Drie planeten ontdekt op kleine afstand van de aarde

Astronomie De planeten cirkelen zeer dicht om hun ster heen, veel dichter dan Mercurius, de binnenste planeet uit ons eigen zonnestelsel.

Technici werken aan de zonnepanelen van exoplanetenspeurende satelliet TESS. TESS werd op 18 april 2018 gelanceerd.
Technici werken aan de zonnepanelen van exoplanetenspeurende satelliet TESS. TESS werd op 18 april 2018 gelanceerd. Foto NASA/Leif Heimbold

Astronomen hebben een compact planetenstelsel ontdekt bij een kleine, relatief koele ster op 73 lichtjaar van de aarde. Om de ster cirkelen (minstens) drie planeten, waarvan er twee van een soort zijn die in ons eigen zonnestelsel niet voorkomt. „Een uitstekend doelwit voor verder onderzoek”, zo omschrijft een internationaal team van astronomen hun ontdekking in Nature Astronomy.

Twee van de exoplaneten zijn ruim twee keer zo groot als de aarde en bestaan vermoedelijk grotendeels uit ijs en/of gassen. ‘Sub-Neptunussen’ worden zulke planeten genoemd: planeten die een slag kleiner zijn dan de planeet Neptunus. De derde exoplaneet is een zogeheten superaarde. Hij is een kwart groter dan onze planeet en heeft waarschijnlijk een rotsachtige samenstelling. Overigens zijn de massa’s – en dus ook de dichtheden – van de ontdekte planeten nog niet goed bekend.

De afstanden tussen de planeten en hun ster, die de aanduiding TOI-270 heeft gekregen, zijn in vergelijking met die in ons zonnestelsel heel klein. De binnenste planeet is slechts 4,5 miljoen kilometer van zijn ster verwijderd, de buitenste amper 11 miljoen kilometer. Ter vergelijking: de binnenste planeet van ons zonnestelsel, Mercurius, bevindt zich (gemiddeld) op 58 miljoen kilometer van de zon. De omlooptijden van de drie planeten lopen uiteen van 3 tot 11 dagen.

Het planetenstelsel van TOI-270 is opgespoord met de NASA-satelliet TESS, die op 18 april 2018 werd gelanceerd. Met behulp van vier grote camera’s speurt TESS naar sterren die regelmatig iets in helderheid afnemen. Dat is een teken dat er, van ons uit gezien, een planeet voor de ster langs schuift. Hoe groter de planeet, des te dieper is de ‘helderheidsdip’.

Om de massa’s van de drie planeten te kunnen vaststellen is vervolgonderzoek nodig. Een van de mogelijkheden is dat met telescopen op aarde de kleine regelmatige schommelbewegingen worden gemeten die de planeten bij hun ster teweegbrengen. Deze techniek wordt ook gebruikt om planeten op te sporen bij sterren die géén regelmatige helderheidsdipjes vertonen.

De planeetmassa’s kunnen ook worden bepaald door heel nauwkeurige metingen te doen van de momenten waarop de planeten voor TOI-270 langs schuiven. In een compact planetenstelsel zoals dit beïnvloeden de planeten elkaar middels hun onderlinge aantrekkingskracht. Hierdoor zijn hun baansnelheden niet constant, wat resulteert in enigszins variërende omlooptijden.

Door zijn betrekkelijk kleine afstand is TOI-270 vrij helder en leent de ster zich goed voor verder onderzoek. Naar verwachting zal het met de grote (ruimte)telescopen van volgend decennium mogelijk zijn om de atmosferische samenstelling van de drie planeten te bepalen. Ook is het denkbaar dat er nog meer planeten bij de ster worden ontdekt.

Sinds haar officiële ingebruikname, begin augustus 2018, heeft TESS de helderheden van vele duizenden sterren aan de zuidelijke hemel gemonitord. Het gaat daarbij specifiek om sterren die niet meer dan 300 lichtjaar van ons verwijderd zijn. In totaal heeft dat bijna duizend kandidaat-exoplaneten opgeleverd.