Gisteren hebben wetenschappers van het Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts een belangrijke aankondiging gedaan. Voor het eerst, na jaren zoeken, waren planeten ter grootte van de aarde buiten ons zonnestelsel gedetecteerd. Onder de vijf planeten in het verre Kepler-20 sterrenstelsel zijn Kepler-20e en Kepler-20f - twee rotsachtige bollen met diameters van respectievelijk 87 en 103 procent die van de aarde. Het nieuws brengt de wetenschappelijke wereld in een staat van opwinding over de gevolgen van de vondst. We spraken met Smithsonian astrofysicus Francois Fressin, de hoofdauteur van het artikel, over de ontdekking.
gerelateerde inhoud
- Wat de ontdekking van honderden nieuwe planeten betekent voor astronomie - en filosofie
De basis
Onderzoekers gebruiken de Kepler-ruimtetelescoop sinds de lancering in maart 2009 om te zoeken naar exoplaneten of planeten in andere zonnestelsels. "Kepler staart naar 200.000 sterren, allemaal in hetzelfde gebied aan de hemel, en het bewaakt gewoon het licht dat het van elk van de sterren krijgt, jarenlang, " zegt Fressin. "Voor een fractie van de sterren is er een periodiek dimmen met dezelfde duur en dezelfde lichtdiepte." Dit dimmen kan worden veroorzaakt door een klein, ondoorzichtig lichaam dat kruist tussen de ster en de telescoop - in dit geval een paar planeten. Het team ontdekte voor het eerst het veelbetekenende dimmen meer dan een jaar geleden, maar moest meer berekeningen maken met op maat ontwikkelde software om de mogelijkheid uit te sluiten dat het door andere fenomenen werd veroorzaakt.
Uit de mate en frequentie van het dimmen, kunnen de wetenschappers conclusies trekken over de planeten. Kepler-20e en Kepler-20f hebben een diameter van respectievelijk 6.900 mijl en 8.200 mijl, opmerkelijk dicht bij de grootte van 8.000 mijl op aarde. Omdat de twee planeten zo dicht bij hun gastster staan - ze cirkelen op 4, 7 miljoen mijl en 10, 3 miljoen mijl, beide veel dichterbij dan Mercurius bij de zon is - ze worden verondersteld extreem heet te zijn, met gemiddelde temperaturen van 1400 en 800 graden Fahrenheit, respectievelijk. "We weten dat ze allebei pure rotslichamen zijn", zegt Fressin. "Maar we hebben geen nauwkeurige massaschattingen, dus we kunnen niet zeggen of ze qua samenstelling vergelijkbaar zijn met de aarde, of iets dichters met meer ijzer, zoals Mercurius."
Het concept van een kunstenaar van Kepler-20e. Afbeelding afkomstig van NASA / Ames / JPL-Caltech
Wat het betekent voor astronomie
Exoplanetjagers begonnen al in 1992 verre gasreuzen aan het licht te brengen, maar kleinere lichamen ter grootte van de aarde waren moeilijker te detecteren. "We hebben de drempel overschreden: dit is de eerste keer dat de mensheid een object ter grootte van een aarde rond een andere ster kan detecteren, " zegt Fressin. "Dat is symbolisch en technologisch belangrijk."
De ontdekking is een historische mijlpaal in de astronomie. Nu zijn wetenschappers ervan overtuigd dat ze de juiste hulpmiddelen hebben om planeten ter grootte van de aarde te kunnen detecteren die het leven kunnen ondersteunen. Onderzoekers zullen de Kepler-ruimtetelescoop blijven gebruiken om exoplaneten te lokaliseren in de hoop een dergelijke wereld te vinden.
Wat het betekent voor de planetaire wetenschap
De ontdekking zet ook veel van wat wetenschappers geloofden over de vorming van zonnestelsels op zijn kop. De twee planeten ter grootte van de aarde worden afgewisseld met drie gasreuzen, allemaal extreem dicht bij de gastster, Kepler-20. "Van de ster, het gaat in de volgorde groot, klein, groot, klein, groot, wat helemaal raar lijkt", zegt Fressin. “In ons zonnestelsel hebben we deze vier rotsachtige kleine lichamen, en dan, verder weg, deze vier grote gigantische gasvormige planeten. Dus hoe is dat gebeurd, dat we al deze vermengingen in het Kepler-20-systeem hebben? "
Hoewel we op dit moment geen definitieve antwoorden hebben, vermoeden wetenschappers dat de planeten in de loop van de tijd in hun huidige positie zijn geraakt. "Ze hebben zich niet gevormd op de plek waar ze nu zijn, er was niet genoeg rotsachtig materiaal om deze vijf planeten zo dicht bij hun gastster te bouwen, " zegt Fressin. "Dus één oplossing zou zijn dat ze zich verder zouden vormen en vervolgens naar binnen migreerden."
Wat het betekent voor buitenaards leven
Het concept van een kunstenaar van Kepler-20f. Afbeelding afkomstig van NASA / Ames / JPL-Caltech
De meest verleidelijke mogelijkheid van deze ontdekkingen is het potentieel dat de exoplaneten leven kunnen herbergen. Maar zowel Kepler-20e als Kepler-20f bevinden zich buiten de bewoonbare zone - vaak de "Goldilocks" -zone genoemd - die niet te dichtbij of te ver van de gastheerster is, waardoor de evolutie van levende wezens mogelijk is. "We weten niet veel over het leven, maar we weten dat een van de hoofdingrediënten van het leven op aarde de aanwezigheid van vloeibaar water is", zegt Fressin. "Op dit moment, bij de geschatte temperaturen, kan water op geen enkele planeet in vloeibare toestand zijn."
Toch betekent de hypothese dat de planeten zich verder weg hebben gevormd en vervolgens zijn gemigreerd naar hun huidige locaties dicht bij de ster, dat het leven misschien lang geleden heeft bestaan. "Het lijkt vrij duidelijk dat Kepler-20f ooit de bewoonbare zone van zijn gastster overschreed, " zegt Fressin. "Het is qua grootte het dichtst bij de aarde in het bekende universum, en dit betekent dat het in het verleden bewoonbaar had kunnen zijn."
Wat het betekent voor verkenning van de ruimte
Hoewel Kepler-20 veel te ver is om te proberen als doelwit van een ruimtesonde-missie - het is ongeveer 950 lichtjaar van de aarde, waarvoor een reis van 36 miljoen jaar met de space shuttle nodig zou zijn - vindt Fressin dat ontdekkingen als deze moeten stimuleren interesse in de zeer reële mogelijkheid om andere, nauwere sterrenstelsels te verkennen. "Het zou een uitdaging zijn en grote internationale samenwerking vereisen, misschien voor één of twee generaties, maar het zou haalbaar zijn", zegt hij.
Een dergelijke missie zou weliswaar op de lange termijn zijn, maar de beloningen zijn veel. "Ik denk dat de beste locatie om een sonde te sturen naar de dichtstbijzijnde zonachtige ster is, " zegt Fressin. "Dus stel je dan voor dat we over twee generaties de sonde terug laten komen met foto's - echte foto's - van een andere wereld."
