Bepalen hoe groot de zwaartekracht is aan het oppervlak van een verre ster is geen makkie. Maar een nieuwe methode zou dit toch mogelijk moeten maken.

Als je op de zon staat, weeg je twintig keer zoveel als op aarde. Sta je daarentegen op een rode reuzenster, dan weeg je juist vijftig keer minder. Leuk om te weten, maar verder niet echt praktische informatie. Je kúnt immers niet op een ster staan, om tal van redenen.

Toch is het voor astronomen erg belangrijk om te weten hoe groot de zwaartekracht is aan het oppervlakte van een ster. Onder meer kunnen ze daarmee vaststellen hoe ‘leefbaar’ een planeet is die rond zo’n ster beweegt. Helaas is deze waarde voor verre, zwakke sterren lastig te meten. Maar een internationaal team astronomen denkt nu de oplossing te hebben gevonden.

Onbekende eigenschappen

De oppervlaktezwaartekracht van een ster kun je niet direct bepalen. In plaats daarvan kijk je naar hoe de helderheid van zo’n ster varieert. Uit die variaties kun je bepaalde eigenschappen van het steroppervlak afleiden: in hoeverre het is opgedeeld in vakjes (granulatie) en hoe het trilt (oscillatie). Heb je een van die twee eigenschappen bepaald, dan kun je aan de hand daarvan vervolgens vaststellen hoe groot de oppervlaktezwaartekracht is.

Helaas blijkt deze methode niet te werken voor sterren die al te zwak zijn. Jammer, want we hebben inmiddels een enorme catalogus van sterren die over planeten beschikken. En een flink deel van die sterren staat te ver weg om op de gebruikelijke manier hun oppervlaktezwaartekracht te bepalen. Daardoor blijven ook andere eigenschappen van deze sterren onbekend, en dat heeft weer tot gevolg dat we van die planeten niet kunnen bepalen of er vloeibaar water – en daarmee leven – kan voorkomen.

Niet hoe groot, maar hoe lang

Astronoom Thomas Kallinger (Universiteit van Wenen) en collega’s uit Duitsland, Frankrijk en Australië denken nu toch een manier te hebben gevonden om die oppervlaktezwaartekracht te bepalen. Ze slaan daarbij als het ware een stap over; ze bepalen niet meer de granulatie of de oscillaties, maar leiden direct uit de variaties in helderheid af hoe groot de oppervlaktezwaartekracht moet zijn. De grote truc is daarbij dat ze niet, zoals hun voorgangers, kijken naar hoe groot die variaties zijn; dan loop je tegen allerlei nadelen op. In plaats daarvan kijken ze met hun zogenoemde tijdschaaltechniek hoe lang de variaties duren.

De onderzoekers hebben hun methode eerst getest op sterren waarvan de oppervlaktezwaartekracht ook nog op de oude manier is te bepalen. Daaruit blijkt, zo schrijven ze in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances, dat de methode werkt – in elk geval voor sterren die 0,8 tot 3,0 keer zo zwaar zijn als onze zon.

Nu willen ze zich gaan storten op door ruimtetelescoop Kepler bestudeerde sterren waarvan we de oppervlaktezwaartekracht niet op een andere manier kunnen meten. En daarna komen allerlei verzamelingen sterren aan de beurt die zijn bekeken door andere telescopen. Zodat de vraag ‘hoeveel zou je wegen als je op een ster staat?’ straks voor heel wat meer sterren is te beantwoorden.

Bronnen: Science Advances, University of British Columbia via EurekAlert!

Beeld: JAXA/NASA