STERRENKUNDE

Het debat over buitenaards leven kreeg handen en voeten na de ontdekking van de eerste planeet buiten ons zonnestelsel, nu een jaar geleden. Sindsdien volgen de meldingen van zogeheten exoplaneten elkaar in rap tempo op. Aarde-achtige exemplaren zitten daar niet bij. En dat zal nog wel even zo blijven.

“Het meest opwindende is dat 16 Cygni B erg veel lijkt op onze zon”, meldden de onderzoekers. Aha, die ster heeft dan misschien ook een planeet zoals de aarde, is de leek geneigd te denken. En dat zou kunnen betekenen dat er op die planeet . . .

Maar dat is niet wat de Texanen opwindend noemen. De ontdekking zet de theorie over het ontstaan van planetenstelsels op zijn kop, roepen ze enthousiast. Die theorie voorspelt namelijk dat een ster als onze zon planeten als onze planeten heeft. Maar de nieuw ontdekte planeet gedraagt zich merkwaardig. Hij draait niet in een bijna perfecte cirkel rond, maar zoeft als een komeet door de ruimte. Het ene moment scheert hij langs zijn ster, het andere moment bevindt hij zich op enorme afstand.

Toch is het natuurlijk die lekenfascinatie waardoor de ontdekking de krantenpagina's haalt. Een planeet op grote afstand: dat geeft het gespeculeer over buitenaards leven ineens handen en voeten.

Want tot voor kort moesten de astronomen en andere ruimtespeurders zich met statistiek behelpen. Er zijn miljoenen sterren, luidde hun redenatie, het zou toch onvoorstelbaar zijn als onze zon de enige ster was met een groep planeten.

Het was geloof tegenover ongeloof.

Totdat de Zwitsers Michel Mayor en Didier Queloz ruim een jaar geleden de eerste zogeheten exoplaneet waarnamen. Rond de ster 51 Pegasi draaide een superzware planeet met een omlooptijd van ruim vier dagen.

Daarna sloeg de planetenkoorts toe onder de astronomen. In een jaar tijd zijn inmiddels zeven exoplaneten ontdekt, onder andere in de sterrenbeelden Grote Beer (bij de ster 47 Ursa Major), Kreeft en Maagd. Het zijn allemaal planeten van het Jupiterformaat en meestal draaien ze op zeer korte afstand van hun ster.

Eigenlijk klopt dit verhaal niet helemaal. De astronomen hebben namelijk nog geen enkele exoplaneet echt waargenomen. Al hun ontdekkingen zijn gebaseerd op indirect bewijs. Wat de onderzoekers steeds hebben gezien, zijn schommelingen in de beweging van de ster. Zoals bijvoorbeeld de zon de planeten aantrekt en ze zo in hun baan houdt, trekken ook de planeten op hun beurt aan de zon. Een stuk minder hard weliswaar, maar een zware planeet op korte afstand kan er voor zorgen dat de ster ook een klein - vanaf de aarde zichtbaar - cirkelbaantje beschrijft.

Dat is waar de planetenjagers zich aanvankelijk op hebben gericht: sterren die kleine rondjes draaien.

Een succesvolle aanpak werd negen jaar geleden geïntroduceerd door Geoff Marcy en Paul Butler van de Universiteit van San Francisco. Zij maken bij hun speurtocht naar schommelingen in sterbewegingen gebruik van het Doppler-effect, het effect dat iedereen kent die wel eens bij een spoorwegovergang heeft staan wachten: het geluid van de naderende trein is hoger dan van de gepasseerde trein.

Marcy en Butler zoeken sinds 1987 naar Doppler-variaties in het licht van sterren. Die variaties ontstaan doordat sterren die een rondje draaien, in dat rondje dan weer naar de aarde toe, dan weer er vanaf bewegen.

Dat zoeken vereist een hoge mate van precisie. En engelengeduld. De schommelingen zijn zeer klein in vergelijking met de gemiddelde beweging van de ster en bovendien is het Doppler-effect zelf niet zo'n sterk effect. Ter vergelijking: wie op deze manier een exoplaneet wil registreren, heeft dezelfde precisie nodig als iemand die op een afstand van een kilometer variaties van minder dan een tiende millimeter wil zien. Het is daarom niet verwonderlijk dat de eerste planeetvondsten foutmeldingen waren. Bij nadere bestudering bleek de 'planeet' meestal een tweede ster te zijn die om de eerste heen draaide.

En wat dat engelengeduld betreft: de Texanen Cochran en Hatzes hebben 16 Cygni B, de nu ontdekte ster, twee jaar lang moeten volgen voordat ze konden concluderen dat er een herhalingspatroon in de schommeling zat, en dat er dus een planeet achter stak.

Die nieuwe planeet scheert langs zijn zon in plaats van keurige rondjes te draaien. Maar voor Floris van der Tak, astronoom aan de Rijksuniversiteit Leiden, hoeft de theorie over het ontstaan van planetenstelsels nog niet op de helling. “Al moet ik zeggen dat de vreemde baan van deze laatste planeet de ontdekking interessant maakt. Ons idee is dat een planetenstelsel ontstaat uit een grote gaswolk die condenseert tot een ster. Daarbij blijft er wat materie over voor planeten. Dat idee suggereert cirkelvormige planeetbanen. Om deze asymmetrische baan theoretisch te kunnen verklaren moeten we aannemen dat er nog iets extra's gebeurd is. Het zal duidelijk zijn dat de recente ontdekkingen zoals deze het theoretisch onderzoek over het ontstaan van planeten enorm stimuleren. Maar dat is nog iets anders dan de theorie op zijn kop zetten.”

Intussen zit de leek nog steeds met zijn vragen over het buitenaards leven. Zijn wij nu alleen of niet? Van der Tak: “Astronomen hebben altijd het idee gehad dat als de helft van alle sterren planeten zouden hebben, het zeer waarschijnlijk is dat er ook elders leven bestaat. Zelf heb ik het idee dat slechts een paar procent van de sterren een planeet heeft. Over het precieze percentage hebben wij astronomen nog geen consensus bereikt.”

“Tot nu toe hebben we alleen hete Jupiters bij heldere, niet al te ver verwijderde sterren gevonden. Willen we goede statistiek kunnen bedrijven over de kansen op leefbare planeten, dan zullen we ook de zwakkere en verafgelegen sterren aan Dopplermetingen moeten onderwerpen. De Hubble telescoop die buiten onze dampkring het heelal verkent, kan daarbij van grote dienst zijn. En vervolgens is het de vraag of we kleine, aardse planeten op die afstand kunnen zien. Dat is nog een factor tien moeilijker.”

Je zou de vraag ook om kunnen draaien: hoe groot is de kans dat een buitenaards wezen, ergens in het heelal, ons langs deze weg zou kunnen vinden. Met onze middelen? vraagt Van der Tak. “Praktisch uitgesloten. We hebben hier acht of negen planeten - hangt ervan af of je Pluto meerekent. Het is niet te doen om uit de schommelingen van de zon de negen afzonderlijke planeten te herleiden.”

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden