Exoplaneten: wat zijn dat en hoe worden ze ontdekt

Exoplaneten zijn planeten buiten ons zonnestelsel. Pas in de jaren negentig werd het bestaan van exoplaneten aangetoond. Dit komt omdat de technologie niet eerder goed genoeg ontwikkeld was om telescopen te maken die deze planeten konden waarnemen op zo'n grote afstand. Tegenwoordig zijn er al veel exoplaneten ontdekt en men blijft nieuwe planeten ontdekken. Op welke manieren is het bestaan van exoplaneten aan te tonen?

Wat exoplaneten zijn

Exoplaneten zijn planeten die om andere sterren heen draaien dan onze eigen zon. Eeuwen lang werd er gedacht dat er geen andere planeten zoals de aarde zouden zijn. Exoplaneten zijn planeten buiten ons zonnestelsel en liggen op een enorme afstand van ons vandaan. In 1991 werd het bestaan van exoplaneten voor het eerst aangetoond. Daarvoor was het slechts een theorie en was de technologie nog niet ver genoeg ontwikkeld om telescopen te maken die zo ver weg waarnemingen konden doen. Er zijn inmiddels een groot aantal planetenstelsels gevonden. Er worden steeds meer exoplaneten gevonden. In oktober 2012 waren er al ruim 800 exoplaneten ontdekt. Er wordt gezocht naar andere planeten waar een mogelijkheid tot leven zou kunnen zijn.

De eerste exoplaneten

Als we terug gaan naar het ontdekken van de eerste exoplaneet, valt het moeilijk te zeggen welke dat precies was. Dat heeft te maken met de methoden die men destijds gebruikte om verre planeten op te sporen en dat deze niet volledig betrouwbaar waren. Er werd eerst gedacht dat pulsar PSR 1829-10 de eerste ster was waarvan een begeleidende planeet werd ontdekt. Hierbij waren storingen aanwezig in de pulsfrequentie, hetgeen kan duiden op het bestaan van een exoplaneet. Later bleek dit niet te kloppen. De eerste exoplaneten die werden ontdekt in 1991 bij de pulsar PSR 1257+12. Dit waren er direct twee. Pas in 1995 werd er bij een normale ster een planeet ontdekt, bij de ster 51 Pegasi.

Waarom exoplaneten moeilijk zichtbaar zijn

Exoplaneten zelf zijn zeer zwakke lichtbronnen. Een planeet zelf straalt geen licht uit, maar weerkaatst het licht van een ster (een zon). Omdat een exoplaneet vaak relatief dicht bij een ster staat, wordt deze overstraald door de ster. Dat maakt het erg moeilijk om de exoplaneet waar te nemen. Dit is de reden waarom waarneming via telescopen het bekijken van exoplaneten soms onmogelijk maakt. Een telescoop kan de planeet slechts onder hele bijzondere omstandigheden waarnemen. Bijvoorbeeld als de ster nog heel jong is en dus nog heel heet is en veel licht uitstraalt of als het om een hele grote planeet gaat.

Hoe wordt bestaan exoplaneet aangetoond?

Mocht de expoplaneet niet waar te nemen zijn via een telescoop, zijn er nog andere manieren om het bestaan aan te tonen. Deze detectiemethoden worden hieronder genoemd:

Dopplerverschuiving

Hierbij wordt de variatie in bewegingen van een ster gemeten. Door de zwaartekracht van de ster zal de planeet hier omheen bewegen. Deze zorgt ervoor dat de ster zelf ook een klein beetje in de richting van de planeet wordt getrokken. Deze twee roteren rond een gemeenschappelijk zwaartepunt. Deze beweging kan vanaf de aarde gemeten worden. Deze methode kan alleen toegepast worden als het om een grote planeet gaat. Meestal zal dit gaan om grote gasplaneten zoals Jupiter.

Transitmethode

De ster dekt een deel van de planeet af als hij in zijn omloopsbaan tussen de aarde en de ster in komt te staan. Op deze manier wordt de lichtintensiteit van de ster op een specifieke manier. Deze manier wordt ook gebruikt om de omlooptijd van een ster te bepalen. Planeten hoeven niet extreem groot te zijn om op deze manier te worden ontdekt.

Pulsars

Pulsars geven flitsende radiostraling met ongeveer regelmatige tussentijden. Een pulsar is een snel ronddraaiende neutronenster die regelmatig een elektromagnetische straling uitzendt. Als er een afwijking is, ook al is deze maar klein, kan de storende invloed afkomstig zijn van een exoplaneet die rond de pulsar beweegt. Deze methode hangt ook af van zwaartekrachtswerking van de planeet op de pulsar.

Zwaartekrachtlens

Er kan ook gebruik gemaakt worden van het microlens-effect. Dit wordt ook wel zwaartekrachtlens- of gravitatielensmethode genoemd. Dit wordt veroorzaakt door een ster met een planeet, die voor een achterliggende ster schuiven. De zwaartekracht van het stelsel buigt het licht van de ster op de achtergrond af en veroorzaakt een kortstondige uitstulpsel op het lens-effect. Op deze manier kan men zelfs relatief kleine exoplaneten ontdekken.

Stofschijven rond sterren

Dit is een methode waarbij de waarneming van het stof dat zich in een draaiende schijf rond de ster verzamelt en dit kan leiden tot het ontdekken van een exoplaneet. De stof straalt in het infrarood.

Soorten planeten

De meeste planeten die zijn ontdekt moeten vanwege de massa gasreuzen zijn: ze zijn groot, zwaar en heet. Een gasreus heeft geen vaste bodem en bestaat voornamelijk uit gas. Hij draait relatief dicht om zijn ster heen waardoor hij gemakkelijker te vinden is. Dit is binnen ons zonnestelsel ook het geval met de planeet Jupiter. Op deze planeten zou men nooit kunnen landen. Daar is ook geen leven mogelijk. Er zijn ook exoplaneten ontdekt waarvan gedacht wordt dat het een terrestrische planeet is, net zoals de aarde en dus een vaste buitenkant heeft. Op deze planeten zou men eventueel kunnen landen.

Missie

Er wordt hard gezocht naar meer informatie over planeten en planetenstelsels. In november 2012 zijn er al 840 exoplaneten ontdekt. Er zijn meer planetenstelsel met meer dan één planeet ontdekt. Er vinden ook zoektochten plaats om planeten te ontdekken die lijken op onze aarde. De grote vraag is of het leven op aarde uniek is of dat er ergens anders ook leven mogelijk is. Door de nieuwe technieken van verfijnde apparatuur moet het in de toekomst steeds beter lukken om planeten te ontdekken. Men is in staat om exoplaneten te ontdekken die minder dan twee keer zo zwaar als de aarde zijn.

Lees verder

• Ons zonnestelsel: het ontstaan, de planeten en de zon
• De basis van het zonnestelsel: de zon