Astronomen hebben voor het eerst waterdamp gevonden in de atmosfeer van een exoplaneet die in de leefbare zone rond zijn ster draait. De planeet in kwestie heet K2-18 b. Het is een superaarde die op ongeveer 120 lichtjaar afstand staat, in het sterrenbeeld Leeuw.
Het vinden van water is de heilige graal binnen het onderzoek naar exoplaneten, werelden die om een andere ster draaien dan de zon. Water is immers een voorwaarde voor het ontstaan van leven. Althans, van leven zoals wij dat kennen.
Tot nu toe hadden onderzoekers alleen waterdamp gevonden in de atmosferen van grote gasplaneten die zo dicht op hun ster staan dat leven er bijzonder onwaarschijnlijk is. Planeet K2-18 b is volgens de onderzoekers echter rotsachtig, heeft een grofweg twee keer zo grote straal als de aarde en bevindt zich in de ‘leefbare zone’ rond zijn ster.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
De leefbare zone is het gebied rond een ster waarbinnen vloeibaar water kan bestaan op het planeetoppervlak. K2-18 b staat weliswaar een stuk dichter op zijn ster dan Mercurius op de zon – zo dicht dat een jaar er maar 33 aardse dagen duurt – maar zijn ster schijnt een stuk minder fel. De ster is namelijk een zogeheten rode dwergster, een minder fel type dan de zon.
Vingerafdruk
Onderzoekers van University College London onderzochten de atmosfeer van de superaarde met behulp van gegevens die ruimtetelescoop Hubble in 2016 en 2017 vergaarde. Ze bekeken het sterlicht dat eerst door de atmosfeer van de planeet reisde, alvorens het koers zette richting de aarde. De planeetatmosfeer laat daarbij een vingerafdruk in het sterlicht achter.
Watermoleculen absorberen bepaalde golflengten licht en veranderen daardoor het lichtspectrum dat we op aarde meten. Zo konden de onderzoekers in het sterlicht duidelijk de aanwezigheid van waterdamp ontwaren. Ze publiceerden die vondst vandaag in het vakblad Nature Astronomy.
Behalve waterdamp bevat de planeetatmosfeer waarschijnlijk ook een behoorlijke hoeveelheid waterstof. De precieze samenstelling van de atmosfeer moeten de onderzoekers echter schuldig blijven. Voor een hele hoop gassen die in de atmosfeer kunnen zitten, zijn de meetinstrumenten van de Hubble-telescoop namelijk niet gevoelig genoeg.
‘[Deze planeet] is de beste kandidaat voor bewoonbaarheid die we op dit moment kennen’, verklaarde hoofdauteur Angelos Tsiarias in een persbriefing. Hoewel, zo voegde hij eraan toe, de vondst van waterdamp in de atmosfeer niet direct betekent dat er ook per se vloeibaar water op het planeetoppervlak voorkomt.
Mini-Neptunus
Of K2-18 b een oppervlak heeft zoals de aarde is trouwens nog maar de vraag. De onderzoekers noemen de planeet dan wel een ‘superaarde’, volgens hoogleraar observationele fysica Ignas Snellen is de kans groot dat de planeet meer lijkt op een ‘mini-Neptunus’.
‘De planeet is acht keer zo zwaar als de aarde’, zegt Snellen, die niet betrokken was bij het onderzoek. ‘Misschien heeft hij een rotsachtige kern, maar hij is zo groot dat hij waarschijnlijk meer gas- dan rotsachtig is. De term ‘superaarde’ is dus een beetje misleidend.’
Snellen vindt de waterdampvondst een mooi resultaat, maar hij plaatst wel een kanttekening. ‘We hebben al eerder waterdamp gevonden, maar dan in grote, hete planeten. Dit is een mooie stap richting het vinden van water in de atmosfeer van planeten die écht op de aarde lijken. Maar die zijn een stuk kleiner, waardoor dat nog wel een factor tien moeilijker is’, zegt hij.
Wat K2-18 b betreft willen astronomen de atmosfeer binnenkort met nauwkeurigere telescopen onder de loep nemen. De onderzoekers denken dat de James Webb-ruimtetelescoop, ARIEL en de Extremely Large Telescope kunnen onthullen of de atmosfeer stoffen zoals ammoniak en methaan bevat. Dit zou niet alleen een duidelijker beeld geven van K2-18-b’s atmosfeer, maar ook van de kans of er op deze plek leven mogelijk is.
