Exomanen zijn veelbelovend in de zoektocht naar leven. Maar de ontdekking van de allereerste laat toch nog even op zich wachten.
In ons zonnestelsel is het eigenlijk heel normaal dat planeten worden vergezeld door één of meerdere manen. Met uitzondering van Mercurius en Venus hebben alle andere planeten dit soort metgezellen. De gasreus Saturnus spant zelfs de kroon, met maar liefst 140 natuurlijke satellieten! Daarom gaan wetenschappers ervan uit dat het zeer waarschijnlijk is dat planeten in verafgelegen stersystemen ook manen herbergen. Het enige voorzichtige bewijs hiervan, is gevonden rond de exoplaneten Kepler-1625b en Kepler-1708b. Een nieuwe studie werpt nu echter twijfels op over deze eerdere beweringen. “We hadden graag de ontdekking van exomanen rond Kepler-1625b en Kepler-1708b bevestigd,” zegt de eerste auteur van de nieuwe studie, René Heller. “Maar helaas tonen onze analyses iets anders aan.”
Exomanen rond Kepler-1625b en Kepler-1708b?
Vijf jaar geleden kwam de Jupiter-achtige planeet Kepler-1625b groot in het nieuws. Wetenschappers hadden sterke aanwijzingen voor het bestaan van een enorme maan in zijn baan ontdekt, die alle manen in ons zonnestelsel zou overtreffen. En vorig jaar kreeg deze opmerkelijke kandidaat-exomaan gezelschap: volgens wetenschappers cirkelt er ook een gigantische maan om de Jupiter-achtige planeet Kepler-1708b.
Tot dusver hebben wetenschappers een indrukwekkend aantal van 5300 exoplaneten ontdekt. Desondanks is er slechts bij twee van deze duizenden exoplaneten voorzichtig bewijs van exomanen gevonden. Het is eigenlijk niet verrassend dat de opbrengst zo laag is. Verre manen zijn van nature veel kleiner dan hun planeten, en daarom zijn ze veel moeilijker te ontdekken. Bovendien is het een uiterst tijdrovende taak om door de observatiegegevens van duizenden exoplaneten op zoek te gaan naar bewijs van manen. Onderzoekers kunnen echter niet wachten om ze te ontdekken. Dat is ook niet zo gek als je bedenkt dat de beste kandidaten voor buitenaards leven in ons zonnestelsel manen zijn. Misschien is dat in stelsels buiten ons zonnestelsel ook wel zo. Een goede reden om naar deze exomanen te blijven zoeken.
Kortom, de exoplaneten Kepler-1625b en Kepler-1708b worden verondersteld de thuiswerelden te zijn van de eerste bekende exomanen. Maar een nieuwe studie lijkt dit heugelijke nieuws nu te ontkrachten.
Lichtcurves
“Exomanen zijn zo ver weg dat we ze niet rechtstreeks kunnen zien, zelfs niet met de krachtigste moderne telescopen,” legt Heller uit. In plaats daarvan nemen telescopen de fluctuaties in helderheid van verre sterren waar. Deze reeks veranderingen wordt een lichtcurve genoemd. Onderzoekers speuren vervolgens naar aanwijzingen van manen in deze lichtcurves. Wanneer een exoplaneet gezien vanaf de aarde voor zijn ster langs beweegt, veroorzaakt dit een lichte verduistering van de ster. Dit fenomeen staat bekend als een overgang en herhaalt zich op regelmatige basis, synchroon met de omlooptijd van de planeet rondom de ster. Als er een exomaan is die de planeet begeleidt, zou dit een vergelijkbaar verduisteringseffect veroorzaken.
Hè jammer, toch niet
In de nieuwe studie maakten de onderzoekers gebruik van een nieuw ontwikkeld computer-algoritme, Pandora, dat de zoektocht naar exomanen vergemakkelijkt en versnelt. Maar in plaats van het bestaan van exomanen rondom Kepler-1625b en Kepler-1708b te bevestigen, komen ze tot een andere, vrij schokkende ontdekking. Het onderzoeksteam ontdekte dat de observaties voor de planeet Kepler-1708b net zo goed kunnen worden verklaard zonder de aanwezigheid van een maan als met een maan. “De kans dat er een maan om Kepler-1708b draait, is aanzienlijk lager dan oorspronkelijk werd gedacht,” aldus onderzoeker Michael Hippke. “Uit de gegevens blijkt dat er geen bewijs is voor het bestaan van een exomaan rond Kepler-1708b.” Bovendien zijn er sterke aanwijzingen dat ook Kepler-1625b waarschijnlijk geen enorme metgezel heeft.
Fout-positieve resultaten
Het betekent dat de ontdekking van de allereerste exomaan toch nog even op zich laat wachten. En alsof dat nog niet teleurstellend genoeg is, tonen de nieuwe, grondige analyses ook nog eens aan dat het behoorlijk ingewikkeld gaat worden om een exomaan op te sporen. De zoekalgoritmen voor exomanen leveren namelijk vaak onterecht positieve resultaten op. Keer op keer ‘ontdekten’ de onderzoekers een maan, terwijl er eigenlijk alleen maar een planeet voor zijn moederster schuift. Bij een lichtcurve zoals die van Kepler-1625b is de kans op ‘fout-positieven’ waarschijnlijk ongeveer 11 procent. “Volgens onze schattingen is een fout-positieve bevinding helemaal niet verrassend, maar bijna te verwachten,” concludeert Heller.
Uitzonderlijk groot
De wetenschappers maakten ook gebruik van hun algoritme om te voorspellen welk soort exomanen in principe wel te vinden zijn met behulp van astronomische waarnemingen. Volgens hun analyse zijn alleen uitzonderlijk grote manen die in een wijde baan om hun planeet draaien, met de huidige technologie detecteerbaar. In vergelijking met de bekende manen in ons zonnestelsel zouden deze exomanen allemaal ‘buitenbeentjes’ zijn: minstens twee keer zo groot als Ganymedes, de grootste maan in ons zonnestelsel.
De speurtocht naar exomanen gaat ondertussen onverminderd door. En het idee dat de allereerste ontdekte exomaan ook nog eens heel uniek kan zijn, vergroot mogelijk alleen maar het enthousiasme van wetenschappers om actief op zoek te gaan. “De allereerste exomanen die we in de toekomst zullen ontdekken, zullen ongetwijfeld buitengewoon en daarom waarschijnlijk zeer opwindend zijn om te verkennen,” besluit Heller.
