We staan aan de rand van de volgende fase van planetaire ontdekking. Planeten de massa van de aarde zijn vandaag onbereikbaar, maar er wordt nu een nieuwe klasse van superaarde-planeten ontdekt en er zullen er meer verschijnen met de volgende generatie telescopen op de grond en in de ruimte. Misschien is het meest interessante onderzoek wel in de atmosfeer van deze planeten.
Superaarde kan tot 10 keer de massa van de aarde hebben, maar met een vast oppervlak en vloeibaar water zouden ze heel goed bewoonbaar kunnen zijn. Een recente presentatie door Eliza Miller-Ricci van de Harvard University tijdens de 213e bijeenkomst van de American Astronomical Society besprak de soorten atmosferen die astronomen zouden kunnen zien als deze superaardeën opduiken. Hoewel interessant wetenschappelijk - geologische ontgassing, bewijs van platentektoniek en de dikte of dunheid van de atmosfeer, zal de meest interessante vraag zijn: kunnen superaardeplaneten leven ondersteunen?
Om leven te hebben zoals we het begrijpen, zullen superaarde-planeten (zoals gewone aarde-planeten) vloeibaar water op hun oppervlak moeten hebben en daarvoor is een bepaald temperatuurbereik nodig - de bewoonbare zone van de moederster. Zoals we in ons eigen zonnestelsel zien, helpt de atmosfeer van een planeet om haar temperatuur te reguleren; Venus heeft een dikke atmosfeer en het is heet genoeg om lood te smelten, terwijl de aarde een aangename temperatuur heeft om vloeibaar water op het oppervlak te laten vormen. Mars heeft een dunne atmosfeer en het is erg koud. Het is niet alleen de dikte van de atmosfeer die er toe doet, het is ook wat erin zit: kooldioxide, water, enz.
Planeten met een hoge massa zoals Jupiter worden meestal gevormd uit waterstof. Terrestrische planeten met een lage massa zoals de aarde kunnen hun waterstof niet vasthouden en het ontsnapt de ruimte in tijdens de vroege geschiedenis van de planeet. Maar deze superaardes kunnen hun waterstof misschien vasthouden. In plaats van een waterstofarme atmosfeer zoals de aarde, hebben ze misschien een atmosfeer met grote hoeveelheden water. En water is een krachtig broeikasgas - sporen van waterdamp in de atmosfeer van de aarde zijn verantwoordelijk voor 60% van ons broeikaseffect, waardoor de planeet warm en bewoonbaar blijft.
Ik vroeg Miller-Ricci wat voor invloed grote hoeveelheden waterstof zullen hebben op de atmosfeer van een superaarde planeet. We hebben hier op aarde water, maar heel weinig in de atmosfeer. Waterdamp is een krachtig broeikasgas en zou de temperatuur van de planeet helpen bepalen. “De hoeveelheid waterstof in de atmosfeer van een superaardplaneet zou de bewoonbare zone aanzienlijk beïnvloeden. Dit is een heel belangrijke vraag, het is waar we nu naar kijken. "
Huidige missies kunnen superaardes detecteren met behulp van de transitmethode, waarbij de planeet het licht van zijn moederster dimt terwijl het ervoor passeert. Door de chemische signatuur af te trekken wanneer de planeet achter de ster passeert, kunnen astronomen de atmosfeer bepalen.
Het vinden van superaarde is de limiet van de huidige telescopen, maar binnenkort worden krachtigere instrumenten gelanceerd. NASA's Kepler-missie, die in april 2009 van start gaat, zal nog meer superaarde opduiken dan er al zijn gevonden. Maar met de volgende generatie ruimtetelescopen, zoals de James Webb Space Telescope van NASA, kunnen astronomen de atmosferen van deze planeet rechtstreeks in beeld brengen.
