Ondanks talloze eerdere weerlegde beweringen is het nu dan toch bewezen: het op één na dichtstbijzijnde sterrensysteem bij de aarde herbergt vier kleine exoplaneten.
Astronomen bestuderen de Ster van Barnard al zeker honderd jaar, in de hoop planeten rondom deze ster te ontdekken. Het vinden van exoplaneten rond deze ster is inmiddels een soort heilige graal voor sterrenkundigen geworden. Sinds de jaren zestig werden er claims gedaan over omcirkelende planeten, van Jupiterachtige reuzen tot superaardes, maar elke keer werden ze ook weer van tafel geveegd. Maar, er is groot nieuws: het lijkt er nu namelijk écht op dat de Ster van Barnard exoplaneten herbergt.
De Ster van Barnard ligt op slechts 6 lichtjaar afstand en is een goed onderzochte M-dwerg van 10 miljard jaar oud, met een massa van 0,16 keer die van de zon. De ster werd voor het eerst ontdekt door E. E. Barnard in 1916 bij het Yerkes Observatory en is de dichtstbijzijnde enkele ster ten opzichte van de aarde. Het is een rode dwerg, een type ster met een lage massa die vaak dichtbevolkte planetenstelsels herbergt, vaak met meerdere rotsachtige planeten. Rode dwergen komen in het universum enorm veel voor, wat wetenschappers aanspoort om meer te begrijpen over de omgevingen van de planeten die ze mogelijk herbergen.
De ontdekking werd gedaan met behulp van het MAROON-X-instrument, dat speciaal is ontworpen om verre planeten rondom rode dwergsterren te vinden. Dit krachtige instrument is gemonteerd op de Gemini North-telescoop.
MAROON-X
MAROON-X speurt naar exoplaneten met behulp van de radiale snelheidstechniek. Dit houdt in dat het de subtiele bewegingen van een ster detecteert, veroorzaakt door de zwaartekracht van de exoplaneten die aan de ster trekken. Dit zorgt ervoor dat het licht van de ster een kleine verschuiving in golflengte vertoont. Het geavanceerde instrument is zo nauwkeurig dat het niet alleen de kleine verschuivingen in het licht kan meten, maar ook het aantal en de massa van de planeten kan achterhalen die de ster omcirkelen en dit effect veroorzaken.
Sterk bewijs
Na grondige kalibratie en analyse van gegevens die over 112 nachten gedurende drie jaar zijn verzameld, ontdekte het team sterk bewijs voor drie exoplaneten rond de Ster van Barnard. Twee daarvan waren al eerder als mogelijke kandidaten aangeduid. Het team combineerde deze bevindingen met gegevens uit een studie uit 2024, uitgevoerd met het ESPRESSO-instrument op de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Zo werd het bestaan van een vierde planeet bevestigd, die daardoor van kandidaat werd gepromoveerd tot een echte exoplaneet. Eén van de nieuw ontdekte planeten is de lichtste exoplaneet die ooit met de radiale snelheidstechniek is ontdekt, wat een nieuwe standaard aangeeft voor het vinden van kleinere planeten rond nabije sterren.
Vier mini-aardes
Al met al kunnen onderzoekers nu met ongekende zekerheid bevestigen dat onze beroemde kosmische buur vier ‘mini-aardes’ herbergt. “Dit is een ontzettend spannende ontdekking”, zegt Ritvik Basant, PhD-student aan de Universiteit van Chicago en eerste auteur van het artikel dat in The Astrophysical Journal Letters verschijnt. “De Ster van Barnard is onze kosmische buur, en toch weten we er zo weinig van. Dit is echt een doorbraak, dankzij de precisie van deze nieuwe instrumenten in vergelijking met eerdere generaties.”
Deze animatie toont de baanbewegingen van het planetenstelsel van de Ster van Barnard. Met behulp van onder andere de Gemini North-telescoop, een van de twee telescopen van het Internationale Gemini Observatory, hebben astronomen vier exoplaneten ontdekt die kleiner zijn dan de aarde en in een baan om de ster draaien. Eén van deze planeten is de lichtste exoplaneet die ooit is ontdekt met de radiale snelheidstechniek. Video: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor/J. Pollard
Valse aanwijzingen
Het betekent dat onderzoekers eindelijk met zekerheid kunnen zeggen dat de Ster van Barnard daadwerkelijk planeten herbergt. En dat is bijzonder. Zoals gezegd hebben onderzoekers in het verleden keer op keer bewijs gepresenteerd voor planeten rondom de ster, maar telkens bleek het weer een valse aanwijzing te zijn. Deze laatste bevindingen bieden echter veel meer zekerheid dan eerdere resultaten. “We observeerden op verschillende tijden van de nacht en op verschillende dagen”, legt Basant uit. “Onze collega’s waren in Chili, wij zaten op Hawaï. Onze teams werkten helemaal niet samen, wat ons veel vertrouwen geeft dat dit geen valse signalen zijn.”
Rotsachtig
De vier planeten, elk met een massa van slechts 20 tot 30 procent van die van de aarde, draaien zo dicht om hun ster heen dat ze in enkele dagen een volledige baan afleggen. Dit betekent dat ze vermoedelijk te heet zijn om bewoonbaar te zijn. Daarnaast zijn ze waarschijnlijk rotsachtig, maar het zal lastig zijn om dit met zekerheid vast te stellen, aangezien we de planeten vanaf de aarde niet in hun baan voor de ster kunnen zien bewegen. Dit is normaal gesproken de manier om de samenstelling van een planeet te bepalen. Door echter gegevens van vergelijkbare planeten rond andere sterren te bestuderen, zal het team beter in staat zijn om de samenstelling van deze planeten te achterhalen. Ze konden echter met een redelijke mate van zekerheid uitsluiten dat er andere exoplaneten met een massa vergelijkbaar met die van de aarde in de bewoonbare zone van de Ster van Barnard aanwezig zijn. Dit is het gebied rondom een ster waar de omstandigheden juist zijn om vloeibaar water op het oppervlak van een omlopende planeet mogelijk te maken.
De ontdekking van vier mini-aardes rond de Ster van Barnard is een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van het universum en de zoektocht naar planeten die mogelijk geschikt zijn voor leven. Terwijl wetenschappers meer van deze kleinere, rotsachtige planeten ontdekken, zullen ze steeds beter begrijpen hoe ze zich vormen en welke factoren bepalend zijn voor hun potentieel om bewoonbare omstandigheden te ondersteunen. Het team hoopt dat deze ontdekking het begin is van een nieuw tijdperk waarin steeds meer sub-aarde exoplaneten in het universum worden ontdekt.
