Veel exoplaneten bij een bepaald type dwergster bestaan mogelijk voor de helft uit water en de helft uit rots. Dat ontdekten twee astronomen.

Water is ingrediënt nummer 1 voor leven zoals we dat hier op aarde kennen. En dus zoeken wetenschappers naarstig het heelal af naar aanwijzingen voor water op exoplaneten. Af en toe duikt er eens een onderzoek op waarin het bestaan van zo’n ‘waterplaneet’ wordt aangetoond. Een nieuw onderzoek suggereert nu zelfs dat het heelal vol zit met exoplaneten die grote hoeveelheden water bevatten. De astronomen Rafael Luque van de University of Chicago en Enric Pallé van de Universiteit van La Laguna schrijven erover in Science.

Lees ook:

• Barsten buitenaardse oceanen van het leven?
• ‘Rotsachtige exoplaneet is half zo zwaar als Venus’
• Exoplaneet blijkt waterwereld

Planeetdetectie

Oranjerood gekleurde dwergsterren van het type M komen het meeste voor in het heelal. Inmiddels zijn er dankzij steeds krachtiger telescopen tientallen planeten rondom deze sterren ontdekt. Die exoplaneten zijn niet direct waargenomen, maar zijn via een trucje aangetoond. Een truc is het registreren van de schaduw die een planeet op zijn ster werpt wanneer hij voorlangs beweegt. De ander is meten hoe de exoplaneet met zijn zwaartekracht een beetje aan de ster ’trekt’.

Beide detectiemethodes geven wetenschappers inzicht in de gevonden exoplaneet. Met de eerste methode is de diameter van de planeet te achterhalen, de tweede vertelt wat over de massa en dichtheid. Combineer je beide, dan krijg je een aardig idee van de samenstelling van de gevonden planeet.

Het duo besloot de gegevens van 43 planeten rond M-dwergsterren te bundelen en te analyseren. Dit heet een populatieonderzoek. Wat bleek? Meer dan de helft van de onderzochte exoplaneten bleek te licht te zijn voor hun grootte om enkel uit rots te bestaan. Veel logischer zou het zijn als deze planeten voor de helft uit water, en voor de helft uit rots zouden zijn. Denk bijvoorbeeld aan een bowlingbal versus een voetbal. Beide zijn ongeveer even groot, maar de voetbal is veel lichter, omdat deze uit ander materiaal bestaat.

Ondergrondse oceanen

Denk nou niet meteen aan de film Waterworld waarin Kevin Costner over de wijde oceanen van een bijna volledig met water bedekte toekomstige aarde zeilt. De gevonden waterplaneten bezitten waarschijnlijk geen zeeën, meren of rivieren. Ze staan namelijk zo dicht bij de zon dat water er alleen in superkritische toestand. Dit is een fase tussen gas en vloeibaar in die een stof aanneemt onder zeer hoge druk en temperatuur. Maar dat water in deze toestand op zo’n waterplaneet bestaat, lijken Luque en Pallé dan weer onwaarschijnlijk, want dat zou de diameter van de planeet vergroten en dat is niet wat ze vonden.

In plaats daarvan suggereren de onderzoekers dat het water zicht ondergronds moet bevinden. Vermengt met rots of opgesloten in ondergrondse meren of oceanen. Een beetje zoals astronomen nu denken dat er ondergronds water is op de Jupitermaan Europa.

Smeltend ijs

Het team schrijft verder in zijn artikel dat de bijzondere ontdekking ook bewijs kan leveren voor een theorie van planeetvorming die de laatste jaren steeds minder populair werd. Deze theorie stelt dat veel planeten verderop in hun sterrenstelsel ontstaan, en vervolgens door de zwaartekracht van de ster in de loop der tijd naar ‘binnen’ worden getrokken.

Het zou volgens Luque en Pallé zomaar kunnen dat dit inderdaad opging voor de gevonden waterrijke exoplaneten. Mogelijk begonnen ze als grote klompen rots en ijs, waarvan het ijs smolt naarmate ze dichter bij de zon kwamen, waarna het water tussen rotsen naar binnen is gaan sijpelen om daar meren of oceanen te vormen.

Het ultieme bewijs voor het bestaan van de waterplaneten is het niet. Daarvoor is moet zo’n half-water-half-rotsplaneet daadwerkelijk worden gespot. De onderzoekers hopen dat dat in de toekomst te gaan doen met behulp van de supergeavanceerde James Webb-ruimtetelescoop.

Twee ‘smaken’ planeten

Astronoom en planeetdeskundige Michiel Hogerheijde van de Universiteit Leiden is onder de indruk van de studie. “Dit werk laat heel mooi zien dat planeten met massa’s tussen de helft en tien keer die van de aarde in twee ’smaken’ voorkomen. Er zijn gortdroge rotsplaneten (zoals de aarde, die maar een ‘beetje’ water heeft), en natte waterwerelden die voor de helft uit water bestaan.”

Hij vervolgt: “Wat ik nog het interessantst aan dit onderzoek vind, is dat het laat zien hoe planeten opgebouwd worden: uit kleine kiezels op één plek, met ijs of zonder ijs, maar niet uit een beetje van allebei. De auteurs van dit artikel hebben echt het onderste uit de kan gehaald met hun nauwkeurige analyse van de waarnemingen.”

Bronnen: Science, AAAS via EurekAlert!, University of Chicago via EurekAlert!

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!