Exo-Planeten Topic #2

05-03-2014

Astronomen fotograferen exoplaneet met ‘gewone’ ccd-chip


De eerste ccd-opname van de planeet Bèta Pictoris b. De positie van de (afgedekte) moederster is met een stersymbool aangegeven. (Jared Males/U)

Wetenschappers van de universiteit van Arizona hebben een nieuwe opname gemaakt van de grote planeet die om de jonge ster Bèta Pictoris cirkelt. Het bijzondere aan de foto is dat hij niet – zoals gebruikelijk in de exoplanetenfotografie – is vastgelegd met een infrarooddetector, maar met een ccd-detector zoals je die ook in gewone digitale camera’s tegenkomt.

Hoewel de nieuwe foto is gemaakt op een golflengte die net buiten het bereik van het menselijk oog ligt, wordt het gebruik van een ccd gezien als een belangrijke stap vooruit. Met dezelfde beeldchips zijn ook opnamen in zichtbaar licht mogelijk. En dat betekent dat in de nabije toekomst ook koude, aarde-achtige planeten kunnen worden vastgelegd.

Alle foto’s van exoplaneten die tot nu toe met telescopen op aarde zijn gemaakt, zijn infraroodopnamen. Anders gezegd: het zijn in feite warmtebeelden. Hierdoor beperken de opnamen zich tot ‘gasreuzen’ – grote planeten die nog jong genoeg zijn om veel warmte uit te stralen. Oudere, mogelijk leefbare planeten die al zijn afgekoeld zenden veel minder infraroodstraling uit en vereisen camera’s die gevoelig zijn voor zichtbaar licht. (EE)

(allesoversterrenkunde)

25-03-2014

Robottelescoop vindt zijn eerste planetenstelsels


De Lick-sterrenwacht op Mount Hamilton in Californië. (Lick Observatory)

Binnen enkele weken na de ingebruikname heeft de Automated Planet Finder van de Lick-sterrenwacht in Californië zijn eerste twee planetenstelsels ontdekt. Naar verwachting zullen de komende jaren nog veel meer planetenstelsels gevonden worden rond relatief nabije sterren. Zelfs de ontdekking van een aardeachtige planeet behoort tot de mogelijkheden, aldus de projectleiders.

De Automated Planet Finder (APF) maakt gebruik van een gevoelige spectroscoop die bevestigd is in het brandpunt van de 2,4-meter telescoop van de sterrenwacht. Volledig automatisch doet hij precisiemetingen aan een aantal vooraf geselecteerde sterren. De spectroscoop kan kleine periodieke variaties op het spoor komen in de radiale snelheid van zo'n ster (naar ons toe of van ons af). Zulke schommelingen worden veroorzaakt door de aanwezigheid van een of meer planeten.

De 12 miljoen dollar kostende APF is begin dit jaar in gebruik genomen en heeft inmiddels vier reuzenplaneten gevonden in kleine omloopbanen rond de ster HD141399 (het bestaan daarvan werd al vermoed op basis van eerdere metingen) en één Neptunus-achtige planeet rond de rode dwergster GJ687. (GS)

(allesoversterrenkunde)

27-03-2014

Ook levenloze planeten kunnen een zuurstofrijke atmosfeer hebben


Artist’s impression van de exoplaneet Kepler-22b. Deze planeet zou geschikt kunnen zijn voor (aards) leven. (NASA/Ames/JPL-Caltech)

Zuurstof is geen goede indicator van leven op een exoplaneet. Volgens Robin Wordsworth en Raymond Pierrehumbert van de universiteit van Chicago is de aanwezigheid van water al voldoende om zo’n wereld een zuurstofrijke atmosfeer te geven.

Tot nu toe zijn meer dan 1750 exoplaneten (planeten buiten ons zonnestelsel) ontdekt. Sommige daarvan bevinden zich binnen de ‘leefbare zone’ van hun moederster – het gebied rond de ster waar vloeibaar water kan bestaan. Met de volgende generatie van telescopen zal worden geprobeerd om de atmosferen van zulke planeten te analyseren.

Eerder onderzoek leek erop te wijzen dat zich in de atmosferen van planeten binnen de leefbare zone alleen zuurstof kan verzamelen als er leven aanwezig is. Chemische modellen geven namelijk aan dat zuurstofmoleculen zich onder warme omstandigheden gemakkelijk aan andere elementen binden.

Uit de nieuwe analyse van Wordsworth en Pierrehumbert blijkt echter dat dode planeten binnen de leefbare zone toch veel zuurstof in hun atmosfeer kunnen hebben. Voorwaarde is wel dat er veel water op de planeet is en zijn atmosfeer weinig stikstof en argon bevat. Een gebrek aan stikstof en argon zorgt ervoor dat zich veel waterdamp in de lucht kan verzamelen. Het ultraviolette licht van de moederster doet de rest: watermoleculen worden gesplitst in zuurstof en waterstof, waarna de lichte waterstofatomen de ruimte in verdwijnen.

