Zijn 'Mega-Earths' toch geen echte superzware rotsplaneten?
Een tijdje leken sterrenkundigen iets bijzonders te hebben gevonden: planeten van rots en metaal, net als de aarde, maar dan tien keer zo zwaar of meer. Deze zogeheten 'Mega-Earths' pasten niet in de bestaande theorieën over hoe planeten ontstaan. Nieuw onderzoek zet daar nu grote vraagtekens bij. De superzware rotsplaneten blijken mogelijk helemaal niet te bestaan. Het lijkt te gaan om een meetfout.
Planeten zoals de aarde zijn opgebouwd uit gesteente en metaal. Grotere planeten, zoals Jupiter, bestaan vooral uit gas. Volgens berekeningen en computersimulaties van planeetvorming kan een rotsplaneet niet veel zwaarder worden dan ongeveer tien keer de massa van de aarde. Wordt een rotskern zwaarder, dan trekt hij zoveel gas aan dat hij vanzelf verandert in een gasreus. Boven die grens zou je dus geen pure rotsplaneten meer moeten vinden.
Toch meldden astronomen de afgelopen jaren een handjevol planeten die, op basis van hun dichtheid, wél rotsachtig lijken terwijl ze veel zwaarder zijn dan die grens van tien aardmassa's. Dat leek te wijzen op bijzondere, nog onbekende manieren waarop planeten kunnen ontstaan of evolueren.
Een verdacht patroon
De onderzoekers achter dit nieuwe werk zagen iets opvallends: alle gerapporteerde Mega-Earths draaien rond sterren die ongewoon actief zijn. Steractiviteit betekent hier dat een ster veel fakkeluitbarstingen, vlekken en magnetische onrust vertoont, vergelijkbaar met heftige zonnevlammen op onze eigen zon, maar dan sterker en vaker.
Dat is geen toeval, concluderen de onderzoekers. Ze berekenden hoe groot de kans is dat alle bekende Mega-Earths puur toevallig rond zulke actieve sterren draaien. Die kans is kleiner dan 1 procent. Er is bovendien geen enkele natuurkundige reden te bedenken waarom superzware rotsplaneten juist bij drukke, actieve sterren zouden ontstaan.
Waar gaat het mis?
Het probleem zit waarschijnlijk in de meetmethode. Om de massa van een verre planeet te bepalen, meten astronomen kleine wiebelingen in het licht van de ster, veroorzaakt door de zwaartekracht van de planeet. Maar een actieve ster wiebelt ook uit zichzelf, door vlekken en uitbarstingen op haar oppervlak. Om dat ruis-effect eruit te filteren, gebruiken onderzoekers een wiskundige techniek die Gaussian Processes heet, een soort slimme ruisonderdrukking.
Volgens dit onderzoek werkt die techniek bij zeer actieve sterren niet goed genoeg. De ruis van de ster wordt dan per ongeluk deels aangezien voor het signaal van een extra zware planeet. Zo lijkt een gewone, niet al te zware rotsplaneet op papier ineens veel zwaarder dan hij in werkelijkheid is.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit onderzoek bewijst niet dat Mega-Earths onmogelijk zijn, en het bewijst ook niet dat elke individuele gemeten planeet fout is. Het laat vooral zien dat het heel onwaarschijnlijk is dat toeval alles verklaart, en dat de gebruikte meetmethode bij actieve sterren onbetrouwbaar kan zijn. Vervolgonderzoek, met betere technieken of rustigere sterren, moet uitwijzen of er toch ergens een echte Mega-Earth tussen zit.
Dit is belangrijk omdat het laat zien hoe voorzichtig je moet zijn met verrassende metingen. Een opmerkelijke ontdekking kan soms gewoon een bijwerking zijn van de meetmethode, niet van de natuur zelf. Voor toekomstig onderzoek naar massa's van planeten rond actieve sterren is dat een nuttige waarschuwing.
Bron: "Mega-Earths" are likely an artifact of stellar activity