Melkweg barst van de planeten

Drie studies in het tijdschrift Nature wijzen op een vastgoedboom in de Melkweg. Een van de studies zegt dat de meeste van onze sterren planeten hebben. En omdat de Melkweg heel veel sterren telt, ongeveer 100 miljard, zijn er dus ook een heleboel planeten. "We ontdekken een fascinerende mix van zaken waarvan we niet eens hadden verwacht dat ze bestonden", zegt Lisa Kaltenegger, astronoom aan de Amerikaanse Harvarduniversiteit.

Men heeft bijvoorbeeld zonnestelsels gevonden die op dat van Luke Skywalker uit Star Wars lijken, met twee zonnen, en een ministelsel met een dwergzon en gekrompen planeetjes. "We verdrinken nu in de planeten, terwijl we zeventien jaar geleden niet eens zeker wisten of ze buiten ons zonnestelsel wel bestonden", zegt Kaltenegger, die verder niet meegewerkt heeft aan het nieuwe onderzoek.

Astronomen ontdekken andere werelden met behulp van drie verschillende technieken en combinaties van telescopen in de ruimte en op de begane grond. Men heeft nu het bestaan van meer dan 700 planeten buiten ons zonnestelsel - zogenaamde exoplaneten - bevestigd, terwijl duizenden andere nog op bevestiging wachten. Kepler, de nieuwe ruimtetelescoop van NASA die jacht maakt op planeten, ontdekt exoplaneten in zones waar leven mogelijk zou zijn, en detecteert planeten die zo klein zijn als de aarde of nog kleiner. Het onderzoek naar vormen van buitenaards leven verhuist van het domein van de sciencefiction naar dat van de echte wetenschap.

Volgens een deze week in Nature verschenen studie telt de Melkweg gemiddeld ten minste 1,6 grote planeten per ster. En dat is waarschijnlijk een drastische onderschatting. De studie gebruikt één enkele, ingewikkelde en tijdrovende methode om planeten op te sporen, met behulp van telescopen in Zuid-Amerika, Afrika en Australië.

De astronomen speuren naar een versterking van het licht van verre sterren, die op de aanwezigheid van planeten tussen de aarde en de pulserende ster wijst. De techniek is vooral geschikt om grotere planeten op te sporen die zich ver van hun ster bevinden, zoals onze Saturnus en Uranus.

Tweede planeet aarde

Kepler en een grondtelescoop ontdekken nu planeten die zich dichter bij hun sterren bevinden. De combinatie van de twee methoden leert ons dat de sterren van de Melkweg waarschijnlijk meestal twee of meer planeten hebben, vertelt de auteur van de studie in Nature, Arnaud Cassan van het Parijse Institut d'Astrophysique. Dan Werthimer, de hoofdwetenschapper van het onderzoek naar buitenaardse intelligentie van de University of California, Berkeley, die niet aan de studies heeft deelgenomen, is enthousiast: "Het is fantastisch om te weten dat er daar planeten zijn waar we onze telescopen op kunnen richten."

Kepler heeft ook drie rotsplaneten gevonden, kleiner dan de aarde, die rond een dwergster cirkelen die zelf slechts iets groter is dan Jupiter. Ze zitten zo dicht op hun kleine ster dat ze te heet zijn om leven te kunnen ontwikkelen. "Het is alsof je ons stelsel met een factor zeven zou verkleinen", zegt John Johnson, een astronoom van het California Institute of Technology en een coauteur van de studie die woensdag op het astronomisch congres werd voorgesteld.

Omdat je planeten van deze omvang erg moeilijk kunt zien, moeten ze vrij talrijk zijn, denkt Johnson. "Vergelijk het met kakkerlakken. Als je er één ziet, zitten er tientallen verstopt." Niet alleen het aantal of de omvang van de planeten is belangrijk maar ook de plaats waar men ze vindt.

Vroeger dachten de wetenschappers dat systemen met twee sterren gewoon te chaotisch waren om planeten in hun buurt te hebben. Maar ze hebben nu al drie verschillende stelsels van planeten met twee zonnen gevonden, iets wat enkele jaren geleden nog pure magie uit een Star Wars-film leek.

"De natuur moet het leuk vinden om planeten te vormen, want ze doet het op plaatsen waar dat behoorlijk moeilijk is", zegt William Welsh, een astronoom van San Diego State University, die een eveneens in Nature verschenen studie heeft geschreven over planeten met twee sterren. De zwaartekracht van twee sterren maakt hun omgeving onstabiel, zodat de astronomen meenden dat een planeet in dat systeem uiteengescheurd zou worden.

Eind vorig jaar ontdekte de Kepler-telescoop een eerste stelsel met twee sterren. Een abnormaliteit, dacht men, maar toen vond Welsh met de Kepler nog twee dergelijke systemen. Hij vermoedt nu dat ze weliswaar niet courant maar evenmin uitzonderlijk zijn. "Het lijkt bijna onvermijdelijk dat Kepler in de volgende jaren een bewoonbare planeet met de omvang van de aarde zal ontdekken."

Donkere materie in kaart gebracht

Astronomen hebben voor het eerst donkere materie in kaart gebracht op de grootste schaal die ooit is waargenomen. Hun bevindingen tonen het heelal als een ingewikkeld kosmisch web van donkere materie en melkwegen, verspreid over een afstand van meer dan een miljard lichtjaar.

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Ludovic Van Waerbeke en Catherine Heymans heeft beelden van ongeveer 10 miljoen melkwegen in vier verschillende hemelgebieden geanalyseerd, en de vervorming bestudeerd van hun licht, dat afbuigt wanneer het op weg naar de aarde grote concentraties van donkere materie passeert.

De melkwegen waren in de meeste gevallen zes miljard lichtjaar van ons verwijderd. Het licht dat de onderzoekers hebben geanalyseerd, is dus ontstaan toen het heelal zes miljard jaar oud was, ongeveer half zo oud als nu.

De resultaten van het team werden al lang vermoed, op basis van op computersimulaties gebaseerde studies. Maar omdat donkere materie onzichtbaar is, waren de simulaties moeilijk te verifiëren. Om de kaart samen te stellen, heeft men meer dan vijf jaar lang beelden verzameld van MegaCam, de breedbeeldcamera van het CFHTLenS in Hawaï. "We krijgen nu toegang tot deze mysterieuze massa in het heelal die je op geen ander manier kunt observeren. Weten hoe de donkere materie verdeeld is, is de allereerste stap naar een begrip van haar aard en haar plaats in onze huidige kennis van de fysica", zegt Van Waerbeke.

De kaart is nog niet klaar. "De analyse van het licht uit het verre heelal leert ons meer over wat het doorkruist heeft om ons te bereiken", vertelt Heymans. "Door meer donkere materie in kaart te brengen dan tot nu toe bestudeerd is, hopen wij ze beter te begrijpen en meer inzicht te krijgen in haar verhouding met de melkwegen van ons heelal." Andere astronomen zijn optimistisch: "In de volgende drie jaar zullen we het tienvoud in kaart brengen van wat tot nu toe bestreken is", zegt Koen Kuijken van de universiteit van Leiden. "We komen dichter bij ons doel: de duistere kant van het heelal begrijpen." (ap)