Er zijn drie mogelijk bewoonbare planeten ontdekt in onze kosmische achtertuin

Nieuwe ontdekkingen van afgelopen maandag hebben de zoektocht naar buitenaards leven weer een flinke boost gegeven. Slechts 39 lichtjaren van ons zonnestelsel verwijderd draaien er drie exosolaire planeten ter grootte van de aarde om een "ultrakoele" dwergster. Het artikel dat gepubliceerd werd in Nature beschrijft hoe de drie planeten zich in zodanige nabijheid bevinden dat de onderzoekers zeer precieze details verwachten te kunnen meten. Het gaat hierbij vooral om details betreft de massa, atmosfeer, chemische samenstelling en thermische structuur van de planeten, waaruit weer conclusies kunnen worden getrokken over de leefbaarheid.

"Met data verzameld over de precieze massa van de planeten, zouden we genoeg informatie beschikbaar hebben om eigenschappen van het planeetoppervlak te onderzoeken. We zouden vervolgens kunnen kijken naar het mogelijke bestaan van vloeibaar water op de planeet," vertelt Michaël Gillon, astronoom aan de Universiteit van Luik en eerste auteur van het nieuwe onderzoek.

"Wat het verhaal zo spannend maakt, is dat de resultaten zouden kunnen wijzen op een chemisch disequilibrium, dat normaal gesproken alleen ontstaat bij biologische activiteit," legt hij verder uit.

Astronomen hopen dus op detectie van stoffen als zuurstof, ozon en methaan – zogenaamde 'biomarkers' – die worden gezien als een teken van buitenaards leven. Deze stoffen worden op aarde namelijk voor een groot deel geproduceerd door levende organismen. Omdat de drie planeten die worden bestudeerd relatief dichtbij de aarde zweven, is de leefbaarheid met grotere precisie te observeren dan bij andere exosolaire planeten.

"Door alle mogelijk voorkomende abiotische en biotische processen nauwkeurig te vergelijken met het chemische disequilibrium, kunnen we uiteindelijk bepalen of er buitenaards leven aanwezig is," beschrijft Gillon.

De drieling van planeten is door Gillon en zijn collega's ontdekt met behulp van de 'TRansiting Planets and PlanetesImals Small Telescope' (TRAPPIST) in Chili, die grappig genoeg vernoemd is naar Belgisch trappistenbier.

De drie "rode planeten" draaien om de piepkleine ster, genaamd de TRAPPIST-1, ongeveer de grootte van Jupiter. De effectieve temperatuur van deze dwergster is 2700 Kelvin (ongeveer 2427 ºC). Dit in vergelijking met de temperatuur van de zon, van 5772 Kelvin (ongeveer 5594 ºC). De TRAPPIST-1 wordt daarom geclassificeerd als een ultrakoele ster.

De twee binnenste planeten, TRAPPIST-1b en TRAPPIST-1c, draaien iedere 1.51 dag en iedere 2.42 dagen om de ster. Als gevolg ontvangen deze planeten respectievelijk twee keer en vier keer zoveel solaire straling in vergelijking met de aarde. Dit betekent dat de planeten ietwat te dicht bij hun zonnester zweven om zich in de zogenaamde "Goldilocks" zone te bevinden. Toch sluit dit niet de mogelijkheid uit dat ergens op deze twee planeten nog een levend organisme is voortgesproten. Van de derde planeet, de TRAPPIST-1d is de precieze orbitale periode nog niet compleet duidelijk, maar bevindt zich ofwel net binnen de bewoonbare zone, ofwel net buiten.

Uit metingen bleek dat de drie planeten nog geen twee keer zo groot waren als de aarde. Hoewel de planeten in grootte dus weinig verschillen van de aarde, de omstandigheden voor eventuele levensvormen verschillen drastisch van de aardse omstandigheden.

Er bestaat zelfs een mogelijkheid dat de rotatie van de drie planeten gebonden is aan de omlooptijd van de TRAPPIST-1, net zoals de rotatie van de maan aan de aarde gebonden is. De drie planeten zouden zo dus alleen aan één zijde van de planeet solaire straling kunnen ontvangen. Dit is een belangrijk punt binnen de vraag of een planeet leefbaar is. "Er bestaat een mogelijkheid dat de ene helft van de planeet extreem warm is, terwijl de andere helft extreem koud is. De kou kan zelfs zo extreem zijn dat de atmosfeer bevriest en uiteenvalt, " beschrijft Gillon.

Aan de andere kant kan gebonden rotatie ook voordelig zijn voor de leefbaarheid van een planeet, voegt Gillon eraan toe. Zo is het mogelijk dat de Oostenwinden die overdag ontstaan milde omstandigheden vervoeren naar Westelijke gebieden van de planeet. "Het westelijke deel van het halfrond zou kouder kunnen zijn dan het halfrond van de planeet waar het dag is. In deze omstandigheden zou zelfs water in vloeibare vorm kunnen bestaan. Ondanks dat de gehele planeet zich eigenlijk te dicht bij zijn zon bevindt, zouden er in dit deel dan toch levende organismen kunnen voorkomen."

Om dit allemaal precies uit te zoeken is er verdere intensieve studie van de TRAPPIST-1 vereist. Nieuwe krachtige en flexibele telescopen die op komst zijn, zoals de James Webb Space Telescope en de European Extremely Large Telescope, kunnen hierbij helpen. Ondertussen hebben Gillon en zijn collega's een nieuwe website gelanceerd om ons op de hoogte te houden van buitenaardse ontdekkingen van de TRAPPIST.

Het team van Gillon voegt hier aan toe dat de ultrakoele dwergsterren zoals de TRAPPIST-1 ongeveer 15 procent uitmaken van alle sterren gelegen in nabijheid van ons zonnestelsel. Dit maakt hen een veelbelovende populatie sterren voor meer onderzoek naar planeten die gelijkenis tonen met de aarde. Aangezien de bekende aarde-achtige exosolaire planeten zich over het algemeen zo'n honderden of duizenden lichtjaren verderop bevinden, is het een verfrissend idee dat er ook kansrijke kandidaten in onze eigen achtertuin zweven.