25 april 2017

Pas ontdekte exoplaneet is mogelijk de beste kandidaat voor de detectie van tekenen van leven

Artist’s impression van de superaarde LHS 1140 b

Een exoplaneet die om een rode dwergster op veertig lichtjaar van de aarde draait, zou wel eens de nieuwe houder kunnen zijn van de titel ‘beste plek om naar tekenen van leven buiten het zonnestelsel te zoeken’. Met behulp van het HARPS-instrument van de ESO-sterrenwacht op La Silla, en telescopen elders ter wereld, heeft een internationaal team van astronomen een ‘superaarde’ ontdekt die zich binnen de leefbare zone van de zwakke ster LHS 1140 bevindt. Deze wereld is een beetje groter en aanzienlijk zwaarder dan de aarde en heeft zijn atmosfeer waarschijnlijk grotendeels kunnen vasthouden. Dit, samen met het feit dat hij tijdens elk omloop voor zijn moederster langs schuift, maakt hem tot een van de spannendste objecten voor toekomstig atmosfeeronderzoek. De resultaten zullen op 20 april 2017 verschijnen in het tijdschrift Nature.

De pas ontdekte superaarde LHS 1140b cirkelt binnen de leefbare zone rond een zwakke rode dwergster in het sterrenbeeld Cetus (Walvis) die LHS 1140 wordt genoemd1. Rode dwergen zijn veel kleiner en koeler dan de zon. Hierdoor ontvangt LHS 1140b, hoewel hij zich tien keer dichter bij zijn ster bevindt dan de aarde bij de zon, maar ongeveer half zoveel licht van zijn ster als de aarde. Daarmee bevindt hij zich in het hart van de leefbare zone rond de ster. Omdat we vanaf de aarde bijna tegen de zijkant van zijn omloopbaan aan kijken, trekt de exoplaneet eens in de 25 dagen voor de ster langs, waarbij hij een beetje van het sterlicht tegenhoudt.

Positie van de zwakke rode ster LHS 1140 in het sterrenbeeld Cetus (Walvis)

Dit is de spannendste exoplaneet die ik in de afgelopen tien jaar ben tegengekomen,’ zegt hoofdauteur Jason Dittmann van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cambridge, VS). ‘Een beter doelwit voor een van de belangrijkste zoektochten in de wetenschap – die naar tekenen van leven buiten de aarde – kunnen we ons nauwelijks wensen.

De omstandigheden waarin de rode dwerg zich momenteel verkeert, zijn bijzonder gunstig: LHS 1140 roteert langzamer en zendt minder hoogenergetische straling uit dan vergelijkbare sterren met weinig massa,’ legt teamlid Nicola Astudillo-Defru van de sterrenwacht van Genève, Zwitserland, uit2.

Artist’s impression van de pas ontdekte rotsachtige exoplaneet LHS 1140 b

Voor leven zoals wij dat kennen, moet een planeet vloeibaar water op zijn oppervlak hebben en een atmosfeer kunnen vasthouden. In dit geval brengen de grote afmetingen van de planeet met zich mee dat zijn oppervlak gedurende miljoenen jaren bedekt kan zijn geweest met magma. Deze ziedend hete oceaan kan, nog lang nadat de ster tot bedaren was gekomen en zijn huidige gelijkmatige gloed had verkregen, grote hoeveelheden waterdamp de atmosfeer in hebben geblazen en op die manier de watervoorraad van de planeet hebben aangevuld.

De ontdekking is oorspronkelijk gedaan met de MEarth-faciliteit, die de eerste karakteristieke dipjes in het licht detecteerde die optreden wanneer een exoplaneet voor zijn ster langs beweegt. Vervolgens zijn met ESO’s HARPS-instrument – de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher – de cruciale vervolgwaarnemingen gedaan die het bestaan van de superaarde hebben bevestigd. HARPS heeft ook geholpen bij het vaststellen van de omlooptijd van de exoplaneet, en de bepaling van diens massa en dichtheid3.

De astronomen schatten dat de planeet minstens vijf miljard jaar oud is. Ook hebben zij vastgesteld dat zijn middellijn 1,4 keer zo groot is als die van de aarde – bijna 18.000 kilometer. Uit het feit dat zijn massa ongeveer zeven keer zo groot is als die van de aarde kan worden afgeleid dat hij een veel grotere dichtheid heeft als onze planeet en waarschijnlijk bestaat uit gesteente met een dichte kern van ijzer.

Deze superaarde zou wel eens de beste kandidaat kunnen zijn voor toekomstig atmosfeeronderzoek – áls de planeet een atmosfeer heeft tenminste. Twee van de Europese leden van het onderzoeksteam, Xavier Delfosse en Xavier Bonfils – beiden verbonden aan het CNRS en IPAG in Grenoble, Frankrijk – concluderen: ‘Het stelsel van LHS 1140 is wellicht een nog belangrijker doelwit voor de toekomstige karakterisering van planeten in de leefbare zone dan Proxima b of TRAPPIST-1. Dit is een uitzonderlijk jaar voor het exoplanetenonderzoek geweest!45

Waarnemingen die binnenkort met de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA worden gedaan, kunnen uitsluitsel geven over de hoeveelheid hoogenergetische straling die op LHS 1140b neerregent, zodat zijn ‘levensvatbaarheid’ nader kan worden bepaald.

Verder in de toekomst, wanneer nieuwe telescopen zoals ESO’s Extremely Large Telescope in bedrijf zijn, zullen astronomen waarschijnlijk in staat zijn om de atmosferen van exoplaneten aan een gedetailleerd onderzoek te onderwerpen, en LHS 1140b is een buitengewoon geschikte kandidaat voor dergelijk onderzoek. Bron: ESO.

Noten
  1. De leefbare zone is de gordel rond een ster waarbinnen een planeet de juiste temperatuur bezit om vloeibaar water op zijn oppervlak te laten bestaan. []
  2. Hoewel de planeet zich nu binnen de zone bevindt waarin leven zoals wij dat kennen kan voorkomen, heeft hij dit gebied waarschijnlijk pas ongeveer veertig miljoen jaar na het ontstaan van de rode dwergster bereikt. Tijdens deze beginfase zal de exoplaneet zijn blootgesteld aan het wispelturige karakter van zijn moederster. Een jonge rode dwerg kan gemakkelijk het water uit de atmosfeer van een nabije planeet verdrijven, wat resulteert in een op hol geslagen broeikaseffect zoals bij de planeet Venus. []
  3. Deze inspanning maakte de detectie van aanvullende planeetovergangen met MEarth mogelijk, zodat de astronomen het bestaan van de exoplaneet definitief konden bevestigen. []
  4. De planeet bij Proxima b (eso1629) bevindt zich veel dichter bij de aarde, maar deze schuift van ons uit gezien waarschijnlijk niet voor zijn ster langs, waardoor het heel moeilijk is om vast te stellen of deze een atmosfeer vasthoudt. []
  5. Anders dan in het TRAPPIST-1-stelsel (eso1706), zijn bij LHS 1140 geen andere exoplaneten aangetroffen. Vermoed wordt echter dat de meeste rode dwergsterren meerdere planeten hebben. In dit geval zouden de overige planeten zo klein kunnen zijn, dat ze (nog) niet zijn opgemerkt. []

Reacties

  1. Ongeduld maakt zich meester van me……..het wordt tijd dat de groene mannetjes met ons in gesprek raken 😉
    Hie verfijnder onze zoekmethoden worden, is het een kwestie van tijd.

  2. Groene mannetjes? Wie weet zijn ’t wel paarse vrouwtjes. 🙂

    • Ik ben geen bioloog…
      maar volgens mij sluit het een het ander niet uit :

      Iis het heel heel toevallig een soort waar de vrouwtjes paars zijn, en de mannekes groen.
      Seksuele diformie schijnt zoiets te heten.
      Je mag hopen dat zij ook individuen hebben die van beiderlei kunnen zijn. 😉

      Groet, Paul

  3. EnceladusEnceladus zegt:

    “Dit, samen met het feit dat hij tijdens elk omloop voor zijn moederster langs schuift, maakt hem tot een van de spannendste objecten voor toekomstig atmosfeeronderzoek.”

    Het zou pas echt spannend zijn als we een exoplaneet zouden hebben ontdekt die NIET tijdens elke omloop voor zijn moederster langs schuift.

