Astronomen hebben op 350 lichtjaar afstand een uniek planetenstelsel waargenomen dat laat zien hoe de meest voorkomende soorten exoplaneten – superaardes en sub-Neptunussen – worden gevormd. Een team van onderzoekers, onder leiding van John Livingston, bestudeerde vier jonge planeten die rond een zonachtige ster draaien, V1298 Tau genaamd, en ontdekte dat deze werelden actief verdampen onder intense stellaire straling. De ontdekking biedt een zeldzaam kijkje in de vroege stadia van de planeetevolutie en verklaart waarom deze planeten het galactische landschap domineren, terwijl ze op merkwaardige wijze afwezig blijven in ons eigen zonnestelsel.
Het V1298 Tau-systeem: een planetaire kwekerij
Het V1298 Tau-systeem is opmerkelijk omdat het jong is (slechts 23 miljoen jaar oud) en de vier planeten extreem dicht bij hun ster draaien. Deze werelden, ontdekt in 2019, hebben een straal tussen de vijf en tien keer die van de aarde, waardoor ze ongewoon groot zijn vanwege hun nabijheid tot een ster. Het onderzoeksteam gebruikte ‘transit timing variaties’ (TTV’s) om de massa van elke planeet te meten. TTV’s ontstaan doordat planeten door hun zwaartekracht aan elkaar trekken, waardoor kleine vertragingen of versnellingen in hun banen ontstaan, wat astronomen kunnen waarnemen als ze de planeten observeren die voor hun ster langs passeren.
De rol van sterrenstraling
De metingen bevestigden dat deze planeten uitzonderlijk lage dichtheden hebben en hun atmosfeer aan de ruimte verliezen via een proces dat fotoverdamping wordt genoemd. Dit gebeurt wanneer extreem ultraviolet licht en röntgenstraling van de ster de atmosfeer van de planeten verwarmen, waardoor deze uitzetten en uiteindelijk worden weggevaagd door de sterrenwind. De binnenste twee planeten zijn op weg om rotsachtige superaardes te worden, terwijl de buitenste twee kunnen evolueren naar mini-Neptunussen, afhankelijk van hoeveel atmosfeer ze behouden.
“Door deze planeten voor de eerste keer te wegen, hebben we het eerste observationele bewijs geleverd… Ze zijn inderdaad uitzonderlijk gezwollen, wat ons een cruciale, langverwachte maatstaf geeft voor theorieën over de evolutie van planeten.” – Trevor David, Flatiron Instituut
Waarom dit ertoe doet: de ontbrekende planeten van ons zonnestelsel
Superaardes en sub-Neptunussen zijn het meest voorkomende type planeet dat buiten ons zonnestelsel is ontdekt. Toch mist onze eigen planetaire omgeving een van deze werelden. Als u begrijpt hoe ze ontstaan, kan dit verklaren waarom. Het V1298 Tau-systeem biedt een mogelijk antwoord: intense straling reduceert grotere, gasrijke planeten tot kleinere, rotsachtige of gedeeltelijk gasvormige lichamen. Dit proces verklaart waarschijnlijk waarom veel exoplaneetsystemen, zoals TRAPPIST-1, vol zitten met planeten van vergelijkbare grootte in nauwe banen.
Dit onderzoek is belangrijk omdat het ons een voorproefje geeft van hoeveel planetenstelsels er uiteindelijk zullen uitzien. De waargenomen planeten zijn bezig de meest voorkomende werelden in de Melkweg te worden en bieden ongekend inzicht in hun vormingsjaren. Over ongeveer 100 miljoen jaar zullen de V1298 Tau-planeten waarschijnlijk lijken op de superaardes en sub-Neptunussen die astronomen al rond andere sterren hebben gedetecteerd.
