Wat zijn de meest Aarde-achtige planeten die we hebben gevonden?

Het spreekt voor zich dat de meest Aarde-achtige planeet die we kennen de Aarde is. Afgezien van een scenario waarin vele Aardes bestaan binnen een hypothetisch multiversum, is deze de enige die we hebben.

De eigenschappen die onze planeet aardachtig zo bijzonder maken — onder andere door de rotsachtigheid en massa — zijn belangrijk voor onderzoekers die op zoek zijn naar andere werelden zoals de onze. Andere melkwegstelsels zouden vol kunnen zitten met broeder-aardes: In feite suggereren bevindingen dat er alleen al in de Melkweg wel één Aarde-achtige planeet kan zijn voor elke vijf Zon-achtige sterren.

De aarde is ons thuis, wat haar op zichzelf al bijzonder maakt. Maar er kunnen er ontelbaar veel meer zijn die erop wachten om gevonden te worden of zelfs geboren. De voortdurende jacht op aarde-achtige werelden, vooral in de komende decennia, hoopt te belichten hoe gewoon- of bijzonder onze planeet kan zijn.

Wat is een aardachtige wereld?

Hoewel er enkele basiseisen zijn waaraan een wereld moet voldoen om als Aarde-achtige planeet beschouwd te worden, is het over het algemeen moeilijk een definitie te geven.

We weten dat massa de sleutel is als het gaat om het identificeren van aardachtige werelden: Sommige onderzoeken suggereren dat objecten die slechts 1,6 maal zo groot zijn als de Aarde waarschijnlijker gasvormig zijn, waardoor ze minder op onze planeet lijken.

“Gewoonlijk categoriseren we planeten naar hoeveel massa ze hebben,” vertelde Kaitlin Rasmussen, een astrofysicus aan de Universiteit van Michigan, aan The Planetary Society. “Er is geen categorie onder de Aarde, dus zelfs als er iets ter grootte van Mercurius is, zouden we dat nog steeds een ‘Aarde noemen.’”

Massa is van doorslaggevend belang om werelden als de onze op te sporen, maar er zijn nog andere factoren om rekening mee te houden, zoals de bewoonbare zone van een ster: het niet te hete, niet te koude gebied waar vloeibaar water op een planeet’s oppervlak kan bestaan. Daar worden de dingen wat genuanceerder.

“Ik denk dat het een spectrum is,” zei astrofysicus Moiya McTier

die haar doctoraalscriptie over bewoonbaarheid van exoplaneten voltooide. “Er zijn punten die je kunt passeren om een planeet meer op de Aarde te laten lijken, en ik zou zeggen dat massa of radius enkele van de ijkpunten zijn. In de bewoonbare zone van een ster zijn is ook belangrijk. De wereld moet water kunnen herbergen en een atmosfeer hebben — niet zo dun als Mars, maar ook geen gezwollen, Neptunus-achtige atmosfeer.”

Zelfs met die richtlijnen is er een grijs gebied. Sommige onderzoekers beweren bijvoorbeeld dat een planeet pas op de Aarde kan lijken als hij rond een zon draait die lijkt op de onze, dat wil zeggen een G-type hoofdreeks ster.

Begrijpen wat het werkelijk betekent om “Earth-like” te zijn roept een heleboel wetenschappelijke en filosofische vragen op. Hoewel het definiëren van die term nogal ingewikkeld is, zijn er toch enkele werelden die aan de beschrijving lijken te voldoen, of op z’n minst aan delen ervan.

Aarde-achtige werelden van belang

• De eerste exoplaneten — werelden die om andere sterren dan de onze draaien — werden ontdekt in de jaren 1990.

Het is indrukwekkend hoeveel wetenschappers in zo’n korte tijd over deze verre werelden hebben kunnen ontdekken. Met behulp van telescopen op de grond en in de ruimte hebben onderzoekers ongeveer 4.000 bevestigde exoplaneten gevonden en duizenden andere kandidaten. Een betrekkelijk klein aantal van deze werelden vertoont overeenkomsten met de Aarde.

Sommige van deze werelden zijn:

Kepler-186f

In 2014 ontdekte NASA’s Kepler Ruimtetelescoop de eerste wereld ter grootte van de Aarde in de bewoonbare zone van een andere ster. De planeet, Kepler-186f genoemd, bevindt zich op ongeveer 500 lichtjaar van de Aarde in het sterrenbeeld Cygnus.

