Stakes High voor 1st Private Rocket Launch to Space Station Saturday

Het zonnestelsel dat mensen thuis noemen, kan een vreemde rariteit zijn in vergelijking met de ongelooflijke diversiteit van planetaire systemen die onderzoekers in de Melkweg ontdekken, zeggen astronomen.

Wetenschappers schatten nu dat het Melkwegstelsel op zijn minst evenveel planeten bevat als sterren. Tot nu toe hebben onderzoekers bijna 900 van deze zogenaamde exoplaneten al ontdekt en worden nog enkele duizenden kandidaten onderzocht.

Het aantal verre werelden dat astronomen in de afgelopen 15 jaar hebben ontdekt, is de laatste tijd enorm toegenomen vanwege nieuwe ontwikkelingen, zoals de Kepler-missie van NASA, die planeten zo klein als de maan van de aarde kan detecteren. Het analyseren van de banen, massa's, diameters en composities van deze exoplaneten heeft onthuld dat er een buitengewone variëteit van hen bestaat, zoals de zogenaamde 'hete Jupiters', gasreuzen die dichter bij hun sterren cirkelen dan Mercurius met de zon. [Galerij: Vreemdste buitenaardse planeten]

Super-aardes

In de afgelopen vijf jaar hebben onderzoekers onverwacht ontdekt dat het meest voorkomende type exoplaneet dat tot nu toe is gezien er één ontbreekt in het zonnestelsel - een wereld tussen de grootten van de aarde en Neptunus. Planeten als deze zijn blijkbaar aanzienlijk groter dan grotere, Jupiter-size planeten, ten minste relatief dicht bij hun sterren.

"Dit worden soms 'super-aardes' genoemd", vertelde studieauteur Andrew Howard, een astronoom aan de Universiteit van Hawaï in Manoa, aan ProfoundSpace.org.

Super-Earths maken deel uit van de meest voorkomende klasse van exoplanetaire systemen. Deze hebben betrekking op een of meer planeten met een tot drie keer de grootte van de aarde die veel dichter bij hun sterren cirkelen dan een astronomische eenheid, de afstand van de aarde tot de zon.

De samenstelling van de exoplanetaire systemen die onderzoekers tot nu toe hebben waargenomen, kan een belangrijk mysterie oplossen met betrekking tot welke van de twee concurrerende modellen van hoe planeten zich vormen correct is. Het kernaangroei-model van planetaire formatie suggereert dat werelden groeien wanneer gas relatief snel op een solide planetaire kern accumuleert, terwijl het mechanisme dat bekend staat als gravitationele instabiliteit het inwendige en de atmosfeer van een planeet gelijktijdig heeft laten ontstaan.

Het kernaantrekkingsmodel voorspelt dat reuzenplaneten vaker voorkomen rond massieve sterren die rijk zijn aan "metalen" - dat wil zeggen, elementen die zwaarder zijn dan helium - aangezien deze sterren schijven hebben die ze dicht omringen in het stof en ijs dat de planeet zou kunnen binnendringen kern. Tot dusver lijkt het erop dat metaalrijke sterren in feite meer kans hebben gigantische planeten te hosten binnen vijf astronomische eenheden, wat suggereert dat het kernaanwasmodel is hoe planeten over het algemeen worden gecreëerd.

Astronomen hebben meer dan 800 planeten buiten ons eigen zonnestelsel bevestigd en de ontdekkingen blijven binnenstromen. Hoeveel weet u van deze exotische werelden?

Exoplanet-mysteries

Toch zijn er andere mysteries in overvloed als het gaat om exoplaneten. Er is bijvoorbeeld veel onbekend over Super-Earths.

"Wat zijn de composities van deze super-aardes?" Vroeg Howard. "Zijn het echt opgeschaalde rotsachtige, aardachtige planeten? Zijn het waterwerelden met kometenachtige composities? Zijn het schaalafgemaakte Neptunusachtige planeten met rots, water en atmosferen van waterstof en helium?

Bovendien is de oorsprong van super-aardes een puzzel. "Vormden ze zich op hun plaats?" Vroeg Howard. "Vormden ze zich in verder weg gelegen banen en migreerden ze naar binnen om nauwe banen te sluiten?"

Al met al is er veel onduidelijk over wat exoplaneten zijn, omdat de huidige technieken voor het detecteren van grote aantallen exoplaneten alleen bepaalde soorten buitenaardse werelden zien - planeten van Earth-size of groter die in een baan rond de astronomische eenheid van hun sterren zijn en gas reuzen in een baan rond verschillende astronomische eenheden.

"We hebben alleen een frisdrankblik van exoplaneten," zei Howard. "Kleinere planeten of planeten die verder in een baan zijn, zijn erg moeilijk te detecteren."

Bewoonbare planeten

Een belangrijk doel van exoplaneetonderzoek is nu om aardewerelden in een baan om de bewoonbare zones van hun sterren te detecteren, waar de temperatuur precies goed is voor de oceanen met vloeibaar water om te overleven op de oppervlakken van die planeten. Deze exoplaneten zijn misschien de thuisbasis van het leven zoals we het kennen, omdat er leven is vrijwel overal waar er water op aarde is.

"Kepler zal blijven duwen naar kleinere planeten in meer verre banen," zei Howard. "Ervan uitgaande dat de satelliet blijft werken, zal hij waarschijnlijk de eerste planeet op aarde in de bewoonbare zone ontdekken.Enkele jaren later zullen we een aantal van deze planeten hebben en dan kunnen we gaan berekenen hoe vaak ze zijn."

Toch waarschuwde Howard dat bewoonbare zones moeilijk te definiëren zijn, omdat meer dan alleen de afstand van een planeet tot de ster ten grondslag ligt aan de vraag of er wel of geen water op het oppervlak van de aarde is - de aard van de atmosfeer is bijvoorbeeld een andere belangrijke factor om te bepalen behoudt precies de juiste hoeveelheid warmte om de oppervlakte-oceanen stabiel te houden.

"En de bewoonbare zone betekent niet dat het bewoond is," zei Howard. "Het betekent alleen dat de temperatuur goed is voor vloeibaar water als er helemaal geen water op die planeet is."

De wetenschappers hebben deze bevindingen gedetailleerd beschreven in het nummer van 3 mei van het tijdschrift Science.