    😉

    groet,
    Gert (Enceladus)

    • Die exoplaneten zijn er ook hoor. Zoals Proxima Centauri b, die niet ontdekt is door transities, maar door radiële snelheidsveranderingen. Zie https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Proxima_Centauri_b

      • EnceladusEnceladus zegt:

        Ja, dat snap ik, maar het is een nogal antropocentrisch standpunt, hè? Elke planeet (tenzij er behalve dwaalsterren ook dwaalplaneten zullen blijken te bestaan, maar detectie daarvan lijkt me extreem moeilijk) zal altijd voor zijn moederster langsschuiven, of wij het nu zien of niet.

        Je bedoelde dus eigenlijk te zeggen: “Dit, samen met het feit dat hij tijdens elk omloop voor ons waarneembaar langs zijn moederster schuift, maakt hem tot een van de spannendste objecten voor toekomstig atmosfeeronderzoek.”

        😉

        groet,
        Gert (Enceladus)

        • Nou Gert (Enceladus),

          als we het dan toch het antropocentrisch standpunt innemen : Aarde schuift niet voor Sol langs! Maar Sol komt iedere dag in het oosten op, ‘schuift’ langs de hemel(boog), en zakt in het westen onder de horizon.
          Vanuit dit standpunt beweegt niet de planeet, maar de ster !

          Nu jij weer. 😀 😀

          Groet, Paul 😉

          • EnceladusEnceladus zegt:

            Nice one, maar de aarde hoeven we niet meer te ontdekken hè? 😉

            groet,
            Gert (Enceladus)

          • Zolang er nog mensen zijn die denken dat de Aarde een platte pannekoek is. 😉

  4. We worden klaar gestoomd voor de grote verkondiging van de eeuw dat de Aarde niet de enige planeet is met een soort menselijke leven en dat dus ook buitenaardsen dus Aliens bestaan.

  5. rob heijd zegt:

    Goh ik wou dat het nou eindelijk eens gevonden werd.

  6. Dat zou wel eens kunnen tegenvallen, die grote verkondiging en/of dat eindelijk vinden. Bij elke nieuwe ‘ontwikkeling’ wordt er met zoveel poeha gespeculeerd over ‘mogelijk leven’ dat we vergeten dat het nog maar gaat over enkele noodzakelijke maar lang geen voldoende voorwaarden. De “leefbare zone” bv. garandeert nog helemaal niets, en ook een aantal voorwaarden samen betekenen niet meer dan dat. Laten we wel wezen: deze nieuwe planeet staat op 40 lichtjaar (bijna 10 keer zover als Proxima b, waar we ook al niets met enige zekerheid kunnen van zeggen), is misschien rotsachtig, heeft misschien een atmosfeer, is misschien niet te warm of te koud, maar of dat volstaat om van meer dan een absolute waterkans (no pun intended, hoewel waarom niet eigenlijk?) op iets interessants te spreken is uiterst twijfelachtig. Maar elke keer wordt gedaan alsof de grote doorbraak er elk moment kan komen of op z’n minst nu toch heel dichtbij is. In werkelijkheid kan het net zo goed nog een paar (of zelfs ettelijke) eeuwen duren en het is niet eens uitgesloten dat we, after all, toch uniek zijn. Fancy that!

    • EnceladusEnceladus zegt:

      Anderzijds is het natuurlijk wel zo dat we vooral speuren naar ‘Life as we know it’. Misschien bestaat er wel leven dat op een voor ons nu nog onbekende manier functioneert of gebaseerd is op andere bouwstoffen. In die zin is de ‘leefbare zone’ dus ook al erg antropocentrisch.

      Maar goed, dat gaat allemaal om zoektochten naar leven bij exoplaneten. Dat moeten we zeker blijven doen, maar persoonlijk zet ik mijn kaarten voorlopig liever op Europa, Enceladus en Pluto als het gaat om de beste kans om buitenaards leven te vinden. Nu is die laatste tamelijk lastig te bereiken, maar ik zou graag zien dat er missies naar Europa en Enceladus komen waarbij we gaan afdalen in de oceanen daar. Los van of we daar leven zouden ontdekken zou het een ongeëvenaarde prestatie zijn als het lukt om een mini duikboot op een ander hemellichaam te laten duiken in een oceaan en daar dan te filmen en onderzoek te doen. Vraag: is dit technologisch al mogelijk?