Bij de zoektocht naar planeten waar leven lijkt te bestaan, moet dus niet alleen worden gelet op de aanwezigheid van atmosferische zuurstof. Ook de aanwezigheid van andere gassen is van belang. (EE)

(allesoversterrenkunde)

10-04-2014

Mogelijke exomaan ontdekt


Bestaat ‘microlensobject’ MOA-2011-BLG-262Lb uit een planeet met een maan (links) of uit een ster met een planeet (rechts)? (NASA/JPL-Caltech)

Astronomen hebben mogelijk een glimp opgevangen van een ‘exomaan’ – een maan die om een planeet buiten ons zonnestelsel cirkelt. Letterlijk een glimp, want het gaat om een niet-reproduceerbare waarneming.

De potentiële exomaan en zijn moederplaneet hebben hun bestaan verraden via het zogeheten gravitationele microlenseffect. Dit effect ontstaat als een (onzichtbaar) zwak voorgrondobject vanaf de aarde gezien precies voor een verre ster langs schuift. Het voorgrondobject – of beter gezegd: zijn zwaartekrachtsveld – werkt in zo’n geval als een soort vergrootglas die het licht van de verre ster tijdelijk versterkt. Zo’n gebeurtenis duurt doorgaans slechts enkele weken.

Dat voorgrondobject kan van alles zijn: een vrij rondzwervende planeet, een zwakke ster, maar ook een ster waar een planeet omheen cirkelt of een planeet met een maan. In die laatste twee gevallen kunnen er – kort na elkaar – als het ware twee vergrootglazen voor de achtergrondster schuiven. En dan wordt de ster twee keer wat helderder dan normaal.

Dat is nu precies wat een internationaal team van astronomen onlangs heeft waargenomen. Het probleem is echter dat niet valt vast te stellen op welke afstand het dubbele object ‘MOA-2011-BLG-262’ zich bevond. Daardoor zal ook altijd onduidelijk blijven wát het was. Een planeet met maan op relatief kleine afstand veroorzaakt namelijk dezelfde ‘lichtshow’ als een ster met planeet op grotere afstand. (EE)

(allesoversterrenkunde)

18-04-2014

Zo zou een zonsondergang er uitzien op de kersverse neef van de aarde


© creative commons - University of Puerto Rico at Arecibo / NASA .

Nooit werd er een meer aarde-achtige planeet ontdekt dan Kepler-186f, zo meldde de NASA gisteren. Dat zorgt voor veel enthousiasme bij sterrenliefhebbers. In die mate dat er al visualisaties opduiken van hoe het er daar zou kunnen uitzien.

Er zijn - gelukkig voor ons - wetenschappers die zich volop kunnen verliezen in die 'wat als'-vragen. Zoals de mensen aan het Planetary Habitability Laboratory van de universiteit van Puerto Rico. Zij bewerkten een beeld van een Caraïbische zonsondergang dermate dat het lijkt alsof je op een eenzaam strand aan een oceaan op Kepler-186f zou rondkuieren.

Volgens de wetenschappers van het Planetary Habitability Laboratory is Kepler-186f hoogstwaarschijnlijk een rotsachtige planeet. Kepler zou een gematigd klimaat kunnen hebben, tenminste als de planeet een veel dichtere atmosfeer heeft dan de aarde.


© creative commons - University of Puerto Rico at Arecibo / PHL .

(HLN)

17-04-2014

Nieuw instrumenten gaat exoplaneten chemisch ontleden


De 2,4-meter telescoop van het New Mexico Institute of Mining and Technology in New Mexico. (New Mexico Tech)

Binnenkort zullen in New Mexico (VS) de eerste metingen worden gedaan met een nieuw meetinstrument waarmee de chemische samenstelling van exoplaneten kan worden bepaald. Op 3 april jl. heeft het instrument, NESSI geheten, zijn eerste testwaarnemingen gedaan.

De afkorting NESSI staat voor New Mexico Exoplanet Spectroscopic Survey Instrument. Het is dus een spectrometer: een instrument dat het licht van objecten kan ontleden, om erachter te komen welke chemische elementen deze bevatten. NESSI is gekoppeld aan een 2,4-meter telescoop.

Het instrument zal ongeveer honderd, reeds bekende exoplaneten onder de loep nemen. Deze planeten variëren in grootte van ‘superaardes’ (planeten die wat zwaarder zijn dan onze eigen planeet) tot ‘hete jupiters’ (reuzenplaneten die op geringe afstand om hun moederster cirkelen).

De planeten zullen worden waargenomen op het moment dat ze – vanaf de aarde gezien – voor hun ster langs trekken. Op dat moment absorbeert de atmosfeer van zo’n planeet specifieke golflengten van het licht van de ster, die karakteristiek zijn voor zijn chemische samenstelling.

Rond het begin van de zomer zal NESSI zijn eerste exoplaneten onderzoeken. (EE)

(allesoversterrenkunde)

24-04-2014

Waarom bewoonbare exoplaneten slecht nieuws zijn voor de mensheid


Zo zou Kepler-186f er ongeveer moeten uitzien. © afp.

Vorige week ontdekten NASA-wetenschappers de meest Aarde-achtige planeet ooit. Mocht er leven op die planeet bestaan, is dat slecht nieuws voor ons, schrijft wetenschapssite Ars Technica. Als we nog geen buitenaards leven gevonden hebben - of andersom - betekent dat dat intelligent leven uitsterft vooraleer het ander intergalactisch leven kan bereiken.

De pas ontdekte planeet, die Kepler-186f gedoopt werd, is ongeveer even groot als de aarde. De planeet bevindt zich op zo'n afstand van dwergster Kepler-186 dat er mogelijk vloeibaar water en leven aanwezig is. "Het is de eerste exoplaneet met de omvang van de Aarde die is aangetroffen in de leefbare zone van een andere ster", zei astronoom Elisa Quintana, die het onderzoek leidde. Maar volgens co-auteur Thomas Barclay "betekent dat niet dat we weten of die planeet leefbaar is".

Uitsterven
Deze ontdekking bewijst wel dat we steeds meer mogen geloven in dat we in de nabije toekomst zelf zullen uitsterven door het concept van 'De Grote Filter', dat de Fermi-paradox probeert op te lossen.

Het stelt de vraag waarom we nog geen buitenaards leven gevonden hebben, of andersom: waarom buitenaards leven ons nog niet gevonden heeft. Er bestaan namelijk honderden miljarden andere zonnestelsels naast het onze.

'Flessenhals'
Door het uitblijven van contact met buitenaards leven lijkt het steeds waarschijnlijker dat het onmogelijk is om te transferen naar een intergalactische bevolking. De afwezigheid van contact met andere beschavingen zou te wijten kunnen zijn aan het feit dat er erg weinig intelligent leven bestaat in ons heelal, of dat dat leven uitsterft alvorens het ander intelligent leven kan vinden. Deze 'flessenhals' wordt ook 'De Grote Filter' genoemd.

Er wordt al vijftig jaar heftig gediscussieerd over wat die 'flessenhals' precies veroorzaakt. De schaarste aan Aarde-achtige planten kan er bijvoorbeeld een van zijn. Er zijn bovendien een reeks perfecte omstandigheden nodig voor de evolutie tot complex leven. Dan denken we aan de perfecte afstand van de zon, dat het sterrenstelsel ver genoeg verwijderd moet zijn van het centrum van het heelal om verwoestende straling te vermijden of de aanwezigheid van onze ongewoonlijk grote maan die ons onze verschillende seizoenen schenkt. Dat zijn nog maar enkele van de talrijke omstandigheden die nodig zijn om complex leven te doen ontstaan.

Radicale veranderingen
Het ontbreken van contact met buitenaards leven zou er aan de andere kant ook kunnen op wijzen dat het niet lang genoeg weet te overleven. Gedurende 200.000 jaar heeft de mensheid supervulkanen, de inslag van asteroïden en pandemieën weten te overleven. Maar we hebben nog maar enkele decennia overleefd in de aanwezigheid van nucleaire wapens, en het is nog maar de vraag of we andere radicale technologische veranderingen die deze eeuw met zich zal meebrengen zullen overleven.

Zo menen gerenommeerde wetenschappers, zoals bijvoorbeeld astronoom Martin Rees, die aan het Cambrigde Centre for the Study of Existential Risk werkt, dat de ontwikkelingen van de biotechnologie mogelijk catastrofaal zullen uitdraaien. Ook wetenschappers als Stephen Hawking hebben hun bezorgdheid al uitgedrukt over de uitbouw van superintelligente machines, waarvan de gevolgen volgens hen te weinig onderzocht worden.

Slecht nieuws
De schaarste aan leefbare planeten wordt steeds meer ontkracht, aangezien er nu de technologie is om steeds meer exoplaneten te ontdekken. Elke ontdekking van een planeet als Kepler-186f maakt het waarschijnlijker dat de Aarde niet de enige planeet is die intelligent leven huisvestigt. Mocht er effectief leven zijn op de planeet, dan is dat heel slecht nieuws voor de mensheid en onze buitenaardse vrienden.

In het geval van Kepler-186f zijn er nog steeds veel redenen om te geloven dat er zich geen leven bevindt op de planeet. Door een te dunne atmosfeer is het mogelijk dat de planeet bevriest, of bij een synchrone rotatie zou er een te statisch milieu zijn om leven te ontwikkelen.

Een ontdekking van een van deze vijandelijke omstandigheden zou de reden zijn voor een feest, meent Ars Technica, die filosoof Nick Bostrom citeert: "De stilte van de nacht is goud waard... in de zoektocht naar buitenaards leven is geen nieuws goed nieuws. Het belooft een mogelijk grootse toekomst voor de mensheid."

(HLN)

25-04-2014

Fantastisch filmpje van (bijna) alle bekende exoplaneten



Tom Hands, student aan de universiteit van Leicester heeft een prachtig filmpje gemaakt waarin bijna alle exoplaneten die ons tot op heden bekend zijn acte de présence geven. Hij wil met het filmpje inzicht geven in de distributie van exoplaneten.

Exoplaneten zijn planeten die niet rond onze zon draaien. De afgelopen jaren zijn er honderden van deze exoplaneten ontdekt. Het filmpje van Hands brengt ze (bijna allemaal) in kaart en laat prachtig zien hoe ze over ons sterrenstelsel verdeeld zijn. Hoe compacter een planetenstelsel is, hoe later het in dit filmpje opduikt.

Zoals gezegd laat het filmpje niet alle exoplaneten zien. Het beperkt zich tot de exoplaneten die om één ster draaien. Dubbelstersystemen zijn dus even buiten beschouwing gelaten. Desalniettemin: enjoy!


(scientias.nl)

30-04-2014

Dag duurt slechts acht uur op planeet Bèta Pictoris b


Om de 8 uur begint een nieuwe dag op de planeet Bèta Pictoris b. De planeet draait heel snel om zijn as. Dat hebben Nederlandse sterrenkundigen ontdekt. Het is de eerste keer dat wetenschappers erin zijn geslaagd de draaisnelheid van een planeet bij een andere ster te meten. Het onderzoek staat donderdag in het belangrijke wetenschapsblad Nature.

Een dag is de tijd die een planeet nodig heeft om één keer om zijn as te draaien. Bij de aarde is dat afgerond 24 uur. Bèta Pictoris b is 16 keer zo groot als de aarde, maar een dag duurt drie keer zo kort. Dat komt door de enorme draaisnelheid. De planeet draait om z'n as met een snelheid van bijna 100.000 kilometer per uur. Ter vergelijking: de zogeheten rotatiesnelheid van de aarde is ongeveer 1700 kilometer per uur.

De onderzoekers denken dat de hoge snelheid komt doordat de planeet erg zwaar is. Bèta Pictoris b is ongeveer 3000 keer zo zwaar als de aarde. In de loop van de tijd zal de planeet waarschijnlijk afkoelen en krimpen. Als dat gebeurt, zal de planeet nog sneller om zijn as gaan draaien, misschien wel met 144.000 kilometer per uur. Een dag duurt in dag geval nog maar een uurtje of 3.

De planeet werd in 2008 ontdekt. Hij draait rond een ster in het sterrenbeeld Schilder. Die ster is vanaf de aarde met het blote oog te zien.

Het onderzoek is uitgevoerd door wetenschappers van de Sterrewacht in Leiden en het ruimteonderzoeksinstituut SRON in Utrecht.

(HLN)

15-05-2014

Omloopbaan van exoplaneet bij Bèta Pictoris bepaald


Illustratie van exoplaneet Bèta Pictoris b. (ESO/L. Calçada)

Amerikaanse astronomen zijn meer te weten gekomen over de omloopbaan van de planeet bij de nabije ster Bèta Pictoris. Met behulp van de recent in gebruik genomen Gemini Planet Imager van de Gemini South Telescope in het noorden van Chili is een reeks opnamen van de exoplaneet gemaakt.

Bèta Pictoris is een ster op 63 lichtjaar van de aarde. In 1983 werd met de infraroodsatelliet IRAS ontdekt dat de ster omgeven is door een omvangrijke schijf van gas en stof. Ruim tien jaar later bleek dat het binnenste deel van deze schijf vervormd is.

Een analyse van de nieuwe opnamen laat zien dat de omloopbaan van de planeet van Bèta Pictoris niet precies samenvalt met de hoofdmoot van de stofschijf. De oriëntatie ervan past beter bij het vervormde binnendeel. Het lijkt erop dat de aanwezigheid van de planeet, die ongeveer vier keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter, de oorzaak van de schijfvervorming is.

De astronomen voorspellen dat er een kleine kans bestaat dat de planeet eind 2017 vanaf de aarde gezien nét (of net niet) voor zijn moederster langs schuift. Als dat inderdaad gebeurt, zal de exacte grootte van de planeet kunnen worden gemeten en wellicht ook zijn chemische samenstelling. (EE)

(allesoversterrenkunde)

16-05-2014

‘Planetenjager’ Kepler krijgt een tweede leven


NASA-satelliet Kepler in actie. (NASA/JPL-Caltech)

Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft groen licht gegeven aan de aangepaste vervolgmissie van de Kepler-satelliet. De satelliet is al sinds het voorjaar van 2013 buiten bedrijf als gevolg van een probleem met het standregelsysteem.

Kepler maakt jacht op exoplaneten door te speuren naar de periodieke helderheidsdipjes in het licht van sterren, die ontstaan wanneer er planeten voor de sterren langs trekken. Voor het detecteren van zulke planeetovergangen of ‘transits’ is een extreem nauwkeurig standregelsysteem nodig. Het uitvallen van twee van de vier reactiewielen van Kepler gooide echter roet in het eten.

Technici hebben een methode ontwikkeld om het ontstane gebrek te omzeilen. Maar daar wordt wel een prijs voor betaald: Kepler zal niet langer op één vast gebied aan de hemel worden gericht, maar verschillende delen van de dierenriem in het oog houden. Ook zal hij alleen relatief zware planeten met korte omloopstijden kunnen opsporen.

De goedkeuring voorziet in twee jaar financiering van de K2-missie. Kepler zal in die tijd niet alleen naar exoplaneten uitkijken, maar ook sterren(hopen), actieve sterrenstelsels en supernova’s onder de loep nemen. (EE)

(allesoversterrenkunde)

02-06-2014

Exoplaneten zijn er in drie 'smaken', mede afhankelijk van samenstelling ster


Drie typen exoplaneten: gasreuzen, gasdwergen en aardeachtige planeten. (CfA/David Aguilar)

In ons eigen zonnestelsel kennen we twee typen planeten: kleine, rotsachtige planeten zoals de aarde en gasreuzen zoals Jupiter. Elders in het Melkwegstelsel komt echter ook een derde type voor: 'gasdwergen', die uit een rotsachtige kern en een dikke gasmantel bestaan. Onderzoekers van het Harvards-Smithsonian Center for Astrophysics hebben nu ontdekt dat de samenstelling van een ster mede bepalend is voor het soort planeten waardoor hij wordt vergezeld. De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston.

Statistisch onderzoek aan de vele honderden exoplaneten die door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler zijn ontdekt, heeft uitgewezen dat planeten die kleiner zijn dan 1,7 keer de middellijn van de aarde vrijwel altijd rotsachtig zijn. Hiertoe behoren ook de zogeheten superaardes. Planeten die groter zijn dan 3,9 keer de middellijn van de aarde zijn vrijwel altijd gasreuzen zoals Uranus, Neptunus, Saturnus en Jupiter. Planeten met afmetingen tussen 1,7 en 3,9 keer de middellijn van de aarde (die in ons eigen zonnestelsel niet voorkomen) zijn in de meeste gevallen gasdwergen.

Er is nu ontdekt dat sterren met relatief weinig zware elementen, zoals onze eigen zon, vaker vergezeld worden door aardeachtige planeten. Bij sterren met een wat hoger gehalte aan zware elementen komen relatief meer gasdwergen voor. Sterren die uitsluitend door gasreuzen worden vergezeld, blijken het hoogste gehalte aan zware elementen te bevatten.

Ook ontdekten de astronomen dat een rotsachtige planeetkern op grotere afstand van zijn moederster ook groter kan zijn voordat hij een dikke gasmantel aan zich bindt (het gas is afkomstig uit de materieschijf waaruit de planeten ontstaan). Zo kunnen er dus ook grote, zware aardeachtige planeten ontstaan, zoals de recent ontdekte 'mega-aarde' Kepler-10c. (GS)

(allesoversterrenkunde)

02-06-2014

Zwaar 'ruimteweer' bemoeilijkt leven op planeten bij rode dwergen


Artist's impression van een planeet bij een rode dwergster. (CfA/David Aguilar)

Op een planeet die een baan beschrijft rond een rode dwergster kan vermoedelijk geen leven voorkomen, zelfs al bevindt de planeet zich in de zogeheten bewoonbare zone van de ster, waar de temperatuur goed is voor vloeibaar water aan het oppervlak. Dat blijkt uit computersimulaties die zijn uitgevoerd door astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en die vandaag gepresenteerd zijn op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston.

Rode dwergen zijn kleiner en koeler dan de zon. De bewoonbare zone van een rode dwerg bevindt zich dan ook op veel kleinere afstand van de ster dan de bewoonbare zone in ons eigen zonnestelsel. Eerder waren sterrenkundigen zich er al van bewust dat energierijke uitbarstingen aan het oppervlak van sommige rode dwergen problemen zouden kunnen opleveren voor eventuele levensvormen op een naburige planeet. Nu is er ook gerekend aan de schadelijke invloed van de 'zonnewind' van een rode dwerg - de constante stroom van elektrisch geladen deeltjes die door sterren de ruimte in wordt geblazen.

Zelfs als de planeet in kwestie een magnetisch veld heeft zoals de aarde, zal dat in de meeste gevallen niet in staat zijn om weerstand te bieden aan deze 'ruimteweerverschijnselen', die vanwege de kleine afstand tot de ster extra hevig zijn. Het gevolg is dat de sterrenwind in volle hevigheid met de dampkring van de planeet in botsing komt. Dat veroorzaakt niet alleen spectaculair poollicht (honderdduizend maal zo intensief als op aarde), maar leidt er op termijn ook toe dat de dampkring volledig wordt weggeblazen. Leven kan zich onder die omstandigheden vermoedelijk niet handhaven, aldus de astronomen. (GS)

(allesoversterrnekunde)

06-06-2014

Planetenjager spot het 'Oog van Sauron'


© eso.

SPHERE, een nieuw instrument op de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili, heeft zijn 'eerste licht'-opname gemaakt. De 'Lord of the Rings'-fans onder de wetenschappers moeten hun hart een slag hebben voelen overslaan toen de stofring rond de ster HR 4796A zichzelf leek te ontmaskeren als het 'Oog van Sauron'.


© youtube.

'Eerste licht', dat is altijd iets speciaals voor telescopen en andere astronomische instrumenten. Hoewel het niet altijd van de grootste wetenschappelijke waarde is, is het een soort 'inwijdingsritueel'. Meestal wordt daarvoor een bekend hemelobject gekozen.

Ook het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument (SPHERE) moest zo zijn eerste licht krijgen. SPHERE is een krachtig nieuw instrument voor het opsporen en onderzoeken van exoplaneten. Dat is een bijzonder moeilijke opdracht, omdat zulke planeten zich vanaf de aarde gezien heel dicht bij hun moederster bevinden en heel weinig licht geven. Op een normale opname gaat de zwakke gloed van de planeet helemaal verloren in het licht van de ster. Daarom is het hele ontwerp van SPHERE erop gericht om een zo hoog mogelijk contrast te bereiken in het kleine stukje hemel rond de verblindende ster.

Voor het eerste licht van SPHERE werd er gefocust op de nabije ster HR 4796A. Het resultaat is prachtig, maar ook een beetje griezelig. De stofring rond de ster zorgt namelijk voor een foto die het oog van 'Lord of the Rings'-booswicht Sauron lijkt te imiteren.

Echt origineel is HR 4796A daarmee niet, want het sterrenstelsel NGC 4151, in het sterrenbeeld Jachthonden, wordt soms bestempeld als het 'Oog van Sauron'. NGC 4151 heeft er vanaf nu wel een stevige concurrent bij.


NGC-4151. © NASA.

(HLN)

03-06-2014

Nieuwe klasse planeten ontdekt: de gasdwergen



Wetenschappers hebben een nieuwe klasse planeten ontdekt: de gasdwergen. Het zijn gasachtige planeten die tot vier keer groter zijn dan onze aarde en beschikken over een dikke atmosfeer die uit waterstof en helium bestaat.

Tot voor kort waren er twee soorten planeten. Je had de rotsachtige planeten – zoals de aarde en Mars – en de gasreuzen – zoals Jupiter en Neptunus. Een nieuw onderzoek brengt daar verandering in en onthult de gasdwerg.

Elementen
De onderzoekers bestudeerden 400 sterren. Ze stelden de hoeveelheid elementen zwaarder dan waterstof en helium in deze sterren vast. Aangezien een ster en de planeten eromheen uit dezelfde schijf materiaal ontstaan, konden ze zo ook iets zeggen over de samenstelling van de kandidaat-exoplaneten rond deze sterren. Statistisch onderzoek toonde vervolgens aan dat planeten die kleiner zijn dan 1.7 keer de grootte van de aarde meestal rotsachtig zijn. Planeten die 3.9 keer groter zijn dan de aarde zijn meestal gasreuzen. Planeten die tussen de 1.7 en 3.9 keer groter zijn dan onze aarde zijn meestal gasdwergen. Ze hebben een dikke atmosfeer die bestaat uit waterstof en helium. De rotsachtige kern van deze gasdwergen ontstond vroeg genoeg om wat gas te verzamelen, maar de planeten zijn niet uitgegroeid tot gasreuzen, zoals Jupiter.


Op deze afbeelding ziet u de drie soorten planeten: de aardachtige planeet, de gasreus en gasdwerg. Afbeelding: J. Jauch.

Sterren en planeten
Het onderzoek laat bovendien zien dat de samenstelling van de ster waar planeten omheen draaien gebruikt kan worden om te voorspellen om wat voor soort planeten het gaat. Sterren met kleine, aardachtige planeten beschikken doorgaans over dezelfde hoeveelheden zware elementen als onze eigen zon. Sterren met gasdwergen zijn ietsje rijker aan zware metalen. Sterren met gasreuzen bevatten de meeste metalen (ongeveer vijftig procent meer dan onze zon).

De onderzoekers ontdekten ook dat rotsachtige werelden heel groot kunnen worden. Hoe verder ze van hun ster verwijderd zijn, hoe groter ze kunnen worden zonder een dikke atmosfeer te ontwikkelen en te veranderen in een gasdwerg. Op grote afstand van hun ster kunnen rotsachtige planeten dus monsterachtige groottes aannemen, de nog maar net ontdekte mega-planeet Kepler-10c is daar tot op heden het beste voorbeeld van.

(scientias.nl)

12-06-2014

Honderd miljoen planeten in Melkweg kunnen leven bevatten


Behalve de Aarde zijn er mogelijk honderd miljoen andere planeten in de Melkweg die leven bevatten. © thinkstock.

Volgens astronomen zijn er naast de Aarde honderd miljoen andere plaatsen in de Melkweg die mogelijk leven bevatten. Ze baseren hun onderzoek op een nieuwe berekeningsmethode om informatie over planeten in andere zonnestelsels te analyseren. Dat meldt Science Daily.
De onderzoekers van de universiteiten van Cornell, Texas, Puerto Rico en Washington publiceerden hun studie in het vakblad Challenges. Nooit eerder werd een schatting gemaakt van het aantal werelden in het heelal die mogelijk complexe levensvormen huisvesten.

Ze namen meer dan duizend planeten onder de loep en pasten een formule toe die onder andere dichtheid, temperatuur, samenstelling en afstand tot de centrale ster in rekening brengt. Met de informatie die dat opleverde, ontwikkelden ze de Biological Complexity Index (BCI). Eén à twee procent van de tien miljard planeten in de Melkweg had een BCI-score die hoger was dan 'Europa', een maan van Jupiter waarvan gedacht wordt dat die ondergrondse oceanen heeft die leven kunnen bevatten.

Meercellige organismen
De wetenschappers benadrukken dat hun studie niet aantoont dat er leven bestaat op zoveel planeten. Wel zijn de voorwaarden vervuld die complex leven mogelijk kunnen maken. "Complex leven betekent niet hetzelfde als intelligent leven, hoewel het niet uitgesloten is", zeggen de onderzoekers. "Het gaat om meercellige organismen, groter en complexer dan microben, in verschillende vormen."

Het lijkt dus erg onwaarschijnlijk dat we alleen zijn, zeggen de onderzoekers. Maar ondanks het grote aantal planeten dat mogelijk leven huisvest, is de Melkweg zo groot dat die planeten erg ver uit elkaar liggen. Een ontmoeting met buitenaardse wezens lijkt daardoor uitgesloten.

Het dichtsbijzijnde zonnestelsel dat mogelijk leven bevat, is Gliese 581. Het heeft twee planeten die schijnbaar complexe biosferen kunnen huisvesten. De afstand van de aarde tot Gliese 581 bedraagt ongeveer twintig lichtjaren.

(HLN)

14-06-2014

Het ultieme zonnestelsel telt tot 60 leefbare werelden



Hoeveel hemellichamen kunnen er idealiter in de leefbare zone van een ster worden gepropt? Astrofysicus Sean Raymond beet zich in die vraag vast en komt met indrukwekkende resultaten: met een beetje handigheid passen er wel zestig in!

Ons zonnestelsel telt acht planeten. En daarmee is het – zeker in vergelijking met andere zonnestelsels die tot op heden zijn ontdekt, aardig druk bevolkt. Van die acht planeten is er – voor zover we weten – eentje waarop leven mogelijk is. Toen astrofysicus Sean Raymond naar een plaatje van ons zonnestelsel keek, vroeg hij zich af of het mogelijk was om efficiënter gebruik te maken van de ruimte. Hij was met name benieuwd of het mogelijk was om meer hemellichamen in de leefbare zone rond onze ster te plaatsen. Hij ging wat schuiven en hield zich daarbij aan twee regels: hij moest alle planeten en grote manen in het zonnestelsel behouden. En de banen die de planeten volgden, moesten ook intact blijven (wel mochten planeten van baan wisselen). Hij creëerde zo een zonnestelsel met zeven mogelijk leefbare planeten (zie de afbeelding hieronder). “Dit betere systeem is ietsje anders dan het zonnestelsel dat we nu hebben,” zo schrijft hij op zijn blog. “Venus is één van de manen van Jupiter geworden, Jupiter bevindt zich in de baan van Mars en Mars bevindt zich in de baan van Venus en de maan van de aarde is omgewisseld met Titan.”


Het ultieme stelsel
Een interessante gedachtegang. En het smaakte naar meer. Het bracht Raymond op het idee om het ultieme zonnestelsel te bouwen. “Ik wil een planetair systeem bouwen met het grootst mogelijke aantal leefbare werelden,” schrijft hij. Het is vanzelfsprekend allemaal denkbeeldig. “Maar wel verbeelding beperkt door de wetenschap.”

Ster
De bouw van het ultieme zonnestelsel begint natuurlijk bij het hart ervan: de ster. Raymond heeft de keuze tussen een ster zoals onze zon of een rode dwerg. Sterren die groter zijn dan de zon zijn geen optie, omdat ze niet zo lang meegaan. Raymond kiest voor een rode dwerg die ongeveer 50 procent van de massa van onze zon heeft. “Deze sterren leven veel langer dan de zon en veranderen veel geleidelijker van helderheid. Hun leefbare zone bevindt zich dicht genoeg bij de ster om getijdenwerking mogelijk te maken.” Het gaat om een zwakke getijdenwerking die te zwak is om tot enorme vulkanische uitbarstingen te leiden, maar sterk genoeg is om platentektoniek in de leefbare zone mogelijk te maken en die leefbare zone te verbreden. Als belangrijk argument voor zijn keuze stelt Raymond dat we rond dergelijke sterren al planeten in de leefbare zone ontdekt hebben. Hij denkt dan aan Kepler-186f. “We hebben (nog) geen planeten ter grootte van de aarde in de leefbare zone van zonachtige sterren ontdekt.”

PLATENTEKTONIEK
Waarom is platentektoniek zo belangrijk voor een leefbare planeet? Platentektoniek zorgt ervoor dat de bouwstoffen die primitieve levensvormen nodig hebben (waterstof, zuurstof, stikstof, zwavel, fosfor, enzovoort) worden aangevuld. Ook speelt platentektoniek een cruciale rol in het regelen van de temperatuur op aarde (nog altijd ons beste voorbeeld van een leefbare planeet). Om de temperatuur op aarde stabiel te houden, moet de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer beperkt blijven. De platentektoniek helpt daarbij door een deel van de koolstof diep in de aardkorst te begraven. Zonder platentektoniek zou er veel meer koolstof in de atmosfeer zitten en zou de aarde wellicht helemaal niet al zo’n lange tijd zo’n prettige planeet zijn om te leven. Wellicht zag onze planeet er dan net zo uit als de gloeiendhete Venus.

De planeten
Na de ster gaat Raymond op zoek naar de planeten die nodig zijn om een ultiem zonnestelsel te kunnen bouwen. Die planeten mogen niet te klein (kleiner dan dertig procent van de massa van de aarde) zijn. Kleine planeten hebben namelijk te weinig zwaartekracht om hun atmosfeer miljarden jaren op rij vast te houden. Ook beschikken ze over te weinig interne warmte om de platentektoniek miljarden jaren draaiende te houden. De planeten moeten echter ook niet te groot (meer dan twee keer zo groot als de aarde) zijn. Deze planeten bestaan namelijk voornamelijk uit gas en hebben dus geen oppervlak om op te staan. Daarnaast moeten de planeten ook niet te droog of te nat zijn en zou het prettig zijn als ze een atmosfeer, oceanen en continenten hadden. “Dat vertaalt zich naar werelden die tussen 0,5 en twee keer zo groot zijn als de aarde, met tussen de tien keer minder en tien keer meer water dan de aarde.” Overigens wil dat niet zeggen dat er voor gasplaneten helemaal geen plekje is weggelegd in dit ultieme zonnestelsel. Raymond wijst erop dat we meer leefbare werelden in ons zonnestelsel kunnen stoppen als we ze tot manen van gasreuzen maken.

De baan
Nu de ster en planeten zijn uitgekozen, is het tijd voor een volgende uitdaging: de baan van de planeten. Dat is nog niet zo eenvoudig. Natuurlijk wil Raymond zoveel mogelijk planeten in zijn stelsel ‘proppen’, maar tegelijkertijd moet dat systeem wel stabiel blijven. “Kleine planeten kunnen dichter bij elkaar worden geplaatst dan grote planeten. We kunnen veertien van de kleinste planeten in de leefbare zone van onze gekozen ster kwijt of zeven planeten ter grootte van de aarde, maar slechts drie tot vier van de grootste planeten (tien keer groter dan de aarde) kwijt.” Dat klinkt logisch. Maar het aantal planeten waar Raymond over praat, is nog niet indrukwekkend. Gelukkig heeft Raymond nog wat trucjes achter de hand om ervoor te zorgen dat er meer hemellichamen in het zonnestelsel passen. “Een gasreus kan over tot wel vijf manen beschikken die groot genoeg zijn om leefbaar te zijn,” zo stelt hij. “De planeten die wij gekozen hebben, kunnen ook grote manen bezitten, maar waarschijnlijk maar eentje per planeet.” Daarmee wordt het aantal leefbare hemellichamen al flink vergroot. Maar Raymond is nog niet tevreden. Hij haalt ook de Trojanen nog van stal. Dit zijn planetoïden die dezelfde baan volgen als een planeet (ze zijn voornamelijk nabij Jupiter te vinden). Als een ruimtesteen te dicht bij Jupiter in de buurt komt, zorgt de zwaartekracht van de gasreus ervoor dat deze steen weggeslingerd wordt. De Trojanen bevinden zich echter op zestig graden voor en zestig graden achter Jupiter en hebben niets van de gasreus te vrezen. De plekken waar de Trojanen zich bevinden, worden aangeduid met L4 en L5. “L4 en L5 zouden stabiele eilandjes zijn voor een planeet ter grootte van de aarde. Misschien zelfs één met een grote maan. Sterker nog: twee planeten ter grootte van de aarde – eentje op L4 en eentje op L5 – zou nog stabiel zijn. In sommige omstandigheden zou zich op L4 of L5 nog een andere gasreus kunnen bevinden. “Met manen en Trojanen kunnen veel werelden dezelfde baan volgen. Dat betekent dat we meer werelden ter grootte van de aarde in de leefbare zone kunnen plaatsen.”

24 planeten
Op basis van alle ingrediënten kunnen twee volgepakte – stabiele – zonnestelsels gemaakt worden. Het eerste zonnestelsel bestaat uit een rode dwerg en planeten die ongeveer net zo groot zijn als de aarde. Raymond toont aan dat hij zes banen in de leefbare zone kan proppen. Elke baan wordt gevolgd door twee hemellichamen: een planeet die ongeveer net zo groot is als de aarde en een maan die ongeveer net zo groot is als de aarde. Elk ‘stelletje’ wordt achtervolgd, zoals Trojanen Jupiter achtervolgen. De achtervolgers bestaan uit een planeet en maan ter grootte van de aarde. Zo passen in de leefbare zone van dit zonnestelsel maar liefst 24 leefbare werelden.



Indrukwekkend. Maar kan er echt niet meer in? Jawel. Maar daarvoor moeten we toch de gasreuzen van stal halen. Raymond plaatst er vier in de leefbare zone rond de rode dwerg. “Elk van deze kan tot vijf mogelijk leefbare manen hebben.” Bovendien kan elke gasreus voor en achter zich een dubbelplaneet hebben (in L4 en L5). Zo passen er al snel 36 werelden in de leefbare zone.



Is dit het dan? Nee! Raymond gooit er nog één trucje tegenaan. Hij combineert de twee zonnestelsels. “We kunnen ze samen in één dubbelstersysteem plaatsen. Natuurlijk vormen dubbelsterren een bedreiging voor planetaire systemen. Een dubbelster die te dichtbij of te ver weg staat, kan roet in het eten gooien. Maar als de afstand tussen de twee sterren 100 keer zo groot is als de afstand tussen de zon en de aarde lijkt er niets aan de hand te zijn. Het resultaat is een zonnestelsel met zestig werelden in de leefbare zone. “Dit is mijn ultieme zonnestelsel.”



Dat het een interessant gedachte-experiment is, staat buiten kijf. Maar wat wil Raymond hier nu werkelijk mee bereiken? Hij hoopt mensen aan het denken te zetten over sterren en planeten, ze aan te moedigen om vragen te stellen en vooral aan iedereen te laten zien dat wetenschap gewoon hartstikke leuk is. Wat ons betreft is dat gelukt!

(scientias.nl)