Hoe is het weer? Dat is niet alleen een belangrijke vraag in de vakantie, het is ook een van de eerste dingen die astronomen zich afvragen als ze op een nieuwe planeet stuiten. Of een planeet zich in de zogenoemde leefbare zone bevindt, is namelijk cruciaal voor de mogelijke aanwezigheid van water en dus leven. Nu blijkt dat meer planeten dan gedacht voldoen aan die voorwaarde.
Onze grote hete zon is een relatieve zeldzaamheid in de Melkweg. Verreweg de meeste sterren zijn kleiner en kouder, met een massa van hooguit de helft van de zon. Miljarden planeten draaien rond deze dwergsterren. Maar willen ze leefbaar zijn dan moeten ze erg dicht rond hun kleine sterren draaien, omdat het anders te koud is. Dat maakt ze echter weer erg vatbaar voor extreme getijdenkrachten.
De bewoonbare of leefbare zone is het gebied dat zich op een dusdanige afstand bevindt van een ster dat er eventueel leven mogelijk is. Belangrijkste voorwaarde daarbij is de temperatuur. Het moet er niet te warm of te koud zijn, zodat water niet bevriest of verdampt, maar vloeibaar blijft. Leuk weetje: dit gebied wordt ook wel de Goldilocks-zone genoemd, naar het sprookje van Goudlokje en de drie beren. Volgens het verhaal moet een meisje van drie borden pap proeven, waarbij het eerste te warm is, het tweede te koud en het derde precies goed.
Volgende fase onderzoek
Volgens een nieuwe analyse van telescoopdata bevindt twee derde van de planeten zich te dicht bij hun ster om bestand te zijn tegen deze extreme getijdenkrachten waardoor ze te veel worden opgewarmd. Maar dat betekent dus dat een derde van de planeten – nog altijd honderden miljoenen exemplaren, alleen al in ons sterrenstelsel – zich op de juiste afstand van zijn ster bevindt om vloeibaar water te kunnen herbergen en daarmee mogelijk leven.
Onderzoeker van de University of Florida Sarah Ballard reageert: “Ik denk dat dit resultaat erg belangrijk is voor het volgende decennium aan exoplaneetonderzoek, omdat onze ogen nu meer gericht zijn op deze groep sterren. Deze sterren zijn perfect om op zoek te gaan naar kleine planeten in een baan die vloeibaar water mogelijk maakt, waardoor er leven kan zijn”, aldus de onderzoeker die al heel lang exoplaneten bestudeert.
Geen perfecte cirkel
Samen met onderzoeker Sheila Sagear keek ze naar de excentriciteit van meer dan 150 planeten rond rode dwergsterren (M-sterren), die ongeveer zo groot zijn als Jupiter. Hoe ovaler of elliptischer een baan – dus hoe meer hij afwijkt van een perfecte cirkel – hoe excentrischer hij is. Als een planeet erg dicht bij zijn ster staat, ongeveer zo ver als Mercurius van de zon, dan kan een excentrische baan ervoor zorgen dat de planeet te maken krijgt met zogenoemde getijdenopwarming. Onder invloed van de steeds veranderende zwaartekracht tijdens zijn onregelmatige baan wordt de planeet uitgerekt en vervormd. In het extreemste geval wordt de planeet veel te heet, waardoor al het eventueel vloeibare water verdampt. “Alleen voor deze kleine sterren geldt dat de leefbare zone zo dichtbij is dat deze getijdenkrachten relevant worden”, verklaart Ballard.
Kepler en Gaia
De data zijn afkomstig van de Kepler-telescoop van NASA die informatie opvangt van exoplaneten als ze voor hun gastster langs bewegen. Om de banen van de planeten te meten, focusten de onderzoekers vooral op hoe lang het duurde voor een planeet voor een ster langs was getrokken. Daarbij gebruikten ze ook nieuwe data van de Gaia-telescoop, die de afstand meet tot miljarden sterren in ons sterrenstelsel. “De afstand was echt het stukje informatie dat we tot nu toe misten en waardoor we nu wel een goede analyse konden doen”, reageert Sagear.
Meerdere planeten rond één ster
De twee onderzoekers ontdekten dat sterren met meerdere planeten de grootste kans hadden op de soort cirkelvormige baan die nodig is om vloeibaar water vast te houden. Sterren met slechts één planeet hadden het vaakst getijdenextremen waardoor het oppervlak onleefbaar werd.
Een derde van de planeten in deze kleine steekproef had een dusdanig ‘vriendelijke’ baan rond een ster dat vloeibaar water tot de mogelijkheden behoort. Dat betekent dat de Melkweg waarschijnlijk honderden miljoenen planeten herbergt buiten ons zonnestelsel waar astronomen kunnen zoeken naar tekenen van leven.
