Binnen slechts 50 lichtjaar van de aarde, er zijn er ongeveer 1, 560 sterren, waarschijnlijk in een baan om enkele duizenden planeten. Ongeveer duizend van deze extrasolaire planeten - bekend als exoplaneten - kunnen rotsachtig zijn en een samenstelling hebben die vergelijkbaar is met die van de aarde. Sommigen kunnen zelfs leven herbergen. Meer dan 99% van deze buitenaardse werelden zijn nog onontdekt, maar dit gaat veranderen.

Met NASA's nieuwe ruimtetelescoop TESS, die op exoplaneten jaagt, er wordt door de hele hemel gezocht naar mogelijk bewoonbare planeten in de buurt van ons zonnestelsel. TESS - die elke 13,7 dagen in een baan om de aarde draait - en telescopen op de grond staan ​​klaar om de komende jaren honderden planeten te vinden. Dit zou het begrip van astronomen van buitenaardse werelden om ons heen kunnen transformeren en doelen kunnen bieden om met telescopen van de volgende generatie te scannen op handtekeningen van leven. Over iets meer dan een jaar, TESS heeft meer dan 1 geïdentificeerd 200 planetaire kandidaten, 29 daarvan hebben astronomen al bevestigd als planeten. Gezien het unieke vermogen van TESS om tienduizenden sterren tegelijkertijd te zoeken naar planeten, de missie zal naar verwachting meer dan 10 opleveren, 000 nieuwe werelden.

Het zijn spannende tijden voor astronomen en, vooral, voor degenen onder ons die exoplaneten verkennen. Wij zijn lid van het planeetjachtproject EDEN, die ook het werk van TESS ondersteunt. We gebruiken telescopen op de grond en in de ruimte om exoplaneten te vinden om hun eigenschappen en potentieel voor het herbergen van leven te begrijpen.

Onontdekte werelden overal om ons heen

Werelden om ons heen wachten op ontdekking. Nemen, bijvoorbeeld, Proxima Centauri, een bescheiden, vage rode ster, onzichtbaar zonder telescoop. Het is een van de meer dan honderd miljard of zo sterren in onze melkweg, onopvallend behalve zijn status als onze naaste buur. Een baan om Proxima is een fascinerende maar mysterieuze wereld, genaamd Proxmia b, pas in 2016 ontdekt.

Wetenschappers weten verrassend weinig over Proxima b. Astronomen noemen de eerste planeet die in een systeem is ontdekt "b". Deze planeet is nog nooit met menselijke ogen of door een telescoop gezien. Maar we weten dat het bestaat vanwege zijn aantrekkingskracht op zijn moederster, waardoor de ster enigszins wiebelt. Deze lichte wiebel werd gevonden in metingen verzameld door een grote, internationale groep astronomen op basis van gegevens die zijn gemaakt met meerdere telescopen op de grond. Proxima b heeft zeer waarschijnlijk een rotsachtige samenstelling vergelijkbaar met die van de aarde, maar hogere massa. Het ontvangt ongeveer dezelfde hoeveelheid warmte als de aarde van de zon ontvangt.

En dat is wat deze planeet zo opwindend maakt:hij ligt in de "bewoonbare" zone en heeft misschien eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van de aarde, als een oppervlak, vloeibaar water, en - wie weet? - misschien zelfs een atmosfeer met de veelbetekenende chemische tekenen van leven.

NASA's TESS-missie gelanceerd in april 2018 om te jagen op andere planeten ter grootte van de aarde, maar met een andere methode. TESS is op zoek naar zeldzame dimming-gebeurtenissen die plaatsvinden wanneer planeten voor hun gastheersterren passeren, het blokkeren van wat sterrenlicht. Deze transitgebeurtenissen duiden niet alleen op de aanwezigheid van de planeten, maar ook hun afmetingen en banen.

Het vinden van een nieuwe transiterende exoplaneet is een groot probleem voor astronomen zoals wij, omdat, in tegenstelling tot die gevonden door stellaire schommelingen, werelden die worden waargenomen tijdens transit kunnen verder worden bestudeerd om hun dichtheden en atmosferische samenstellingen te bepalen.

Rode dwerg zonnen

Voor ons, de meest opwindende exoplaneten zijn de kleinste, die TESS kan detecteren wanneer ze rond kleine sterren draaien die rode dwergen worden genoemd - sterren met een massa van minder dan de helft van de massa van onze zon.

