Tot twintig jaar geleden waren de planeten in het zonnestelsel de enige die aan de wetenschap bekend waren. Astronomen gingen er vanuit dat ook elders planeten zouden moeten bestaan, maar niemand had zo ooit gezien. Vandaag de dag kennen we bijna duizend planeten die om andere sterren draaien. Sommige zijn kleiner dan de aarde, terwijl anderen zwaarder zijn dan Jupiter. Astronomen vermoeden dat de Melkweg minstens evenveel planeten als sterren bevat.
Maar hoe kunnen astronomen dit soort “exoplaneten” eigenlijk ontdekken?
De eerste exoplaneet werd in 1991 ontdekt, in een omloopbaan rondom een pulsar. Dit is een dode ster, dat snel ronddraait en met exacte intervals stralingsbundels uitzendt. Als er planeten rond de pulsar draaien, dan beïnvloeden deze de golflengte van de stralingsbundels. Aan de hand van deze veranderingen kunnen astronomen de omloopbaan van eventueel aanwezige planeten berekenen.
Radial velocity
De Gouden Eeuw van de ontdekking van exoplaneten begon in 1995, toen een team van astronomen voor het eerst een planeet aantrof in een omloopbaan rondom een zonachtige ster. Hiertoe heeft men gekeken naar het licht van de ster 51 Pegasi. Door te kijken naar Dopplerverschuivingen in het spectrum van het sterlicht, kon men bepalen of “iets” aan de ster zat te “trekken’. Deze techniek wordt de radial velocity methode genoemd. Wat bleek: er zat inderdaad “iets” aan de ster te trekken, waardoor deze langzaam naar ons toe en weer van ons vandaan bewoog. Dit “iets” was een planeet!
De planeet bleek te behoren tot een categorie die we niet kennen in ons zonnestelsel. 51 Pegasi b was namelijk een Jupiterachtige gasreus op korte afstand van z’n moederster – deze afstand was zelfs korter dan die tussen Mercurius en de zon. Vandaar dat 51 Pegasi b de naamgever is geworden van een nieuwe categorie van planeten: de Pegasiden, beter bekend als Hete Jupiters.
Microlensing
Een andere methode dat door astronomen gebruikt wordt om planeten te ontdekken wordt gravitational microlensing genoemd. Hierbij wordt de helderheid van een ster gemeten naarmate deze een andere ster bedekt. De voorgrondster fungeert als lens, waarbij het licht van de achtergrondster tijdelijk wordt versterkt als gevolg van de zwaartekracht. Als de voorgrondster planeten herbergt, dat resulteert dit in karakteristieke “extra” pieken in het licht van de achtergrondster. Het mooie van deze methode is dat amateurs kunnen helpen bij microlens-studies. Het enige wat ze hoeven te doen is het licht van een microlens direct waarnemen nadat een bedekking is aangekondigd.
Transit
De meest succesvolle manier om planeten te vinden is via de transit method of de overgangsmethode. Hierbij wordt gekeken naar de helderheid van een ster. Als er een kleine en periodieke “dip” wordt waargenomen in de helderheid van een ster, dan zou dit kunnen betekenen dat een planeet voor het oppervlak van z’n moederster langstrekt. Met behulp van deze methode heeft de Kepler-ruimtetelescoop duizenden kandidaat-exoplaneten gevonden, waaronder planeten zo groot als de aarde in de leefbare zone van hun moederster(ren). Toch heeft deze methode een grote beperking: het werkt alleen als een planeet, vanaf ons perspectief, z’n moederster bedekt. Als een planeet boven of onder dit vlak z’n rondjes draait, dan kunnen we ‘m simpelweg niet zien!
Coronografen
Met behulp van deze methode wordt het zonlicht heel precies tegengehouden door een instrument dat een coronograaf wordt genoemd. Als je geluk hebt, dan zal het zwakke licht van omringende planeten zichtbaar worden. Deze methode is lastig te implementeren, maar astronomen hebben hier een oplossing voor. Als je een reusachtig, zonnebloemvormig object in een baan om de aarde plaatst, op een afstand van 125 000 km van een (ruimte-)telescoop, dan kan deze dienstdoen als enorme coronagraaf. Hiermee kan het licht van iedere ster weggefilterd worden met een factor van 10 miljard. Hierdoor wordt het licht van planeten zichtbaar, zelfs van planeten zo groot als de aarde of kleiner.
Conclusie
Het is een spannende tijd om een planetenjager te zijn. Geloof me: de heren wetenschappers zijn nog maar net begonnen! Binnen een jaar of tien zal de heilige graal van de exoplaneten ontdekt worden: een aard-achtige planeet in de leefbare zone van z’n ster met een zuurstofrijke atmosfeer. Let maar op!
