Met een nieuwe methode kunnen astronomen exoplaneten die dicht om hun moederster draaien opsporen. Doordat deze planeten door het magnetisch veld van hun ster bewegen, veroorzaken ze kenmerkende radiogolven. Met de door Nederland geleide Low Frequency Array (LOFAR) radiotelescoop zijn deze radiogolven ontdekt bij de rode dwergster GJ1151 op slechts 26 lichtjaar afstand.
De gemeten radiostraling is het gevolg van een effect dat ook ten grondslag ligt aan poollicht. Poollicht ontstaat wanneer elektronen langs magnetische veldlijnen bewegen. Op aarde zijn dit elektronen van de zon die langs de magnetische veldlijnen van de aarde bewegen.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Bij de rode dwergster GJ1151 is het andersom. Daar bewegen elektronen die ontstaan in de atmosfeer van de exoplaneet langs de magnetische veldlijnen van de ster. Er ontstaat dan een soort poollicht bij de magnetische polen van de ster.
Rode dwergsterren met dynamo
Deze wisselwerking treedt alleen op als de ster een sterk magnetisch veld heeft, zoals het geval is bij rode dwergsterren. Bovendien moet de planeet dichtbij staan. ‘De beweging van een planeet door het sterke magnetische veld van een rode dwerg werkt als een elektrische motor, vergelijkbaar met de dynamo van een fiets’, zegt dr. Harish Vedantham, de hoofdauteur van het onderzoek en stafwetenschapper bij ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie.
Door dit dynamo-effect ontstaat er een spanning die elektronen uit de atmosfeer van de planeet langs de magnetische veldlijnen duwt. Terwijl de elektronen langs de magnetische veldlijnen bewegen, zenden ze radiostraling uit. Ver van de ster is deze straling zwak, maar de dichtheid van magnetische velden neemt dicht bij de magnetische polen van de ster toe. Daardoor ontstaat een wisselwerking tussen de elektronen en zenden ze sterkere, meetbare radiogolven uit.
Het bestaan van dit effect werd meer dan dertig jaar geleden al voorspeld. Het bijbehorende radiosignaal is nu voor het eerst gemeten met de gevoelige radiotelescoop LOFAR. LOFAR bestaat uit duizenden radioantennes die verspreid staan over Duitsland, Frankrijk, Zweden, het Verenigd Koninkrijk en Nederland. Het centrale punt bevindt zich in Drenthe.
Bewoonbare exoplaneten
Bij de zon treedt dit verschijnsel niet op, omdat haar magneetveld zwak is en de planeten relatief ver weg staan. Maar vergelijkbare radiostraling is wel gemeten bij Jupiter, die zelf een sterk magnetisch veld heeft. Daar ontstaat het door de wisselwerking van dat magneetveld met Jupiter’s maan Io.
Met deze techniek kunnen exoplaneten opgespoord worden die zich in de zogeheten bewoonbare zone van een rode dwerg bevinden. Rode dwergsterren zijn kleiner en koeler dan de zon, waardoor een planeet dichterbij moet staan om een bewoonbare temperatuur te hebben.
‘Het langetermijndoel is bepalen welke impact de magnetische activiteit van een ster heeft op de bewoonbaarheid van een exoplaneet. Radio-emissies zijn een belangrijk stukje van deze puzzel’, zegt Vedantham. ‘Ons onderzoek heeft aangetoond dat dit haalbaar is met de nieuwe generatie radiotelescopen, en heeft ons op een spannend spoor gezet.’
