Astronomen hebben een atmosfeer gedetecteerd rond de superaarde GJ 1132b. Dit is de eerste detectie van een atmosfeer rond een superaarde met een lage massa, in termen van straal en massa de meest aardachtige planeet waarrond tot nu toe een atmosfeer is gedetecteerd. Dus, dit is een belangrijke stap op weg naar de detectie van leven op een exoplaneet. Het team, waaronder onderzoekers van het Max Planck Institute for Astronomy, de 2,2-m ESO/MPG-telescoop in Chili gebruikt om opnamen te maken van de moederster van de planeet, GJ1132, en mat de lichte afname in helderheid toen de planeet en zijn atmosfeer een deel van het sterlicht absorbeerden terwijl ze recht voor hun moederster passeerden.

Hoewel het niet de detectie van leven op een andere planeet is, het is een belangrijke stap in de goede richting:de detectie van een atmosfeer rond de superaarde GJ 1132b markeert de eerste keer dat een atmosfeer is gedetecteerd rond een planeet met een massa en straal dicht bij de massa en straal van de aarde (1,6 aardmassa's, 1.4 Aardestralen).

De huidige strategie van astronomen om leven op een andere planeet te vinden, is om de chemische samenstelling van de atmosfeer van die planeet te detecteren, op zoek naar bepaalde chemische onevenwichtigheden die de aanwezigheid van levende organismen als verklaring vereisen. In het geval van onze eigen aarde, de aanwezigheid van grote hoeveelheden zuurstof is zo'n spoor.

We zijn echter nog ver verwijderd van die detectie. Tot het werk dat in dit artikel wordt beschreven, de (weinig!) waarnemingen van licht van exoplaneetatmosferen hadden allemaal betrekking op planeten die veel massiever waren dan de aarde:gasreuzen - verwanten van Jupiter in ons eigen zonnestelsel - en een grote superaarde met meer dan acht keer de massa van de aarde. Met de huidige observatie, we hebben de eerste voorzichtige stappen gezet om de atmosfeer van kleinere, planeten met een lagere massa die qua grootte en massa veel meer op de aarde lijken.

De planeet in kwestie, GJ1132b, draait om de rode dwergster GJ 1132 in het zuidelijke sterrenbeeld Vela, op een afstand van 39 lichtjaar van ons. Onlangs, het systeem is onder de loep genomen door een team onder leiding van John Southworth (Keele University, VK). Het project is bedacht, en de waarnemingen gecoördineerd, door Luigi Mancini, voorheen van het Max Planck Instituut voor Astronomie (MPIA) en nu werkzaam aan de Universiteit van Rome Tor Vergata. Extra MPIA-teamleden waren Paul Mollière en Thomas Henning.

Het team gebruikte de GROND-imager van de 2,2-m ESO/MPG-telescoop van de European Southern Observatory in Chili om de planeet gelijktijdig in zeven verschillende golflengtebanden te observeren. GJ 1132b is een transiterende planeet:vanuit het perspectief van een waarnemer op aarde, het passeert elke 1,6 dagen recht voor zijn ster, een deel van het licht van de ster blokkeren.

De grootte van sterren zoals GJ 1132 is bekend van stellaire modellen. Van de fractie van sterrenlicht geblokkeerd door de planeet, astronomen kunnen de grootte van de planeet afleiden - in dit geval ongeveer 1,4 keer de grootte van de aarde. Cruciaal, de nieuwe waarnemingen toonden aan dat de planeet groter was op een van de infrarode golflengten dan op de andere. Dit suggereert de aanwezigheid van een atmosfeer die ondoorzichtig is voor dit specifieke infrarood licht (waardoor de planeet groter lijkt) maar transparant is voor alle andere. Verschillende mogelijke versies van de atmosfeer werden vervolgens gesimuleerd door teamleden van de Universiteit van Cambridge en het Max Planck Institute for Astronomy. Volgens die modellen een atmosfeer die rijk is aan water en methaan zou de waarnemingen heel goed verklaren.

De ontdekking gaat gepaard met de gebruikelijke waarschuwingen voor exoplaneten:hoewel iets groter dan de aarde, en met 1,6 keer de massa van de aarde (zoals bepaald door eerdere metingen), waarnemingen tot nu toe bieden niet voldoende gegevens om te beslissen in hoeverre GJ 1132b lijkt op of verschilt van de aarde. Mogelijkheden zijn onder meer een "waterwereld" met een atmosfeer van hete stoom.

De aanwezigheid van de atmosfeer is reden voor voorzichtig optimisme. M-dwergen zijn de meest voorkomende soorten sterren, en vertonen een hoge mate van activiteit; voor sommige opstellingen, deze activiteit (in de vorm van uitbarstingen en deeltjesstromen) zal naar verwachting de atmosfeer van nabije planeten wegblazen. GJ 1132b geeft een hoopvol tegenvoorbeeld van een atmosfeer die miljarden jaren standhoudt (dat wil zeggen, lang genoeg voor ons om het te detecteren). Gezien het grote aantal M-dwergsterren, zulke atmosferen zouden kunnen betekenen dat de voorwaarden voor leven heel gewoon zijn in het universum.

In elk geval, de nieuwe waarnemingen maken van GJ 1132b een doelwit met hoge prioriteit voor verder onderzoek door instrumenten zoals de Hubble-ruimtetelescoop, ESO's zeer grote telescoop, en de James Webb Space Telescope gepland voor lancering in 2018.

Het hier beschreven werk is gepubliceerd als J. Southworth et al., "Detectie van de atmosfeer van de 1.6 aardmassa-exoplaneet GJ 1132B" in de Astronomisch tijdschrift .