  7. Waar ik mij elke keer weer over verbaas is, dat men zich enorm druk kan maken
    over (mogelijk) leven op onbereikbare exoplaneten, terwijl het, wederom mogelijk,
    “vlak voor onze voeten” licht, zoals bijvoorbeeld op Europa en/of Enceladus.

    Als we daarop meer zouden focussen en meer ons best zouden doen,
    om juist DAAR leven te ontdekken, zouden we daar ENORM van kunnen leren
    en beter kunnen begrijpen in hoeverre ook op exoplaneten leven zal kunnen herbergen.
    Voorlopig zijn er nog veel te veel variabelen om te kunnen vaststellen
    dat er op een exoplaneet we haast zeker leven zou zijn… 🙂

    (groet, Mardi, met weinig specifieke kennis op dit gebied 🙂 )

  8. @ Enceladus

    De ijskorst op Enceladus of Europa is algauw enkele tot ettelijke kilometers dik, dus het wordt nog niet zo eenvoudig om een miniduikboot neer te laten in de onderliggende oceaan. En als we een of ander duiktoestel toch in de grote plas krijgen, moet het misschien nog wel helemaal tot op de bodem geraken om de hydrothermale bronnen te vinden waar micro-organismen “welig” zouden kunnen tieren, tenminste als het daar helemaal gaat zoals op aarde. Huzarenstukje, lijkt me, dus ik weet niet hoe optimistisch we ter zake zo al mogen zijn (al zijn we inventief en ingenieus genoeg om indirecte metingen uit te broeden, maar indirect is maar indirect, natuurlijk, niet helemaal the real thing). Anderzijds heeft men in 2001 al een plan “bedacht” (dat nooit verder is gekomen dan de tekentafel) om een zogenaamde cryo(ro)bot op Europa neer te laten die zichzelf door het ijs zou heen smelten tot in de oceaan en dan een hydro(ro)bot ofte onderwatersonde te, euh, water zou laten om “informatie te verzamelen en naar de aarde door te sturen”. Ik vermoed dat de technische realisatie toen toch nog bij de (nabije)toekomstmuziek hoorde, maar goed, binnen afzienbare tijd zal zoiets (of iets beters) natuurlijk wel kunnen.

    Timing dan. Het kan even duren, tot spijt van de ongeduldige zielen. NASA plant een flybysonde, oorspronkelijk mèt lander, de “Europa Clipper”, te lanceren binnen een jaar of vijf. Zowat drie jaar later gaat de Clipper rondjes draaien rond Jupiter en daarbij zo’n 45 keer over Europa vliegen, op een kortste afstand van 25 tot 2700 km. Hij zal daarbij ook weer door de pluimen gaan. De intussen zelfstandige landermissie, “Europa Lander”, zou tegen 2030 op Enceladus landen en ‘ter plekke’ zoeken naar tekenen van leven (o.m. met een “extraterrestrial drill”, wat dat ook moge wezen). Zijn tijd is echter beperkt, doordat hij in die omgeving nogal wat straling te slikken krijgt.

    Verder wil ESA JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) lanceren, volgens de plannen in 2022, met aankomst bij Jupiter voorzien in 2030, voor een onderzoek van Ganymedes, en in mindere mate, Callisto en Europa. In 2033 moet hij gaan cirkelen rond Ganymedes en mogelijk een Russische lander, Laplace-P, neerlaten. Wat Europa betreft, moet JUICE o.m.. op zoek gaan naar mogelijke organische moleculen en de dikte van de ijskorst bepalen.

    Dit alles is nog in het stadium van (enigszins gevorderde) planning, er kan dus nog altijd wat veranderen, wegvallen of bijkomen. Maar als we daarmee leven moeten vinden (en niet op een andere, wat meer onvermoede of niet gerichte wijze), dan duurt het nog zowat een decennium of meer. Is de gebruikte techniek nog niet voldoende, dan zijn er nog andere missies nodig en schuiven we weer ettelijke jaren op. Geen reden dus om hard van stapel te lopen, zoals NASA e.a. de hele tijd lijken te doen.

    Overigens ben ik het met je eens dat Enceladus en Europa (Pluto zou ik veeleer betwijfelen) kansrijker zijn dan andere plekken. Alleen, het is misschien ook weer net te antropocentrisch, of terracentrisch, om wat op aarde gebeurt – micro-organismen die floreren in hydrothermale bronnen op de zeebodem – te extrapoleren naar een niet-aardse omgeving. De kans dat er op Enceladus helemaal niks is, is nog altijd verre van denkbeeldig.

