar van ons verwijderd. Alleen de enig bekende planeet van de dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, is dichterbij (4 lichtjaar).

Tot op dit moment is van bijna 4.000 exoplaneten het bestaan bevestigd. Daarnaast zijn er nog 2.500 kandidaten die nader onderzocht moeten worden. De vérst bekende exoplaneet is een grote Jupiterachtige wereld van de ster Sweeps-4, op 20.000 lichtjaar.

Relatief kleine massa

Dat het desondanks zo lang heeft geduurd voordat de planeet bij de nabije Ster van Barnard is ontdekt, heeft alles te maken met zijn relatief kleine massa en lange omlooptijd. Terwijl de superaarde zijn rondjes om zijn moederster maakt, brengt hij deze een beetje aan het schommelen. Door het dopplereffect leidt deze schommelbeweging ertoe dat het licht van de ster voor de buitenstaander afwisselend een klein beetje roder en blauwer wordt.

Met behulp van gevoelige apparatuur kunnen astronomen deze regelmatig optredende ‘kleurverschuivingen’ meten. Op die manier zijn al honderden exoplaneten opgespoord, maar de methode kent wel haar grenzen. De schommelbeweging van een ster is zwakker naarmate zijn planeet minder massa heeft of een wijdere omloopbaan doorloopt. De superaarde van de Ster van Barnard is in dat opzicht maar net detecteerbaar.

Bekijk ook deze video: waarom we planeten willen vinden die op onze aarde lijken

Bij de ontdekking waren meer dan zestig astronomen betrokken. Zij hebben deels bestaande meetgegevens van een scala aan telescopen geanalyseerd, zoals die over een periode van maar liefst twintig jaar zijn verkregen. De resultaten van de analyse tonen een ‘schommelperiode’ van 233 dagen.

Weinig twijfel

Veel twijfel over het resultaat is er niet, maar toch spreken de auteurs van een ‘kandidaat-planeet’. Volgens de Leidse astronoom en exoplaneten-onderzoeker Ignas Snellen geeft dat aan hoe moeilijk deze waarnemingen zijn. „Ze hebben twintig jaar metingen van verschillende instrumenten aan elkaar moeten knopen”, aldus Snellen. „Daarbij komt dat we nog te weinig weten van eventuele magnetische cycli die zulke sterren op deze lange tijdschaal vertonen: ook die kunnen een klein dopplersignaal geven.”

Toch denkt Snellen dat een planeet de meest waarschijnlijke verklaring is voor het gedrag van de Ster van Barnard: „Nadat de onderzoeksgroep het signaal had gevonden, hebben ze de ster nog een extra seizoen intensief waargenomen, en daar kwam hetzelfde uit. Dat spreekt voor een exoplaneet.”

De ontdekkers menen trouwens ook aanwijzingen te hebben gevonden voor de aanwezigheid van een tweede planeet. Deze heeft weliswaar minstens vijf keer zoveel massa als de vrijwel zekere superaarde, maar is ongeveer tien keer zo ver van de ster verwijderd. Dat maakt detectie lastiger.

Al in 1963

Opvallend is dat de eventuele tweede planeet zich ongeveer even ver van de ster bevindt als de planeet die de Nederlandse astronoom Peter van de Kamp al in 1963 bij de Ster van Barnard ontdekt meende te hebben. Van de Kamp baseerde zich op minuscule variaties in de gemeten positie van de ster, die hij toeschreef aan de zwaartekrachtsinvloed van een planeet met anderhalf keer zoveel massa als Jupiter – de grootste planeet van ons zonnestelsel.

Erg lang heeft Van de Kamps vermeende ontdekking echter niet standgehouden. Collega-astronomen konden de gesignaleerde variaties niet reproduceren en nader onderzoek liet zien dat het waarschijnlijk niet de ster, maar de telescoop was geweest die ‘schommelde’. Hoe dan ook: als de tweede planeet van de Ster van Barnard al bestaat, heeft deze vrijwel zeker veel minder massa dan Jupiter. „Van de Kamp krijgt nu dus niet alsnog gelijk”, concludeert Snellen.

Tekening van nieuwe ‘superaarde’. Tekening IEEC/Science-Wave / Guillem Ramisa

    • Eddy Echternach