De transitmethode is momenteel een van de meest succesvolle en meest gebruikte technieken voor het ontdekken van exoplaneten buiten ons zonnestelsel. Het gaat om het waarnemen van lichte dimming of "dips" in het licht dat door een ster wordt uitgezonden. Deze dips doen zich voor wanneer een exoplaneet voor zijn gastster langs beweegt, gezien vanuit ons gezichtspunt op aarde.

Tijdens een transit blokkeert de planeet een klein deel van het licht van de ster, waardoor de algehele helderheid van de ster tijdelijk afneemt. Dit dimmen wordt vervolgens gedetecteerd en gemeten door gevoelige telescopen en instrumenten die voor dit specifieke doel zijn ontworpen.

Een belangrijk aspect van de transitmethode is het nauwkeurig meten van variaties in de lichtintensiteit met behulp van fotometrie. Terwijl de planeet voor de ster langs beweegt, neemt de hoeveelheid licht die de telescoop van die ster bereikt af, en deze verandering in helderheid wordt zorgvuldig gevolgd en vastgelegd.

De Kepler-ruimtetelescoop, gelanceerd door NASA in 2009, is speciaal ontworpen voor de transitmethode en heeft belangrijke ontdekkingen gedaan van exoplaneten, met name planeten ter grootte van de aarde die in een baan rond de bewoonbare zones van hun sterren draaien.

2. Radiale snelheidsmethode

De radiale snelheidsmethode, ook bekend als de Doppler-spectroscopiemethode, meet de kleine schommelingen of periodieke veranderingen in de beweging van een ster, veroorzaakt door de zwaartekracht die wordt uitgeoefend door een in een baan om de aarde draaiende planeet.

Terwijl een planeet rond zijn ster draait, oefent hij zwaartekracht uit, waardoor de ster een beetje heen en weer beweegt langs onze gezichtslijn. Deze veranderingen in de snelheid van de ster zijn ongelooflijk klein en vereisen nauwkeurige spectroscopische waarnemingen om te detecteren.

Spectroscopische instrumenten kunnen het licht van de ster opsplitsen in de samenstellende golflengten en kleine verschuivingen in spectraallijnen onthullen. Terwijl de ster naar ons toe en van ons af beweegt als gevolg van de zwaartekrachtsinvloed van de planeet, ondergaan de spectraallijnen een regelmatig patroon van verschuivingen, bekend als het Doppler-effect.

Nauwkeurige meting van deze periodieke snelheidsvariaties stelt astronomen in staat de minimale massa van de in een baan om de ster draaiende planeet te schatten, de tijd die nodig is om een ​​baan te voltooien (omlooptijd) en, met verdere waarnemingen, de afstand tot de ster af te leiden.

3. Directe beeldvorming

Bij de directe beeldvormingsmethode worden daadwerkelijke beelden van exoplaneten vastgelegd, waarbij deze worden gescheiden van de schittering van hun gaststerren. Vanwege de enorme uitdagingen bij het bereiken van de noodzakelijke resolutie en contrast heeft deze methode echter slechts een handvol exoplaneten in beeld gebracht, meestal grote, jonge planeten die door de zwaartekracht gescheiden zijn van hun sterren en hun eigen zwakke gloed uitstralen.

4. Zwaartekrachtmicrolensing

Zwaartekrachtmicrolensing is een techniek die gebruik maakt van het zwaartekrachtveld van een massief tussenliggend object, zoals een ster of sterrenstelsel, om het door een achtergrondbron uitgezonden licht te vergroten en te vervormen, waardoor de aanwezigheid van een exoplaneet zichtbaar wordt.

Wanneer een achtergrondster achter of nabij het massieve tussenliggende object passeert, wordt het licht van de achtergrondbron gebogen en gefocusseerd, wat leidt tot een tijdelijk verhelderend of vergrotingseffect. Als er een exoplaneet rond het massieve tussenliggende object draait, kan deze lichte vervormingen of afwijkingen in dit vergrotingspatroon veroorzaken.

Door deze afwijkingen te detecteren en te analyseren, kunnen astronomen de aanwezigheid en kenmerken van exoplaneten afleiden.

Het is belangrijk op te merken dat sommige ontdekkingen van exoplaneten worden gedaan met behulp van combinaties van deze methoden of via alternatieve benaderingen, zoals astrometrie (het meten van veranderingen in de positie van een ster om de zwaartekrachtinvloed van een in een baan om de aarde draaiende exoplaneet te detecteren).