Tot nu toe hadden astronomen alleen atmosferen ontdekt rond exoplaneten die enorm groot of extreem heet zijn. Nu hebben ze voor het eerst een atmosfeer waargenomen rond een rotsachtige planeet waarop temperaturen zouden kunnen heersen die geschikt zijn voor leven.
Voor het eerst hebben astronomen een atmosfeer ontdekt rond een rotsachtige planeet die zich in de ‘bewoonbare zone’ rond zijn ster bevindt: een gebied waar een temperatuur heerst die vloeibaar water op het oppervlak mogelijk maakt. Nog niet eerder vonden onderzoekers zo’n sterke aanwijzing voor het bestaan van een planeet die mogelijk geschikt is om buitenaards leven te herbergen.
De planeet, LHS 1140b, draait om een kleine, koele ster – een zogeheten M-dwerg – op ongeveer 50 lichtjaar van de aarde. Astronomen zoeken al tientallen jaren naar planeten met een atmosfeer rond zulke M-dwergen, omdat dit de meest voorkomende sterren in onze Melkweg zijn. Tot nu toe leverde die zoektocht echter niets op. Sommige onderzoekers begonnen daardoor te vermoedden dat planeten rond dergelijk kleine sterren helemaal geen atmosfeer kunnen vasthouden.
Maar toen aard- en planeetwetenschapper Collin Cherubim van de Harvard-universiteit in de Verenigde Staten en zijn collega’s LHS 1140b in 2024 observeerden vanuit sterrenwacht Las Campanas in Chili, stuitten ze op een veelbelovend signaal: een zogeheten spectraallijn in het licht van de planeet die wees op de aanwezigheid van heliumatomen in een aangeslagen energietoestand.
Heliumwereld
Daar zijn verschillende mogelijke verklaringen voor, maar op basis van de vorm en de sterkte van het signaal concludeerden de onderzoekers dat het helium afkomstig moest zijn uit een uitstroom van gas die langzaam uit de atmosfeer van de planeet ontsnapt. ‘Veruit de eenvoudigste verklaring is dat het helium afkomstig is van de planeet zelf’, zegt Cherubim.
Dat zou LHS 1140b tot een zogeheten ‘heliumwereld’ maken: een type exoplaneet waarvan het bestaan al langer is voorspeld, maar nog nooit overtuigend is aangetoond. ‘Het is anders dan wat we verwachten op basis van de rotsachtige planeten in ons eigen zonnestelsel’, zegt Natalie Allen, promovendus in de astronomie aan de Amerikaanse Johns Hopkins-universiteit. In sommige opzichten lijkt een heliumwereld meer op een gasreus dan op een aardachtige planeet, met een dikke, zware atmosfeer boven een rotsachtig of ijzig oppervlak.
Bewoonbare zone
‘Deze bevinding is op zichzelf al een spannende ontdekking, los van of we hier met een soort ‘nieuwe aarde’ van doen hebben’, zegt astrobioloog Sukrit Ranjan van de Universiteit van Arizona in de VS. ‘De planeet zou zomaar bewoonbaar kunnen zijn, maar dan niet in de gebruikelijke zin van het woord.’
Als LHS 1140b inderdaad een dikke atmosfeer heeft, zou de druk aan het oppervlak vergelijkbaar kunnen zijn met die op de bodem van de oceaan op aarde. Is de atmosfeer minder dik, dan is er eerder sprake van een oceaanwereld die vergelijkbaar is met de ijzige manen in ons zonnestelsel.
Voorlopig weten onderzoekers alleen dat de planeet een atmosfeer heeft waaruit helium ontsnapt. Over de omvang en samenstelling van die atmosfeer is nog weinig bekend. ‘De aarde en Venus zijn ongeveer even groot en hebben allebei een atmosfeer, maar het oppervlak van Venus is niet bewoonbaar’, zegt Allen. ‘Om echt te kunnen beoordelen of deze planeet bewoonbaar is, moeten we eerst de samenstelling van de atmosfeer als geheel begrijpen.’ Nog niet gepubliceerde gegevens van ruimtetelescoop James Webb kunnen daar volgens haar meer duidelijkheid over geven.
Toch maakt juist de aanwezigheid van een atmosfeer LHS 1140b bijzonder interessant. Bovendien draait de planeet rond zijn ster in de zogeheten bewoonbare zone, waar de temperaturen mild genoeg zijn om vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk te maken. ‘Deze planeet is nu de meest veelbelovende plek geworden om buiten ons zonnestelsel naar leven te zoeken’, zegt Cherubim.
Wisselend signaal
Er is wel een kanttekening. Toen Cherubim en zijn collega’s LHS 1140b in 2025 opnieuw met dezelfde meetopstelling observeerden, zagen ze de kenmerkende heliumspectraallijn niet meer. De onderzoekers analyseerden de gegevens uit 2024 en 2025 tot in detail, raadpleegden andere onderzoekers en lieten zelfs een onafhankelijk team alle metingen opnieuw verwerken. De uitkomst bleef echter hetzelfde: het aangeslagen helium was in 2024 duidelijk aanwezig, maar in 2025 niet meer.
Dat is verrassend, maar niet uitzonderlijk, zegt Cherubim. ‘Als je ontsnappend helium meet en maanden of jaren later opnieuw kijkt, blijken de metingen vaak anders te zijn. Soms is het signaal zelfs helemaal verdwenen – en we weten niet goed waarom’, zegt hij.
Volgens Ranjan is deze specifieke heliumsignatuur nog onvoldoende begrepen, waardoor onduidelijk is waarom het signaal eerst verscheen en later weer verdween. Mogelijk is de vorm van de uitstromende gaswolk veranderd of heeft de activiteit van de ster de toestand van het helium beïnvloed. Als het helium nog wel aanwezig is, maar niet langer in een aangeslagen energietoestand verkeert, kunnen we verwachten dat de spectrale signatuur verdwijnt. Cherubim is van plan LHS 1140b de komende jaren te blijven observeren om het mysterie op te lossen. ‘Misschien zien we het signaal nooit meer terug, misschien zien we het bij elke waarneming, of misschien maar de helft van de tijd. Maar ik heb er een goed gevoel bij’, zegt hij.
Geef een reactie