Over Exoplaneten.

Snelle feiten

Wat is een exoplaneet?

Een exoplaneet is elke planeet buiten ons zonnestelsel. De meeste draaien in een baan om andere sterren, maar vrij zwevende exoplaneten, schurkenplaneten genoemd, draaien om het galactische centrum en zijn niet aan een ster gebonden.

Overzicht

De meeste exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, bevinden zich in een relatief klein deel van onze melkweg, de Melkweg. We weten van NASA’s Kepler Space Telescope dat er meer planeten dan sterren in de melkweg zijn.

Door de afmetingen (diameters) en massa’s (gewichten) van exoplaneten te meten, kunnen we composities zien die variëren van zeer rotsachtig (zoals de aarde en Venus) tot zeer gasrijk (zoals Jupiter en Saturnus). Exoplaneten bestaan ​​uit elementen die vergelijkbaar zijn met die van de planeten in ons zonnestelsel, maar hun mengsels van die elementen kunnen verschillen. Sommige planeten kunnen worden gedomineerd door water of ijs, terwijl andere worden gedomineerd door ijzer of koolstof. We hebben lavawerelden geïdentificeerd die bedekt zijn met gesmolten zeeën, gezwollen planeten met de dichtheid van piepschuim en dichte kernen van planeten die nog steeds om hun sterren draaien.

Er is een enorme verscheidenheid aan exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel. 
Er zijn waterwerelden, lavaplaneten, eivormige werelden, planeten met meerdere zonnen en zelfs planeten zonder zon! 
Wat kunnen we leren van al deze vreemde, wonderlijke variëteit? 
Wat vertelt het ons over zowel de exoplaneten zelf als onze eigen thuisplaneet? 
Krediet: NASA/JPL-Caltech

De eerste exoplaneten werden ontdekt in de jaren negentig en sindsdien hebben we duizenden geïdentificeerd met behulp van verschillende detectiemethoden. Het is vrij zeldzaam dat astronomen een exoplaneet door hun telescopen zien zoals je Saturnus zou kunnen zien door een telescoop vanaf de aarde. Dat heet directe beeldvorming, en er zijn slechts een handvol exoplaneten op deze manier gevonden (en dit zijn meestal jonge gasreuzenplaneten die heel ver van hun sterren cirkelen).

Verwant

Nu leven we in een universum van exoplaneten. Het aantal bevestigde planeten loopt in de duizenden en stijgt. Dat is slechts een kleine steekproef van de melkweg als geheel. Het aantal zou binnen tien jaar kunnen oplopen tot tienduizenden, naarmate we het aantal, en de waarnemingsvermogen, van robottelescopen die de ruimte in worden geheven, vergroten.

De Nancy Grace Roman Space Telescope, voorheen bekend als WFIRST, is een opkomende ruimtetelescoop die is ontworpen om breedveldbeeldvorming en spectroscopie van de infrarode hemel uit te voeren. 
Een van de doelen van de Roman Space Telescope is het zoeken naar aanwijzingen over donkere energie – de mysterieuze kracht die de uitdijing van het universum versnelt. 
Krediet: NASA’s Goddard Space Flight Center

De meeste exoplaneten worden gevonden via indirecte methoden: het meten van het dimmen van een ster die toevallig een planeet voor zich heeft, de transitmethode genoemd, of het monitoren van het spectrum van een ster op de verklikkersignalen van een planeet die aan zijn ster en veroorzaakt zijn licht een subtiele Dopplerverschuiving. Ruimtetelescopen hebben duizenden planeten gevonden door ’transits’ waar te nemen, het licht dimmen van het licht van een ster wanneer zijn kleine planeet tussen de ster en onze telescopen passeert. Andere detectiemethoden omvatten zwaartekrachtlensing, de zogenaamde “wobble-methode”.

Kepler-planeten
Credits: NASA / W. Stenzel

Maar wanneer meerdere methoden samen worden gebruikt, kunnen we de vitale statistieken van hele planetaire systemen leren – zonder ooit de planeten zelf rechtstreeks in beeld te brengen. Het beste voorbeeld tot nu toe is het TRAPPIST-1-systeem op ongeveer 40 lichtjaar afstand, waar zeven ongeveer aardse planeten rond een kleine, rode ster draaien.

