Deze week hebben wetenschappers aangekondigd dat de James Webb Space Telescope, die onder zijn vele talenten de atmosferen van exoplaneten kan analyseren, net bevestigde de aanwezigheid van kooldioxide op een wereld die rond een zon draait op zo'n 700 lichtjaar afstand. Het is de eerste waarneming van CO2 in een planetaire atmosfeer buiten ons zonnestelsel.
Maar die ontdekking, gedaan over een wereld die heel anders is dan de onze, is slechts een eerste voorproefje van wat Webb's instrumenten binnenkort kunnen onthullen. Astronomen staan te popelen om de telescoop te trainen op planeten zoals de aarde, waar vloeibaar water, een cruciaal ingrediënt voor het leven zoals wij dat kennen, overvloedig aanwezig is. De komende maanden en jaren krijgen ze ongetwijfeld hun kans.
Er zijn een aantal veelbelovende aardachtige planeten die Webb in de nabije toekomst zou kunnen bestuderen, maar in een onlangs gepubliceerd artikel in The Astronomical Journal, beweren wetenschappers van de Universiteit van Montreal dat ze een van de beste kandidaten tot nu toe hebben ontdekt.
De planeet, die rond een ster in het dubbelstersysteem TOI-1452 draait, bevindt zich op 100 lichtjaar afstand. Het is ongeveer 70% groter dan de aarde - een soort exoplaneet genaamd a super-aarde—en banen in een gebied dat wetenschappers de . noemen bewoonbare zone waar vloeibaar water mogelijk is. Nog aantrekkelijker is echter het feit dat de dichtheid van de planeet wijst op de aanwezigheid van een mondiale oceaan.
Water wereld
Hints van TOI-1452 b kwamen voor het eerst naar voren in gegevens verzameld door de TESS-ruimtetelescoop. Het team bevestigde verder het bestaan van de planeet en legde de belangrijkste kenmerken vast met observaties op de grond. Door te meten hoeveel een om de aarde draaiende planeet zijn moederster doet wiebelen, kunnen onderzoekers de massa schatten, terwijl analyse van hoeveel licht het blokkeert terwijl het tussen zijn ster en de aarde beweegt, schattingen van de grootte oplevert.
TOI-1452 b's zon is een rode dwergster die kleiner en zwakker is dan de zon. Dus terwijl de planeet zich in een krappe baan ten opzichte van de aarde bevindt - en elke 11 dagen een circuit rond zijn zon voltooit - ontvangt hij ongeveer dezelfde hoeveelheid zonnestraling als Venus. Dat plaatst het pal in het midden van de bewoonbare zone van zijn ster. Samen met zijn verrassend lage dichtheid, is een leidende theorie dat TOI-1452 b een waterwereld is.
Eén model in de studie schatte dat water zou kunnen goedmaken 30 procent van de massa van de planeet. Ter vergelijking: water bedekt 70 procent van het aardoppervlak, maar is slechts 1 procent van zijn massa. Dus als het model nauwkeurig blijkt te zijn, zou het hele oppervlak van TOI-1452 b kunnen worden bedekt door een wereldwijde oceaan die veel dieper is dan welke op aarde dan ook.
"TOI-1452 b is een van de beste kandidaten voor een oceaanplaneet die we tot nu toe hebben gevonden", zei Charles Cadieux, een astronoom aan de Universiteit van Montreal en de hoofdauteur van het nieuwe artikel. "De straal en massa suggereren een veel lagere dichtheid dan wat je zou verwachten van een planeet die in wezen bestaat uit metaal en gesteente, zoals de aarde."
Het sleutelwoord is kandidaat. De gegevens laten veel ruimte voor onzekerheid of de planeet daadwerkelijk een oceaanplaneet is. De paper onderzoekt ook scenario's waarin de planeet een rots is zonder atmosfeer of rotsachtig met een uitgebreide atmosfeer van lichte gassen zoals waterstof en helium. De enige manier om het zeker te weten is door een kijkje te nemen.
Het volgende blauwe marmer
Terwijl licht door exoplaneetatmosferen schijnt, absorberen de verschillende chemische bestanddelen kenmerkende golflengten. Het resulterende spectrum is als een vingerafdruk van de chemische samenstelling van de atmosfeer, de gaten die de aanwezigheid van verschillende elementen zoals waterstof en helium of moleculen zoals waterdamp aankondigen. Tot nu toe was ons vermogen om exoplaneetatmosferen, vooral die rond kleinere planeten, rechtstreeks te analyseren echter beperkt.
Maar met Webb heeft de mensheid een nieuwe bril die meer dan geschikt is voor het werk. Naast de fysieke eigenschappen van TOI-1452 b, bevindt de planeet zich ook relatief dicht bij de aarde en is haar positie aan de hemel het hele jaar door beschikbaar voor observatie. De wetenschappers hopen binnenkort tijd op de telescoop te kunnen boeken om hun hypothese direct te bevestigen of te verwerpen.
Of deze specifieke planeet uitkomt, is enigszins naast het punt. Wat nog spannender is, is ons nieuwe vermogen om in de atmosferen te gluren van een lijst van veelbelovende planeten op lichtjaren afstand. Het is heel goed mogelijk dat wetenschappers binnenkort een oceaanwereld zullen lokaliseren en bevestigen die rond een andere ster draait: het eerste blauwe marmer buiten ons zonnestelsel.
Van daaruit kunnen we nog veel meer knikkers vinden, en hoewel Webb niet expliciet is ontworpen om biosignaturen te detecteren - de chemische vingerafdrukken van het leven zelf -aankomende telescopen zullen zijn. Deze omvatten de op de grond gestationeerde Giant Magellan Telescope, de Thirty Meter Telescope en de European Extremely Large Telescope.
Naarmate onze rolodex van bevestigde oceaanwerelden groeit, groeit ook onze lijst met veelbelovende doelen voor deze toekomstige telescopen om hun blik op te richten en, in wat ongetwijfeld een wereldschokkende ontdekking zou zijn, zouden we eindelijk de eerste handtekeningen van leven in de eenzame leegte.
Krediet van het beeld: Benoit Gougeon, Universiteit van Montreal
