Exoplaneten en buitenaards leven

Het is de fascinatie van jong tot oud: buitenaards leven, sterren, melkwegstelsels en exoplaneten. De technieken worden steeds beter om steeds verder te kijken en dus neemt de kans toe om het daadwerkelijk te ontdekken. Daarbij kunnen fluctuaties van nabijgelegen sterren worden herkend, welke op buiten ons zonnestelsel gelegen planeten kunnen duiden. Hoe kan men deze exoplaneten vinden en is daar dan leven mogelijk?

Zoektocht exoplaneten en buitenaards leven

• Een ster is een zon: de ontwikkeling
• Indirecte beschouwing middels sterkleurfluctuaties
• Veranderde focus van sterlicht
• Analyse mogelijkheid lichtspectrum
• Bundeling van telescopen
• Exoplaneten en eventueel buitenaards leven

Een ster is een zon: de ontwikkeling

We noemen de witte stipjes aan de heldere hemel sterren, echter ieder stipje is simpelweg een vergelijkbare zon. Zonnen/ sterren zijn er van zeer klein tot extreem groot en kunnen daarbij meerdere planeten hebben. Uit gas en materie worden bij het ontstaan door onderlinge zwaartekracht brokstukken gevormd, welke elkaar weer gaan aantrekken. Daarmee wordt een grote massa verkregen en dus een grote aantrekkingskracht. Het kan zo zwaar worden dat het extreem heet is. Het veroorzaakt bekende chemische en nucleaire reacties, welke ook voorkomen in de zon. Rest materiaal dat niet wordt aangetrokken kan ook gaan samenbundelen, waardoor planeten ontstaan. Het systeem draait rond, omdat er een balans ontstaat tussen aantrekkingskracht door de ster en de centrifugale kracht op de planten. Daardoor ontstaat een schijf, waarbij de planeet praktisch op een stabiele afstand van de ster blijft ronddraaien. Het vormt de basis van een omgeving alwaar bewoonbare planeten aanwezig kunnen zijn. Omdat dit ontstaansmechanisme strikt genomen overal in het heelal hetzelfde is, is het zeer aannemelijk dat bij vele en mogelijk iedere ster exoplaneten aanwezig zijn.

Indirecte beschouwing middels sterkleurfluctuaties

Het dopplereffect houdt in dat de kleur van een ster kan veranderen door de snelheid waarmee het beweegt. Het is vergelijkbaar met het geluid van een voorbij rijdende ambulance. Het aankomende voertuig klinkt harder, doordat het object het eigen geluid iets inhaalt. Na het passeren verandert het in een zachter iets langer geluid. Alles in het universum beweegt met een bepaalde snelheid en wordt uitgedrukt in het kleurspectrum van de ster. Naarmate de ster roder lijkt beweegt het van ons af, echter lijkt het eerder blauw dan komt het op ons af. Ook die snelheid kan variëren door plaatselijke verstoringen. Deze verstoringen worden praktisch altijd veroorzaakt door de aanwezigheid van planeten. Tot dusver werden de grootste afwijkingen gesignaleerd, echter door verbeterde computer technieken, versnelde analyse mogelijkheden en scherpere beelden worden steeds vaker kleinere fluctuaties geconstateerd.

Veranderde focus van sterlicht

Indien een exoplaneet voor een ster passeert – we kijken daarbij tegen de schijfrand van de rondegang aan – wordt het licht van de ster verandert. Het zorgt ervoor dat er een focus kan ontstaan, waardoor het lijkt alsof de ster helderder wordt. Het kan ook betekenen dat een deel van het licht wordt geblokkeerd. Door de mate van scherpte kan worden achterhaald hoe zwaar de planeet is en dus ook hoe snel het om die ster ronddraait. Is er daarbij sprake van verschillende sterkte variaties in de helderheid van het sterlicht dan zijn er meerdere grote en kleine planeten welke om de ster draaien.

Analyse mogelijkheid lichtspectrum

Interessante mogelijkheid van de sterlicht focus is dat er informatie van de atmosfeer van die planeet wordt meegestuurd. Middels het zogeheten regenboogeffect kan worden achterhaald of een planeet bewolking heeft. Dit kan een aanwijzing zijn dat er leven mogelijk is. Uiteraard kunnen levensvormen op verschillende manieren ontstaan en zijn gebaseerd op verschillende stoffen en mineralen. Toch gaat men ervan uit dat de condities primair hetzelfde moeten zijn, zoals we die op aarde kennen. Daarom is het voor ons meest interessant om planeten te achterhalen, waarbij de atmosfeer op een vergelijkbare manier is opgebouwd.

Bundeling van telescopen

De techniek staat niet stil en we kunnen daardoor ook steeds verder kijken. Het zal niet lang duren voordat we rechtstreeks met telescopen planeten met eigen ogen kunnen waarnemen. De krachtigheid van telescopen dient daartoe te worden vergroot. Een optie is om buiten de invloed van de aarde in het heelal een combinatie van vele telescopen op te stellen, waarbij vanuit verschillende punten (vele tientallen of honderden kilometers van elkaar verwijderd) naar hetzelfde object wordt gekeken. Het houdt in dat er een veel hogere resolutie kan worden verkregen, zodat we steeds scherper en verder kunnen zien. Op die manier kan een direct beeld van een nabijgelegen exoplaneet worden verkregen. Naarmate de analyse mogelijkheden van exoplaneten verbeteren en meer direct kan worden onderzocht neemt de kans toe dat aan de aarde vergelijkbare planeten worden ontdekt.

Exoplaneten en eventueel buitenaards leven

Het zal op afstand lastig zijn om op basis van lichtsignalen en sterlichtfluctuaties te achterhalen of er buitenaards leven aanwezig is. Een indicatie kan zijn de mate van koolstofdioxide en zuurstof in de atmosfeer. Het type atmosfeer zorgt ervoor dat het licht op een speciale manier breekt, waardoor mogelijk bepaalde lichtgolven worden versterkt of tegengehouden. Daaruit kan de opbouw van de luchtlagen worden achterhaald. Het kan aanleiding zijn om te constateren dat het een kale steen is, een gasreus of een vergelijkbare aardse planeet met waterdampwolken. In combinatie met de rotatiesnelheid om de ster en afstand daartoe kan een redelijke inschatting worden gemaakt omtrent de mogelijkheid tot voor leven. Te dichtbij kan een te hete planeet betekenen.

Let wel dat door de verbeterde analyse technieken het aantal ontdekte exoplaneten snel toeneemt. Iedere maand komen er nieuwe berichten dat er weer zoveel nieuwe zijn herkend.

Lees verder

• Voyager 1: het meest verafgelegen menselijke object ooit
• Voyager 2: bezoek aan de vier grootste planeten