De planeten TRAPPIST-1 zijn onderzocht met grond- en ruimtetelescopen. De op de ruimte gebaseerde studies onthulden niet alleen hun diameters, maar ook de subtiele zwaartekracht die deze zeven dicht opeengepakte planeten op elkaar hebben; hieruit bepaalden wetenschappers de massa van elke planeet.

Dus nu kennen we hun massa’s en hun diameters. We weten ook hoeveel van de energie die door hun ster wordt uitgestraald, op het oppervlak van deze planeten valt, waardoor wetenschappers hun temperatuur kunnen inschatten. We kunnen zelfs redelijke schattingen maken van het lichtniveau, en raden naar de kleur van de lucht, als je op een ervan zou staan. En hoewel er nog veel onbekend is over deze zeven werelden, inclusief of ze atmosferen of oceanen, ijskappen of gletsjers hebben, is het het bekendste zonnestelsel geworden, afgezien van het onze.

  • kunstenaarsconcept van verschillende maten en kleuren van planetenSoorten planetenExoplaneten zijn er in allerlei soorten en maten, van gasreuzen groter dan Jupiter tot kleine, rotsachtige planeten die ongeveer zo groot zijn als de aarde of Mars. Ze kunnen heet genoeg zijn om metaal te koken of ze kunnen diepvriezen. Ze kunnen zo strak om hun sterren draaien dat een ‘jaar’ maar een paar dagen duurt; ze kunnen tegelijkertijd om twee zonnen draaien. Sommige exoplaneten zijn zonloze schurken die in permanente duisternis door de melkweg dwalen.

Tot dusver hebben wetenschappers exoplaneten onderverdeeld in de volgende typen: gasreus , Neptuniaanse , superaarde en terrestrische .

De planeten buiten ons zonnestelsel worden ‘exoplaneten’ genoemd en ze zijn er in een grote verscheidenheid aan formaten, van gasreuzen groter dan Jupiter tot kleine, rotsachtige planeten die ongeveer zo groot zijn als de aarde of Mars. Ze kunnen heet genoeg zijn om metaal te koken of ze kunnen diepvriezen. Ze kunnen zo strak om hun sterren draaien dat een ‘jaar’ maar een paar dagen duurt; ze kunnen tegelijkertijd om twee zonnen draaien. Sommige exoplaneten zijn zonloze schurken die in permanente duisternis door de melkweg dwalen.

Als we verschillende soorten exoplaneten beschrijven – planeten buiten ons zonnestelsel – wat bedoelen we dan met ‘hete Jupiters’, ‘warme Neptunus’ en ‘superaarde’? 
Omdat we nog steeds de verscheidenheid aan werelden tussen de sterren onderzoeken en leren over de verscheidenheid aan werelden, is het soms nuttig om te verwijzen naar kenmerken die ze delen met planeten die we kennen in ons eigen planetaire systeem. 
Krediet: NASA/JPL-Caltech

Een sterrenstelsel van sterren – en planeten

Onze melkweg, de Melkweg, is de dikke stroom sterren die op de donkerste, helderste nachten door de lucht snijdt. Zijn spiraalvormige uitgestrektheid bevat minstens 100 miljard sterren, waaronder onze zon. En als elk van die sterren niet slechts één planeet heeft, maar, zoals de onze, een heel systeem ervan, dan is het aantal planeten in de melkweg werkelijk astronomisch: we gaan al naar de biljoenen.

Wij mensen speculeren al duizenden jaren over dergelijke mogelijkheden, maar wij zijn de eerste generatie die met zekerheid weet dat exoplaneten echt bestaan. In feite, ver weg daar. Onze dichtstbijzijnde naburige ster, Proxima Centauri, bleek ten minste één planeet te bezitten – waarschijnlijk een rotsachtige. Het is ongeveer 4 lichtjaar verwijderd – meer dan 25 biljoen mijl (40 biljoen kilometer). De meeste exoplaneten die tot nu toe zijn gevonden, bevinden zich honderden of duizenden lichtjaren van ons verwijderd.