    • Me dunkt dat er via de open verbindingen in het ijs, die we nu kennen als geisers, ‘zo’ een duikbootje in de Enceladus Oceaan gedumpt kan worden. 😉

      Ook op Mars hebben we al een karretje staan, dus lijkt het mij niet onmogelijk om op Enceladus hetzelfde trucje uit te voeren. De Enceladusrover kan onze Enceladussubmarine mooi naar de juiste locatie brengen.
      Waar nodig kan de temperatuur van buitenwand van de submarine worden verhoogd om de open verbinding tot de juiste minimum-maat te smelten.

      Het vinden van levende cellen zal wel complexer zijn… In elke kuub Aards zeewater zal ook wel geen leven zitten, dus dat hoeven we ook niet in een onbekende oceaan te verwachten.
      Misschien zit ‘het leven’ rond de waterstofbronnen, maar misschien ook juist niet. Zijn bv ijzerionen de beperkende factor. Wie zal het zeggen?

      Groet, Paul

  9. Dat het technisch allemaal wel zal kunnen (in de (nabije) toekomst), hoor(de) je mij niet ontkennen. Maar in de eerstvolgende Europareizen (Clipper, Juice) zijn de zaken die je noemt (nog) niet voorzien (en de kans is klein dat ze er nog bijkomen). Het duurt dus alvast nog tot een volgende gelegenheid en dan zijn we gauw weer een decennium of wat verder: tussen ‘concept’ en ‘uitvoering’ ligt een hele weg (maar we kunnen wel tijd winnen door meteen te beginnen plannen).

    Je hebt natuurlijk gelijk dat het vinden van levende cellen nog een andere zaak is. En dat mogelijk leven zich misschien net niet rond de waterstofbronnen zal bevinden. We moeten er niet te snel van uitgaan dat we ‘aardse’ toestanden gaan vinden op niet-aardse werelden. Verrassingen zullen er sowieso wel zijn, ook als we geen (of niet onmiddellijk) leven vinden. Voor mezelf zeg ik dan: niet harder van stapel lopen dan de feiten (niet de als’en) toelaten …

  10. Nog even ter aanvulling. Toevallig kom ik op deze link (https://www.scientias.nl/is-er-buitenaards-leven-in-2025-weten-we-het/) terecht, waar de ontdekking van buitenaards leven wordt voorzien in/tegen 2025. Dat is zo’n uitspraak stijl “in 20… staan we op Mars”. Het grote verschil is dat we dat laatste enigszins in eigen hand hebben. Buitenaards leven moet er eerst en vooral ook zijn (op de plaatsen waar we het willen of denken te kunnen zoeken). Hoezo? Is het dan niet (statistisch) zonneklaar dat het heelal moet krioelen leven? Tuurlijk wel, maar 1) dat is nog geen garantie en 2) zelfs al vinden we maar om de 100 zonnestelsels één enkel teken van leven dan wordt er nog steeds gekrioeld. Alleen niet meteen in onze buurt. En dan is 2025 niet aan de orde.
    Het neemt niet weg dat Ellen Stofan, voorspelster van dienst in het artikel, gelijk kan hebben. Maar dat is zo’n beetje het gelijk van de waarzegger die op 1 januari voor het komende jaar de dood van een of andere personaliteit voorspelt, die dat jaar dan ook echt overlijdt (de paus is een geliefde keuze, en pausen zijn meestal niet jong, dus …). Goeie gok, maar verkoop het niet als wetenschap.
    Overigens is 2025 het jaar van de Clipper, en vooralsnog gaat die alleen maar over Europa vliegen. Hij zal alvast heel bijzondere instrumenten moeten hebben om “vanop afstand” ontegensprekelijk leven aan te tonen (mocht het er effectief zijn, blijf ik herhalen). Ik denk niet echt dat het lukt, tenzij “het toeval” (ET op bezoek, boodschap “from out there”, artificiële artefacten op Maan of Mars, …) ons een eindje helpt. Maar in zulke zaken data vooropstellen, doe je eerlijkheidshalve beter niet: het is tendentieus en misleidend (en … levert wellicht geld op).

Geef een reactie