Van bosbranden tot tsunami’s: het kan er op Moeder Aarde heftig aan toe gaan. Toch verbleekt dat bij het apocalyptische geweld elders in de kosmos, zo blijkt opnieuw nu wetenschappers planeten ontdekken die worden verpulverd door hun eigen moederster.
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
Op 141 lichtjaar – zo’n 1,3 biljard kilometer – van de aarde voltrekt zich een drama van mythologische proporties. Als een soort kosmische Medea vernietigt een ster daar haar eigen nageslacht, planeet BD+054868Ab. De gevolgen zullen fataal zijn: door het geweld komt inmiddels zelfs het inwendige van de planeet naar buiten.
Die planeet is bovendien niet het enige voorbeeld van een verre wereld die door haar eigen moederster wordt gesloopt. Min of meer tegelijkertijd maakten astronomen begin dit jaar melding van het tragisch lot van planeet K2-22b, op zo’n 801 lichtjaar afstand van de aarde. Daar smelt de verzengende hitte van haar moederster het oppervlak van de planeet, een catastrofale kosmische kookpartij waardoor gaswolken uit zijn binnenste de ruimte in borrelen.
Astronomen kijken enigszins verlekkerd naar dit soort ongevallen van planetaire proporties. ‘Geweldig interessant hè?’, zegt exoplaneetkenner Ignas Snellen van de Universiteit Leiden, enthousiasme hoorbaar in zijn stem, wanneer de twee planeten ter sprake komen.
Die interesse blijkt ook wel uit het feit dat astronomen er ruimtetelescoop James Webb op richten, het vlaggenschip van de moderne astronomie, waarvan de waarneemtijd slechts beschikbaar is voor de meest prangende onderzoekskwesties.
Het is dan ook veel meer dan alleen de wens om eens kosmisch ramptoeristje te spelen die de interesse van astronomen in dit soort uit elkaar vallende werelden opwekt. Zulke planeten bieden een unieke mogelijkheid, zo blijkt ook uit de twee vakartikelen die onderzoekers begin dit jaar over beide gevallen schreven op de wetenschappelijke voorpublicatiesite Arxiv.
‘Het is opmerkelijk hoe moeilijk het is om het inwendige van planeten in het zonnestelsel te meten. We hebben slechts beperkte monsters van de mantel van de aarde en helemaal geen toegang tot de mantel van Mercurius, Venus of Mars. Maar nu hebben we planeten ontdekt op honderden lichtjaren afstand die hun inwendige de ruimte in sturen en dat materiaal van achteren voor ons verlichten’, zei astronoom Jason Wright, coauteur van een van die artikelen, daarover in een persverklaring.
Daarbij is vooral dat ‘van achteren verlichten’ van belang. Daardoor kunnen astronomen spectroscopie bedrijven, een methode waarmee ze kunnen zien welke golflengten uit het licht dat op het materiaal valt worden geabsorbeerd. Zulke meetgegevens verraden vervolgens onder meer de chemische samenstelling.
‘We hadden tien jaar geleden al eens net zo’n soort planeet gevonden als K2-22b’, zegt Snellen. ‘Alleen die stond veel verder weg, het signaal was zo’n honderd keer zwakker. We hebben toen lang analyses gedaan om te zien of we de samenstelling van het binnenste konden bepalen – of we bijvoorbeeld signalen konden opvangen van natrium of calcium – maar dat lukte niet. Ik verwacht van deze planeten daarom veel nieuwe inzichten.’
De reden dat astronomen meer kennis willen vergaren over het inwendige van deze planeten, is dat dit kan helpen om de kosmische geschiedenis verder in te kleuren. Niet alleen van de verre plekken waar ze dit soort catastrofale gebeurtenissen waarnemen, maar ook van dichter bij huis.
‘In ons zonnestelsel alleen al zijn nog veel onbeantwoorde vragen’, zegt Snellen. ‘We willen uiteindelijk alle schakels uit onze ontstaansgeschiedenis goed begrijpen. Hoe zijn de planeten ooit gevormd? Wat zijn de verschillen in samenstelling tussen planeten die dicht bij de zon ontstaan, en planeten die verder weg ontstaan? Aan dat soort dingen moet je denken.’
Neem bijvoorbeeld Mercurius, de planeet het dichtst bij de zon, zegt Snellen. ‘Die heeft een zware ijzerkern. Maar waarom? Waarom wijkt dat af van andere planeten? Daarop zouden we graag het antwoord willen vinden.’
Overigens hoeven planeten niet totaal gekookt en verpulverd te worden, willen ze interessant zijn. Neem nu gasreus Wasp-127b, een wereld die in 2016 ontdekt werd op 520 lichtjaar van de aarde. Die planeet draait in een grove vier dagen rond zijn moederster en is iets groter dan Jupiter. Toch heeft deze slechts 16 procent van zijn massa. Wasp-127b staat daarom bekend als een van de meest ‘luchtige’ werelden die astronomen kennen. Een ‘suikerspinplaneet’ of ‘piepschuimplaneet’ noemt men dergelijke werelden daarom ook wel.
Astronomen zijn erg geïnteresseerd in hoe het er op zo’n opmerkelijke plek aan toe gaat. In het geval van Wasp-127b besloten ze er daarom de Very Large Telescope in Chili op te richten, een van de krachtigste optische telescopen op aarde. Daarmee ontdekten ze onder meer de chemische vingerafdrukken van koolstofmonoxide en waterdamp in de planeetatmosfeer.
Wel was met die moleculen iets opmerkelijks aan de hand: uit de meetgegevens bleek dat een deel ervan richting de aarde bewoog en een ander deel met dezelfde snelheid van de aarde weg vloog.
De reden? De gaslagen in de planeetatmosfeer cirkelen rond de planeet. Met andere woorden: het waait op Wasp-127b. En niet zomaar een beetje, maar duizelingwekkend hard. De wind zwiept met 33 duizend kilometer per uur rond, sneller zelfs dan het geluid, zo tekenden de onderzoekers in januari op in het vakblad Astronomy en Astrophysics.
Het is de hardste wind die ooit op een planeet is gemeten, achttien keer sneller dan de wind op Neptunus, de recordhouder in ons zonnestelsel. De stevigste windstoot die op aarde ooit is vastgelegd bedraagt zo’n 400 kilometer per uur. Zou de storm op Wasp-127b over het aardoppervlak razen, dan zou alles, van bomen tot huizen, per direct aan gruzelementen worden geblazen.
En Wasp-127b is lang niet de enige wereld waarop wetenschappers extreme gebeurtenissen in kaart hebben gebracht. Astronomen ontdekten de afgelopen jaren de ene na de andere bizarre plek. Van verre planeet HD 189733b waarop het glas regent – van opzij – tot de drie planeten PSR B1257+12 A, B en C die draaien om een extreme ster (een pulsar) die hun oppervlak elke dag bestookt met een hoeveelheid straling die een mens direct tot stof zou reduceren. Wie geregeld de kosmos in tuurt, concludeert al snel: je kunt maar beter op aarde vertoeven.
Natuurlijk spreken zulke verre werelden tot de verbeelding, zegt ook Snellen. Maar dat is niet de enige reden dat astronomen ze onderzoeken. ‘Door de extreemste voorbeelden te bestuderen leren we bijvoorbeeld of we de natuurkunde van wat zich op planeten kan afspelen goed begrijpen’, zegt hij.
Neem de extreme atmosferische processen op verre planeten zoals Wasp-127b. ‘Dat zijn dingen die in ons zonnestelsel niet voorkomen, of alleen heel lang geleden’, zegt Snellen. ‘In het jonge zonnestelsel was bijvoorbeeld de zonnewind veel sterker, waardoor een deel van de planeten hier haar atmosfeer verloor. Hoe zoiets is gegaan kun je in het zonnestelsel niet meer zien, maar je kunt wel op zoek naar vergelijkbare processen verder weg.’
Kijk Snellen diep in zijn hart, en al die waarnemingen van – en al dat gereken aan – dit soort kosmische extremen is slechts een opstapje naar wat hij écht interessant vindt, die ene heilige graal waar exoplaneetonderzoekers zoals hij al decennia naartoe werken: de vondst van een planeet met buitenaards leven.
‘We leren onze technieken nu toepassen op extremen: enorm grote planeten, heel harde windstoten, enzovoorts. Die zijn nog relatief makkelijk te meten, maar uiteindelijk moet ons dat helpen om naar steeds kleinere planeten en steeds subtielere processen te gaan’, zegt hij. Zodat wetenschappers ook werelden zoals de aarde in het vizier krijgen, inclusief alles dat zich afspeelt in hun verre atmosfeer.
‘We zitten bij veel van dit soort analyses echt op de grens van wat we wel en niet weten’, zegt Snellen. ‘Bij zo’n meting van glasregens op een verre planeet bijvoorbeeld zien we niet letterlijk de glasdruppels in het rond vliegen. Je brengt dan eerst alle omstandigheden op die planeet in kaart, ziet in de chemische samenstelling vervolgens dat er silicium aanwezig is, bepaalt de temperatuur, de richting van de wind, en dan kun je het plaatje inkleuren. Maar soms zullen de eerste analyses er later ook naast blijken te zitten.’
Oefenen is daarom gewenst. Net zo’n puzzel wacht immers wanneer astronomen straks een beloftevolle tweelingbroer van de aarde vinden, dobberend rond een vriendelijke ster ergens diep in de kosmos.
Of wetenschappers op die duizelingwekkende afstanden dan tekenen van leven zullen vinden, is deels afhankelijk van de ervaring die ze eerder hebben opgedaan te midden van alle glasregens, verdampende oppervlakten, en allesverpulverende windstoten in de meest onbarmhartige uithoeken van de kosmos.
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant