Verbluffende vondst: mogelijk een planeet ontdekt die tot voor kort enkel op papier bestond

Onderzoekers beweren op een ‘kosmische eenhoorn’ te zijn gestuit: twee planeten die zich precies in dezelfde baan bevinden.

In ons zonnestelsel hebben alle planeten een eigen, unieke baan rond de zon. Nog nooit hebben astronomen twee planeten in dezelfde baan aangetroffen. Of toch… Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben onderzoekers voorzichtig bewijs gevonden van een planeet die zich mogelijk ophoudt in precies dezelfde baan als een al bekende exoplaneet. Een doorbraak.

Trojanen
Trojanen, rotsachtige objecten die een baan delen met een planeet, komen veelvuldig in ons eigen zonnestelsel voor. Het bekendste voorbeeld zijn de Trojaanse planetoïden van Jupiter. Dit zijn meer dan 12.000 rotsachtige objecten die zich in dezelfde baan rond de zon bevinden als de gasreus. Astronomen hebben voorspeld dat Trojanen ook rond andere sterren dan onze zon zouden kunnen bestaan, maar het bewijs daarvoor is schaars. Sterker nog, er wordt zelfs gespeculeerd dat er heuse Trojaanse planeten zijn. ”Exotrojanen (Trojaanse planeten buiten het zonnestelsel) zijn tot nu toe als eenhoorns: ze bestaan op papier, maar niemand heeft ze ooit ontdekt,” aldus co-auteur Jorge Lillo-Box.

PDS 70-systeem
Maar mogelijk zijn onderzoekers nu toch iets op het spoor. Met behulp van ALMA namen ze het PDS 70-systeem onder de loep, dat zich op zo’n 400 lichtjaar van de aarde bevindt. Dit systeem bestaat uit een jonge ster en twee reusachtige, Jupiter-achtige planeten, namelijk PDS 70b en PDS 70c. Na een grondige analyse van verzamelde gegevens ontdekte het team een wolk van brokstukken in de baan van PDS 70b. Volgens hen kan deze wolk de bouwstenen bevatten van een nieuwe planeet of de overblijfselen van een al gevormde planeet. Als deze ontdekking wordt bevestigd, zou dat het sterkste bewijs zijn dat twee exoplaneten één baan kunnen delen.

Wat deze aanname kracht bijzet, is dat de wolk van brokstukken zich bevindt op een plek in de baan van PDS 70b waar Trojaanse planeten volgens de voorspelling kunnen voorkomen. Trojanen bevinden zich in de zogeheten Lagrangiaanse zones. Dat zijn twee uitgestrekte gebieden in de baan van een planeet waar de gecombineerde zwaartekracht van de ster en de planeet materie in haar greep houdt. Toen onderzoekers deze twee gebieden aan een nadere inspectie onderwierpen, ontdekten ze een zwak signaal van één ervan. Dat wijst erop dat zich daar een wolk van brokstukken kan bevinden met een massa die ruwweg twee keer zo groot is als die van onze maan.

Eerste bewijs
Onderzoekers zijn dan ook opgewonden. “Twee decennia geleden voorspelde de theorie dat paren planeten met een vergelijkbare massa dezelfde baan om hun ster kunnen delen, de zogenaamde Trojaanse of co-orbitale planeten,” zegt onderzoeker Olga Balsalobre-Ruza. “Nu hebben we voor het eerst bewijs gevonden voor dat idee.”

Zusje
Het betekent dat PDS 70b dus zomaar een zusje kan hebben. “Kun je je voorstellen dat twee planeten de duur van het jaar en de omstandigheden delen? Ons werk is het eerste bewijs dat dit soort werelden bestaan,” zegt Balsalobre-Ruza. “Ik vind het verbluffend dat planeten dezelfde baan kunnen delen.”

2026
Toch zullen we nog even geduld moeten hebben voordat er definitieve conclusies kunnen worden getrokken. Pas in 2026 kunnen de onderzoekers namelijk ALMA opnieuw gebruiken om te zien of zowel PDS 70b als de wolk van brokstukken gelijk optrekken in hun baan rond de ster. “Dat zou een doorbraak zijn op het gebied van exoplaneetonderzoek,” stelt Balsalobre-Ruza.

De voorlopige resultaten zijn in ieder geval veelbelovend. Bovendien roept de studie interessante nieuwe vragen op over de vorming van Trojanen, hoe ze evolueren en hoe vaak ze voorkomen in verschillende planetenstelsels. De toekomst van dit onderzoeksgebied is dan ook erg spannend. “We kijken uit naar de uitbreiding van ALMA die gepland staat voor 2030,” zegt onderzoeker Itziar De Gregorio-Monsalvo. “Daarmee kunnen we mogelijk nog veel meer Trojanen karakteriseren.”