Elk van deze systemen is uniek. Bijvoorbeeld, LP 791-18 is een rode dwergster op 86 lichtjaar van de aarde waarrond TESS twee werelden vond. De eerste is een "superaarde, " een planeet groter dan de aarde, maar waarschijnlijk nog grotendeels rotsachtig, en de tweede is een "mini-Neptunus, " een planeet kleiner dan Neptunus maar gas- en ijsrijk. Geen van deze planeten heeft tegenhangers in ons zonnestelsel.

Een van de huidige favorieten van astronomen van de nieuwe planeten ter grootte van de aarde is LHS 3884b, een verzengende "hete aarde" die zo snel om zijn zon draait dat je er elke 11 uur je verjaardag op zou kunnen vieren.

Nog geen aardachtige werelden

Maar hoe aardachtig zijn planeten ter grootte van de aarde? De belofte van het vinden van nabijgelegen werelden voor gedetailleerde studies werpt al zijn vruchten af. Een team van astronomen observeerde de hete superaarde LHS 3884b met de Hubble-ruimtetelescoop en ontdekte dat de planeet een vreselijke vakantieplek was. zelfs zonder sfeer. Het is gewoon een kale rots met temperaturen variërend van meer dan 700 C (1300 Fahrenheit) 's middags tot bijna het absolute nulpunt (-460 Fahrenheit) om middernacht.

De TESS-missie werd aanvankelijk voor twee jaar gefinancierd. But the spacecraft is in excellent shape and NASA recently extended the mission through 2022, doubling the time TESS will have to scan nearby, bright stars for transits.

Echter, finding exoplanets around the coolest stars—those with temperatures less than about 2700 C (4900 F)—will still be a challenge due to their extreme faintness. Since ultracool dwarfs provide our best opportunity to find and study exoplanets with sizes and temperatures similar to Earth's, other focused planet searches are picking up where TESS leaves off.

The worlds TESS can't find

In May 2016, a Belgian-led group announced the discovery of a planetary system around the ultracool dwarf they christened TRAPPIST-1. The discovery of the seven transiting Earth-sized exoplanets in the TRAPPIST-1 system was groundbreaking.

It also demonstrated how small telescopes—relative to the powerful behemoths of our age—can still make transformational discoveries. With patience and persistence, the TRAPPIST telescope scanned nearby faint, red dwarf stars from its high-mountain perch in the Atacama desert for small, telltale dips in their brightnesses. Eventueel, it spotted transits in the data for the red dwarf TRAPPIST-1, which—although just 41 light-years away—is too faint for TESS's four 10-cm (4-inch) diameter lenses. Its Earth-sized worlds would have remained undiscovered had the TRAPPIST team's larger telescope not found them.

Two projects have upped up the game in the search for exo-Earth candidates around nearby red dwarfs. The SPECULOOS team installed four robotic telescopes—also in the Atacama desert—and one in the Northern Hemisphere. Our Exoearth Discovery and Exploration Network – Project EDEN – uses nine telescopes in Arizona, Italië, Spain and Taiwan to observe red dwarf stars continuously.

The SPECULOOS and EDEN telescopes are much larger than TESS's small lenses and can find planets around stars too faint for TESS to study, including some of the transiting Earth-sized planets closest to us.

The decade of new worlds

The next decade is likely to be remembered as the time when we opened our eyes to the incredible diversity of other worlds. TESS is likely to find between 10, 000 and 15, 000 exoplanet candidates by 2025. By 2030, the European Space Agency's GAIA and PLATO missions are expected to find another 20, 000-35, 000 planeten. GAIA will look for stellar wobbles introduced by planets, while PLATO will search for planetary transits as TESS does.

Echter, even among the thousands of planets that will soon be found, the exoplanets closest to our solar system will remain special. Many of these worlds can be studied in great detail—including the search for signs of life. Discoveries of the nearest worlds also represent major steps in humanity's progress in exploring the universe we live in. After mapping our own planet and then the solar system, we now turn to nearby planetary systems. Perhaps one day Proxima b or another nearby world astronomers have yet to find will be the target for interstellar probes, like Project Starshot, or even crewed starships. But first we've got to put these worlds on the map.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.