Kepler-186f is een opmerkelijke plaats in de zoektocht naar leven. McTier heeft eerder de excentriciteit van Kepler-186f’s baan bestudeerd om meer te weten te komen over de planeet’s mogelijke bewoonbaarheid.

“Zelfs als hij een deel van zijn jaar in de bewoonbare zone doorbrengt, zou hij, als Kepler-186f’s baan te excentrisch is, grote temperatuurschommelingen vertonen,´ zei McTier. “Maar ik ontdekte in mijn onderzoek dat Kepler-186f’s excentriciteit vrij dicht bij nul ligt. Het ondergaat geen grote temperatuurschommelingen en dus is het waarschijnlijker dat het bewoonbaar is.”

Kepler-452b

NASA beschouwt exoplaneet Kepler-452b en zijn ster als de meest nabije analoog van onze planeet en zon tot nu toe. Hoewel hij’s 60% groter is dan de Aarde in diameter, wordt gedacht dat Kepler-452b rotsachtig is en binnen de bewoonbare zone van een G-type ster zoals de onze ligt.

TRAPPIST-1

Gelegen op ongeveer 40 lichtjaar afstand heeft het TRAPPIST-1 stelsel snel — en terecht — veel belangstelling gewekt. Niet alleen blijken alle zeven planeten in het systeem van Aardse grootte en rotsachtig te zijn, drie ervan bevinden zich ook in de bewoonbare zone van hun ster. Hoewel vloeibaar water zich theoretisch zou kunnen verzamelen op TRAPPIST-1e, f en g, zijn de andere planeten waarschijnlijk te dicht of te ver van hun zon verwijderd om in deze “goldilocks zone te liggen.”

Hoewel TRAPPIST-1 enkele interessante vooruitzichten herbergt, zijn zijn planeten niet de lang verloren tweeling van de Aarde’s. Sommige onderzoeken op basis van computermodellen suggereren dat zelfs de bewoonbare TRAPPIST-1 planeten zich ontwikkeld kunnen hebben zoals Venus, waardoor ze te heet zijn om water te herbergen. TRAPPIST-1e kan de enige planeet in het systeem zijn die nog steeds gastvrij is voor leven, maar zonder meer gegevens is het onmogelijk dat te bevestigen.

Sinds 2009 helpen leden en sympathisanten van de Planetary Society de astronoom Debra Fischer van Yale University en andere wetenschappers om exo-planeet jagende technologieën te verbeteren. Lees meer over Fischers zoektocht naar 100 aarde-achtige werelden.

De toekomst van het zoeken naar aarde-achtige werelden

Om de bewoonbaarheid van aardachtige werelden beter te kunnen voorspellen, moeten exoplaneet onderzoekers de atmosferen er omheen begrijpen. Daar zijn een paar serieus krachtige instrumenten voor nodig, en gelukkig komen die er snel aan.

“Over 10 jaar zullen we’s belachelijk goede telescopen hebben,” zei Rasmussen. “Ze zullen zo’n 30 meter doorsnee hebben, 40 meter lengte, terwijl de grootste die we nu hebben ongeveer 10 meter doorsnee is.” NASA’s Romeinse Ruimtetelescoop, die ergens halverwege de jaren 2020 gelanceerd zal worden, is zo’n telescoop: Hij zal aan een vijf jaar durende reis beginnen om 2.500 nieuwe exoplaneten op te sporen.

Nog eerder dan dat lanceert NASA’s James Webb Space Telescope (JWST), die klaar staat om een van de krachtigste exoplaneet jagers ooit te worden. Een belangrijk, expliciet onderdeel van zijn missie is het bestuderen van de atmosfeer rond aardachtige werelden. Bovendien zal het op zoek gaan naar biosignaturen — gassen die in verband gebracht worden met vroeger of huidig leven.

Er is iets diep bewonderenswaardig aan het zoeken naar verafgelegen werelden naar iets gemeenschappelijks met de onze. Er zijn heel wat precieze omstandigheden nodig om een planeet als de onze te laten bestaan. Het idee dat die exactheid zich zou kunnen herhalen doet niets af aan hoe bijzonder de Aarde is; het versterkt de mogelijkheid dat ergens anders leven kan gedijen. Het is een eer om zo gewoon te zijn.