Exoplaneet kijken bij sterrenlicht

Planeten van andere zonnestelsels zijn te bestuderen vanaf de aarde. Leidse astronomen gebruiken daarvoor krachtige telescopen en het licht van verre sterren.

Margriet van der Heijden

Eigenlijk hadden astronomen de moed al opgegeven. Grote planeten bij verre sterren ontdekken, dát kan vanaf aarde. Maar om daarna te achterhalen hoe de dampkring van zulke exoplaneten eruit ziet, daarvoor waren observaties vanuit de ruimte nodig, dachten zij.

Niet waar, zegt een team Leidse astronomen. Op een grote exoplanetenbijeenkomst aan de Harvard-universiteit in Boston laten ze vandaag zien dat de dampkring van exoplaneet HD209458b vanaf aarde te analyseren is. Het wetenschappelijke artikel over hun methode verschijnt binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. „Ik verwacht dat het wel wat stof doet opwaaien”, zegt eerste auteur Ignas Snellen aan de telefoon vanaf het eiland La Palma, waar hij aan het meten is.

De samenstelling van de dampkring van verre planeten vertelt astronomen veel over de ontstaansgeschiedenis van die planeten. De dampkring van kleine, meer aardachtige planeten kan, als die vaker onder de loep genomen worden, bovendien een ‘vingerafdruk’ van leven opleveren – in de vorm van zuurstof bijvoorbeeld.

Zulk onderzoek wil je het liefst vanaf aarde doen, zegt astronoom Snellen. In de ruimte heb je weliswaar geen last van de storende invloed van onze eigen aardse dampkring, maar je kunt er ook geen superkrachtige telescopen naartoe sturen; die zijn te zwaar voor een ruimtereis. Snellen: „De Hubbleruimte-telescoop is maar een klein ding.” Op aarde worden de telescopen juist steeds groter: zo zijn er bij de Europese Zuidelijke Sterrewacht plannen voor een Extremely Large Telescope, vele malen groter dan de grootste aardse telescopen nu.

Met de bestaande (ruimte)telescopen zijn ruim tweehonderd exoplaneten opgespoord. De meeste daarvan zijn groot, van het formaat Jupiter of groter, en ongeveer veertig ervan draaien bovendien dicht rond hun moederster, met een omlooptijd van dagen of weken. Hot Jupiters, worden ze genoemd, omdat de nabije ster hun dampkring tot rond de tienduizend graden opwarmt.

Ook de door Snellen en zijn collega’s onderzochte HD209458b is een hot Jupiter. De met de Hubbleruimte-telescoop ontdekte exoplaneet, op 150 lichtjaar van de aarde, is „het troeteldier van de planeetonderzoekers”, zegt Snellen. Het was de eerste exoplaneet die werd ontdekt doordat hij vanaf de aarde bezien precies voor zijn moederster langs schoof (in 3,6 dagen) en zo telkens een kleine, maar meetbare hoeveelheid sterlicht (krap 1,5 procent) tegenhield.

Zelfs het weinige sterlicht dat HD209459b tegenhoudt, bleek genoeg om het uit elkaar te rafelen naar golflengte. Zo kunnen astronomen de samenstelling van de dampkring van de planeet bestuderen. Hoeveel licht er bij welke golflengtes geabsorbeerd wordt, hangt daar nauw mee samen. Natrium bijvoorbeeld absorbeert licht van andere golflengtes dan koolstof, zuurstof of waterstof.

Al deze elementen werden de laatste jaren rond HD209459b teruggevonden; met waarnemingen vanuit de ruimte. “En dat zoiets vanaf aarde níet zou kunnen, daarvan ben ik nooit overtuigd geweest”, zegt Snellen.

Het grootste obstakel is de dampkring van de aarde zelf. Die absorbeert relatief veel licht en verstoort zo de metingen. „Wat wij, simpel gezegd, gedaan hebben”, zegt Snellen, „is die aardse bijdrage heel nauwkeurig in kaart brengen, door ook de meetgegevens vóór en ná de planeetovergang nauwkeurig te bestuderen.”

Het team kon zo de fractie natrium rond HD209459b vaststellen. Dat natrium zelf is niet zo interessant, zegt Snellen, maar dat onze methode echt lijkt te werken, „daarvan zullen collega’s opkijken.”