Het slechte nieuws: tot nu toe hebben we geen manier om ze te bereiken en we zullen niet snel voetsporen op ze achterlaten. Het goede nieuws: we kunnen ze bekijken, hun temperatuur meten, hun atmosfeer proeven en, misschien binnenkort, tekenen van leven detecteren die mogelijk verborgen zijn in lichtpixels die zijn vastgelegd vanuit deze vage, verre werelden.

Soorten planeten

Een gigantische planeet die voornamelijk uit gas bestaat.

Een potentieel rotsachtige wereld, groter dan de aarde.

Gasachtige werelden ter grote van Neptunus

Een rotsachtige wereld buiten donszonnestelsel.


Ontdekking van exoplaneten – en mysterie

De eerste exoplaneten werden ontdekt in het begin van de jaren negentig, maar de eerste exoplaneet die op het wereldtoneel uitbarstte was 51 Pegasi b, een ‘hete Jupiter’ die rond een zonachtige ster op 50 lichtjaar afstand draait. Het keerpunt was 1995. Sindsdien hebben we er nog duizenden ontdekt.

Grootte en massa spelen een cruciale rol bij het bepalen van planeettypes. Er zijn ook variëteiten binnen de maat / massa-classificaties. Wetenschappers hebben ook opgemerkt wat een vreemde kloof lijkt te zijn in de grootte van de planeet. Het wordt de ‘radiusvallei’ of de Fulton-kloof genoemd, naar Benjamin Fulton, hoofdauteur van een paper die het beschrijft. Gegevens van NASA’s Kepler-ruimtevaartuig toonden aan dat planeten met een bepaald groottebereik zeldzaam zijn – die tussen 1,5 en 2 keer de grootte (diameter) van de aarde, waardoor ze tot de superaarde zouden behoren. Het is mogelijk dat dit een kritieke grootte in planeetvorming vertegenwoordigt: planeten die deze grootte bereiken, trekken snel dikke atmosferen van waterstof en heliumgas aan en ballonnen op in gasvormige planeten, terwijl planeten kleiner dan deze limiet niet groot genoeg zijn om zo’n atmosfeer te bevatten en blijven voornamelijk rotsachtige, terrestrische lichamen.

Om de Fulton-kloof te verklaren, is een veel beter begrip nodig van hoe planetaire systemen worden gevormd.

illustratie van de verschillende soorten exoplaneten
Verscheidenheid is een belangrijk thema in de ontdekkingen van exoplaneten in de afgelopen kwart eeuw, zoals te zien is in deze illustratie. De meeste zijn ontdekt met de “transit”-methode – kijkend naar de kleinste schaduwen als een planeet het gezicht van zijn ster kruist. Krediet: NASA/JPL-Caltech

Soorten exoplaneten

Elk planeettype varieert in uiterlijk en uiterlijk, afhankelijk van de samenstelling.

Gasreuzen zijn planeten ter grootte van Saturnus of Jupiter, de grootste planeet in ons zonnestelsel, of veel, veel groter.

Binnen deze brede categorieën zit meer variatie verborgen. Hete Jupiters behoorden bijvoorbeeld tot de eerste planeettypes die werden gevonden – gasreuzen die zo dicht bij hun sterren cirkelen dat hun temperatuur tot duizenden graden (Fahrenheit of Celsius) stijgt.

Neptuniaanse planeten zijn qua grootte vergelijkbaar met Neptunus of Uranus in ons zonnestelsel. Ze hebben waarschijnlijk een mengsel van interne composities, maar ze zullen allemaal een door waterstof en helium gedomineerde buitenste atmosfeer en rotsachtige kernen hebben. We ontdekken ook mini-Neptunes, planeten die kleiner zijn dan Neptunus en groter dan de aarde. Er bestaan ​​in ons zonnestelsel geen planeten van deze grootte of dit type.

Superaardes zijn typisch terrestrische planeten die al dan niet een atmosfeer hebben. Ze zijn massiever dan de aarde, maar lichter dan Neptunus.

Terrestrische planeten zijn ter grootte van de aarde en kleiner, samengesteld uit gesteente, silicaat, water of koolstof. Nader onderzoek zal uitwijzen of sommige van hen atmosferen, oceanen of andere tekenen van bewoonbaarheid bezitten.

Geef een reactie

Scroll naar top
%d bloggers liken dit: