Astronomen hebben nu de kans berekend van het vinden van aardachtige planeten bij andere sterren, waarbij ze gebruik maakten van de laatste data van de Keplermissie. De waarschijnlijkheid van minstens één planeet in de ‘bewoonbare zone’, het temperatuursgebied waarin de temperatuur van de planeet voldoende gematigd is om vloeibaar water mogelijk te maken, is, zoals het er nu naar uitziet, enorm groot: rond een derde. Goed nieuws dus voor toekomstige sterrenreizigers.
De planetenjagende satelliet Kepler is speciaal ontworpen om aardachtige planeten rond sterren op te sporen. Dit doet de satelliet door bij honderdduizenden sterren tegelijk te letten op periodieke afzwakkingen van het sterrenlicht. Dit betekent namelijk dat er een planeet voor de sterrenschijf langs trekt. Omdat de kans dat een planeet precies tussen de ster en de aarde in staat vrij klein is, ontdekt Kepler maar een kleine fractie van alle planeten.
Kepler ontdekt exoplaneten als ze voor hun ster langstrekken. Voor een individuele planeet is die kans maar klein, maar Kepler houdt zoveel sterren tegelijkertijd in de gaten, dat er toch veel exoplaneten ontdekt worden.
Desondanks bleek de eerste 136 dagen van Kepler een ware goudmijn aan planeten op te leveren. In deze tijd bestudeerde Kepler ongeveer 150 000 sterren en vond bewijzen voor 1235 potentiële exoplaneten. Dat is een behoorlijk grote vangst, als je je realiseert dat de kans dat een exoplaneet op ongeveer de afstand van de aarde tot de zon, precies voor een zonachtige ster langs trekt, minder dan een procent is.
Sindsdien heeft het team astronomen van de Keplermissie en de teams waar ze mee samenwerken zich ook toegelegd op details van deze exoplaneten te weten proberen te komen. Het gaat hier om zoveel potentiële exoplaneten, dat ook statistische analyses mogelijk zijn. Daaruit zijn weer verschillende projecties te maken. Vandaag heeft Wesley Traub van het Californische Instituut voor Technologie in Pasadena de resultaten van precies zo’n studie bekend gemaakt. Traub heeft alleen naar de sterren gekeken die het meeste op de zon lijken, namelijk van spectraalklasses F, G en K. Onze zon is een G type ster. De stertypes O, B en A leven te kort om leven voort te kunnen brengen.
F-types zijn heter en zwaarder dan de zon, K-types iets lichter en koeler. Het meest voorkomende type ster, de rode M-dwergen, leeft zeer lang, maar exoplaneten moeten zo dicht bij dit sterretje staan om voldoende zonlicht te krijgen dat getijdeneffecten de planeet stilleggen, ongeveer zoals de maan nu ook altijd dezelfde kant naar de zon wendt. of dit het ontstaan van leven belemmert is overigens de vraag. Er zijn modellen bedacht waarbij dat niet zo is. Ook is de bewoonbare zone van M-dwergen zo smal dat de kans kleiner is dat precies hier een aardachtige planeet in rondzwerft.
De resultaten: aardachtige planeten komen evenveel voor rond zware F-sterren als rond lichte K-sterren. Wel zijn er rond lichte sterretjes veel minder kleine planeten waargenomen. Vrijwel zeker is dat volgens Traub omdat kleine planeten moeilijker te zien zijn voor Kepler. Dat geldt ook voor ons. Een overgang van de aardachtige Venus voor de zon langs is veel makkelijker waar te nemen dan van de veel kleinere Mercurius, die zo groot is als een wat uit de kluiten gewassen maan. Planeten vlak bij de ster hebben ook een veel grotere kans om voor de ster langs te bewegen. Een derde van alle planeten die Kepler vond zijn dan ook verschroeide Mercurius-achtige werelden met omlooptijden van minder dan 42 dagen. Ter vergelijking: de weinig gastvrije Mercurius 88 dagen, wat dus duidt op totaal onleefbare geblakerde rotsblokken.
Spannender is natuurlijk de ontdekking van aardachtige werelden op grotere afstand van de ster, binnen de zone waarin vloeibaar water mogelijk is. De meeste van deze planeteh bevinden zich te ver van hun ster af om al door Kepler opgepikt te worden. Hoe verder van de ster, hoe langzamer planeten bewegen en hoe groter hun baan, dus hoe kleiner de kans dat ze net voor de ster langstrekken als Kepler waarneemt. Traub heeft echter een techniek ontwikkeld om dit probleem te omzeilen.
Hij heeft namelijk een empirische exponentiële wet ontdekt die beschrijft hoeveel sterren planeten hebben met een gegeven omloopperiode. Erg handig, want de omloopperiode (lengte van het jaar) hangt rechtstreeks af van de agfstand tot de ster en kan dus worden gebruikt om te berekenen hoeveel sterren planeten in de bewoonbare zone hebben. Dit deed Traub, om zo tot zijn conclusie te komen: ongeveer een derde van alle FGK sterren hebben tenminste één aardachtige planeet in de bewoonbare zone. Er zijn in ons melkwegstelsel ongeveer 300 miljoen sterren. Als je bedenkt dat één op de vijf sterren in de klasse F, G of K valt, dan betekent dat alleen al in ons melkwegstelsel een duizelingwekkend aantal van 20 miljoen planeten waarop zich in theorie leven kan ontwikkelen.
Bron:
Wesley Traub, Terrestrial, Habitable-Zone Exoplanet Frequency from Kepler, Arxiv.org (2011)
