Een team van astronomen is met behulp van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili meer te weten gekomen over de planeten rond de nabije ster L 98-59, die overeenkomsten vertonen met de binnenste planeten van ons zonnestelsel. Daaronder bevinden zich een planeet met half zo veel massa als Venus (de lichtste exoplaneet die ooit met de radiale-snelheidstechniek is gemeten), een oceaanwereld en een mogelijke planeet in de leefbare zone.
‘De planeet in de leefbare zone heeft wellicht een atmosfeer die leven in stand zou kunnen houden,’ zegt María Rosa Zapatero Osorio, astronoom aan het Centrum voor Astrobiologie in Madrid, Spanje, en een van de auteurs van het onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd. De resultaten vormen een belangrijke stap in de zoektocht naar leven op planeten van aardse proporties buiten ons zonnestelsel. De detectie van tekenen van leven op een exoplaneet hangt af van de mogelijkheid om zijn atmosfeer te onderzoeken, maar de huidige telescopen zijn niet groot genoeg om de resolutie te bereiken die nodig is om dit bij kleine, rotsachtige planeten voor elkaar te krijgen. Het nu onderzochte planetenstelsel, dat naar zijn ster L 98-59 is vernoemd, is een aantrekkelijk onderzoeksobject voor toekomstige waarnemingen van de atmosferen van exoplaneten. Het draait om een ster die slechts 35 lichtjaar van ons verwijderd is, en blijkt enkele rotsachtige planeten te omvatten – planeten die zich, net als de aarde of Venus, dicht genoeg bij hun ster bevinden om warm te zijn.
Met behulp van ESO’s VLT kon het team vaststellen dat drie van de planeten wellicht water in hun inwendige of atmosfeer bevatten. De twee planeten die zich het dichtst bij de ster in het L 98-59-stelsel bevinden, zijn waarschijnlijk droog, maar kunnen kleine hoeveelheden water bevatten. De derde planeet zou voor wel dertig massaprocent uit water kunnen bestaan, wat kan betekenen dat het een oceaanwereld is. Bovendien ontdekten de astronomen een planeet in dit stelsel waarvan het bestaan nog niet bekend was, en hebben ze aanwijzingen gevonden voor een mogelijke vijfde planeet. Deze laatste bevindt zich in een zone op de juiste afstand van de ster om vloeibaar water op zijn oppervlak te laten bestaan. ‘We hebben dus aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van een aardse planeet in de leefbare zone van dit stelsel,’ verklaart Olivier Demangeon, onderzoeker aan het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço van de Universiteit van Porto in Portugal en hoofdauteur van het nieuwe onderzoek.
Het onderzoek betekent een technische doorbraak, omdat de astronomen met behulp van de radiale-snelheidsmethode hebben kunnen vaststellen dat de binnenste planeet in het stelsel slechts half zo zwaar is als Venus. Daarmee is het de lichtste exoplaneet die ooit met behulp van deze techniek is ‘gewogen’. Bij deze techniek wordt de schommelbeweging van de moederster gemeten die door de geringe zwaartekrachtsaantrekking van de om haar heen draaiende planeten wordt veroorzaakt. Bij het onderzoek van L 98-59 heeft het team gebruik gemaakt van het Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO)-instrument dat aan ESO’s VLT is gekoppeld. ‘Zonder de precisie en stabiliteit van ESPRESSO zou deze meting niet mogelijk zijn geweest,’ zegt Zapatero Osorio. ‘Dit is een stap voorwaarts in ons vermogen om de massa’s van de kleinste planeten buiten het zonnestelsel te meten.’
Astronomen hebben drie van de planeten van L 98-59 in 2019 voor het eerst gespot met NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Deze satelliet maakt gebruik van een andere techniek – de zogeheten transitmethode – waarbij de dipjes in het licht van een ster worden gemeten die ontstaan wanneer een planeet voor die ster langstrekt. Van de planeten die zo worden opgespoord kunnen ook de afmetingen worden gemeten. Voor de bepaling van de massa’s van exoplaneten zijn echter radiale-snelheidsmetingen nodig, zoals die worden gedaan met ESPRESSO en diens voorganger, de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), die gekoppeld is aan de 3,6-meter ESO-telescoop op La Silla. Het is aan deze beide instrumenten te danken dat Demangeon en zijn team de extra planeten konden opsporen en de massa’s van de drie al bekende planeten konden bepalen. ‘Om te weten waaruit een planeet bestaat, moet je minimaal zijn massa en straal kennen,’ legt Demangeon uit.
Het team hoopt het L 98-59-stelsel verder te kunnen onderzoeken met de nog te lanceren James Webb Space Telescope (JWST) van de ruimteagentschappen NASA, ESA en CSA. Ook de in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope (ELT) van ESO, waarmee in 2027 de eerste waarnemingen zullen worden gedaan, is ideaal voor het onderzoek van deze planeten. ‘Het HIRES-instrument van de ELT kan de atmosferen van enkele planeten in het L 98-59-stelsel onderzoeken en zo de JWST vanaf de grond aanvullen,’ zegt Zapatero Osorio. ‘Dit stelsel is een voorbode van wat komen gaat,’ voegt Demangeon daaraan toe. ‘We jagen als samenleving al sinds de geboorte van de astronomie achter aardse planeten aan, en nu komen we eindelijk steeds dichter bij de detectie van een aardse planeet in de leefbare zone van zijn ster, waarvan we de atmosfeer zouden kunnen onderzoeken.’
Bron: ESO
