En daarmee lijken we tot op heden veel minder kleinere, aardachtige planeten te hebben ontdekt dan gedacht.
Tot die conclusie komen onderzoekers in het blad The Astrophysical Journal Letters. “Wij ontdekten dat honderden exoplaneten groter zijn dan ze lijken,” vertelt onderzoeker Te Han. “Dat betekent dat we tot op heden mogelijk veel minder aardachtige planeten hebben gevonden dan we dachten.”
TESS
Te Han en collega’s trekken die conclusie nadat ze zich nog eens bogen over observaties van telescoop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Deze telescoop spoort exoplaneten op met behulp van de transit-methode. Hierbij staart TESS langdurig naar sterren, in de hoop er getuige van te zijn dat de helderheid ervan met enige regelmaat afneemt. Dat kan er namelijk op wijzen dat rond die ster een planeet cirkelt die met regelmaat tussen de ster en TESS in staat en daarbij een deel van het sterlicht tegenhoudt. De afname in helderheid verraadt daarbij ook iets over de grootte van die planeet: hoe sterker de helderheid van de ster afneemt, hoe meer sterlicht de planeet tegenhoudt en hoe groter deze dus is.
Foutje, bedankt
Dat lijkt een vrij helder verhaal. Maar in hun studie concluderen Te Han en collega’s nu dat we de omvang van meer dan 200 door TESS ontdekte exoplaneten verkeerd hebben ingeschat. Deze planeten zouden in werkelijkheid veel groter zijn dan we nu denken. Hoe kan dat? Het heeft alles te maken met naburige sterren, zo schrijven de onderzoekers. Wanneer TESS naar een ster staart, vangt deze niet alleen het licht van die ster op, maar ook dat van sterren in de omgeving. Het licht van de ster die TESS observeert, vermengt zich daarbij met het licht van die andere, naburige sterren. Wanneer een planeet voor de bestudeerde ster langs beweegt, blokkeert deze nog steeds een deel van het licht van zijn moederster. Maar omdat er extra, onverwant sterlicht van naburige sterren meekomt in de meting, lijkt de helderheid van de moederster minder sterk af te nemen dan in werkelijkheid is. En daardoor lijkt ook de planeet kleiner dan eigenlijk het geval is.
Grotere straal, kleinere dichtheid
Heel concreet zouden onderzoekers zo de omvang van meer dan 200 door TESS ontdekte exoplaneten verkeerd hebben ingeschat. Gemiddeld zouden deze exoplaneten een ongeveer 6 procent grotere straal hebben dan gedacht. En dat heeft ook weer gevolgen voor de dichtheid van een planeet, die berekend wordt aan de hand van de straal (en massa) van een planeet. Zo zou het betekenen dat deze planeten een 20 procent kleinere dichtheid hebben dan eerder werd aangenomen. En dat kan er weer toe leiden dat we een verkeerd beeld hebben van hun samenstelling – en mogelijk ook verkeerde conclusies trekken over hun ontstaan en ontwikkeling, zo stellen de onderzoekers.
Voor hun onderzoek maakten de wetenschappers ook dankbaar gebruik van data van Gaia. Deze telescoop stelde van 2 miljard sterren onder meer hun positie, bewegingen en afstand vast. En onderzoekers gebruikten die data om na te gaan in hoeverre specifieke metingen van TESS door het sterlicht van andere sterren ‘vervuild’ werden. Ook hebben ze – met behulp van Gaia-data – een methode ontwikkeld om de metingen van TESS ‘op te schonen’, zodat we een nauwkeuriger beeld krijgen van de afname in helderheid en dus ook van de omvang van de planeet die deze afname in helderheid veroorzaakt.
“Wat we in onze studie zien, is dat deze planeten (die door TESS zijn ontdekt, red.) mogelijk systematisch groter zijn dan we oorspronkelijk dachten,” vertelt onderzoeker Paul Robertson. “Dat roept de vraag op: hoe vaak komen aard-achtige planeten eigenlijk écht voor?” Het is een goeie vraag, want TESS heeft sowieso nog maar weinig exoplaneten à la de aarde, ontdekt. “Van de enkelvoudige planetenstelsels die TESS tot nu toe heeft ontdekt, dachten we dat er slechts drie qua samenstelling op de aarde leken,” vertelt Han. “Door deze nieuwe bevindingen blijken ze allemaal groter te zijn dan we dachten.” In plaats van rotsachtige planeten, zoals de aarde, lijkt het nu meer te gaan om waterwerelden – planeten die doorgaans groter zijn dan de aarde en volledig door een oceaan worden bedekt – of zelfs (nog grotere) gasreuzen, zoals Uranus of Neptunus.
