Wat was de opwinding groot, toen onderzoekers rond de ster 40 Eridani A daadwerkelijk een planeet ontdekten. Maar helaas, ‘Vulcan’ blijkt toch niet te bestaan.
Weet je nog, toen onderzoekers in 2018 een planeet ontdekten die rond de ster 40 Eridani A zou draaien? Star Trek-fans waren dolblij, want in de befaamde Star Trek-films herbergt deze ster de planeet Vulcan, waar Mr. Spock vandaan komt. Vorig jaar werd deze ontdekking echter al in twijfel getrokken. En nu is de kogel definitief door de kerk: ‘Vulcan’ behoort enkel tot het rijk der fictie.
Superaarde
Zes jaar geleden hielden astronomen de Dharma Endownment Foundation Telescope op de ster 40 Eridani A gericht. Het leidde tot de ontdekking van ‘Vulcan’ (officieel aangeduid als HD 26965 b of 40 Eridani b). De planeet zou zelfs een heuse superaarde zijn, op slechts 16 lichtjaar afstand van onze aarde. Onderzoekers schatten in dat de planeet ongeveer twee keer zo groot als de aarde was (of slechts ietsje kleiner dan Neptunus), die elke 42 dagen een rondje rond zijn ster voltooide. En: hij zou ook nog eens binnen de leefbare zone liggen!
Geen verrassing
Het nieuws dat Vulcan toch niet bestaat, komt echter voor de oorspronkelijke ontdekkers niet als een volledige verrassing. In hun onderzoek waarschuwden ze al dat het bewijs voor de aanwezigheid van Vulcan mogelijk niet wees op een echte planeet, maar eerder op verstoringen in de ster zelf. De recente analyse, die gebruik maakt van uiterst nauwkeurige metingen van radiale snelheden die in 2018 nog niet beschikbaar waren, heeft nu bevestigd dat het voorzichtige standpunt ten aanzien van de mogelijke ontdekking inderdaad terecht was.
Kleine schommelingen
Hoe dit precies zit? Toen wetenschappers de planeet in 2018 zogenaamd ontdekten, hebben ze de planeet niet rechtstreeks waargenomen. Ze hebben enkel het bestaan ervan afgeleid uit kleine schommelingen in de beweging van de moederster (zie kader).
In de afgelopen jaren zijn duizenden (kandidaat)planeten buiten ons zonnestelsel ontdekt, maar slechts een klein aantal daarvan is direct waargenomen. De meeste van deze exoplaneten zijn gevonden door de impact die ze hebben op hun moederster, voornamelijk door middel van twee methoden. De eerste is de transitmethode, waarbij wetenschappers het bestaan van een planeet afleiden uit regelmatige dipjes in de helderheid van een ster, veroorzaakt doordat de planeet periodiek voor de ster langs beweegt en een deel van het licht blokkeert. De tweede methode is de radiale snelheidsmethode, waarbij het bestaan van planeten wordt afgeleid uit kleine schommelingen in de beweging van hun moederster. Wanneer een planeet rond een ster draait, trekt deze met zijn zwaartekracht aan de ster, waardoor deze heen en weer beweegt ten opzichte van de aarde. Deze beweging is subtiel maar detecteerbaar met geavanceerde apparatuur, zoals door het waarnemen van kleine verschuivingen in het spectrum van de ster – een verandering in de kleuren van het licht – die optreedt als de ster naar ons toe beweegt (blauwe verschuiving) of van ons af (rode verschuiving).
Kortom: het bestaan van 40 Eridani b werd vastgesteld door te kijken naar veranderingen in het spectrum van de moederster, wat suggereerde dat deze heen en weer bewoog. Maar vorig jaar kwamen onderzoekers al met teleurstellend nieuws. Ze concludeerden in hun studie dat deze veranderingen in het spectrum niet veroorzaakt werden door een planeet die aan de ster trok, maar door activiteit op het oppervlak van de ster zelf.
NEID
Een nieuwe studie zet deze bevindingen nu kracht bij. Een recent onderzoeksteam heeft 40 Eridani A bestudeerd met behulp van een instrument genaamd NEID, dat onlangs is toegevoegd aan het complex van telescopen op het Kitt Peak National Observatory in de Amerikaanse staat Arizona. NEID gebruikt, net zoals andere radiale snelheidsinstrumenten, het Dopplereffect: veranderingen in het lichtspectrum van een ster die wijzen op zijn wiebelende bewegingen. In dit geval toonden analyses van het vermeende signaal van de planeet bij verschillende golflengten van licht – afkomstig van diverse lagen van de buitenste schil van de ster, of fotosfeer – belangrijke verschillen tussen individuele metingen van golflengtes – hun Dopplerverschuivingen – en het totale gecombineerde signaal. Dit wijst er waarschijnlijk op dat het signaal van de planeet eigenlijk wordt veroorzaakt door iets dat op het oppervlak van de ster flikkert en samenvalt met een rotatieperiode van 42 dagen. Denk aan het kolken van hetere en koelere lagen onder het oppervlak van de ster (convectie), gecombineerd met stellaire oppervlaktekenmerken zoals vlekken en heldere, actieve gebieden. Beide kunnen het radiale snelheidssignaal van een ster veranderen.
…ook in het Star Trek-universum de planeet Vulcan in rook opgaat? In de Star Trek-film uit 2009 gebruikt een Romulaanse schurk genaamd Nero een kunstmatig zwart gat om de thuiswereld van Spock te vernietigen.
Hoewel de hoop op het vinden van de planeet Vulcan rond ster 40 Eridani A is vervlogen, is het nieuws niet louter negatief. Zo biedt de studie een belangrijke les voor de toekomstige zoektocht naar exoplaneten. De demonstratie van de fijn afgestemde radiale snelheidsmetingen wijst er namelijk op dat we beter in staat zullen zijn om echte planeten te onderscheiden van de bewegingen op het oppervlak van verre sterren. Het betekent dat het vinden van planeten die wel écht bestaan, weer ietsje makkelijker is geworden.
