Vanaf deze werelden kunnen buitenaardsen ons bespieden

Artist’s impression van een exoplaneet in de bewoonbare zone van zijn ster
Artist’s impression van een exoplaneet in de bewoonbare zone van zijn ster. Credit: NASA

Sinds de jaren ’90 hebben astronomen meer dan 3000 exoplaneten gecatalogiseerd met een in feite eenvoudige techniek die de transitiemethode wordt genoemd. Maar wat als buitenaardsen met dezelfde techniek op zoek zijn naar ons? Een team van astronomen heeft deze mogelijkheid eens nader onderzocht.

De titel van het nieuwe artikel, dat is gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, noemt treffend het doel van het onderzoek: “Which stars can see Earth as a transiting exoplanet?”. Astronomen op Aarde gebruiken de transitiemethode om exoplaneten te vinden dus het is heel aannemelijk dat buitenaardse astronomen dezelfde techniek gebruiken om ons te zoeken.

De transitiemethode staat het astronomen niet toe om een exoplaneet rechtstreeks te zien. In plaats daarvan zien ze het tijdelijk dimmen van een verre ster. Dit is een mogelijk signaal dat vanuit ons perspectief een exoplaneet voorlangs de ster beweegt. Deze plotselinge afname in helderheid is zeer gering maar wel waarneembaar. Deze helderheidsafnames kunnen ook andere belangrijke gegevens opleveren waardoor astronomen de lengte van het jaar van een exoplaneet, de temperatuur en de chemische eigenschappen kunnen bepalen. Aan de hand van de chemische eigenschappen kan worden bepaald of het om een rotsachtige planeet of om een gasreus gaat. Er bestaan nog andere detectietechnieken, zoals de Dopplermethode, maar de transitiemethode blijft de meest betrouwbare en ongecompliceerde.

Het aantal sterren dat we kunnen bestuderen met onze telescopen lijkt bijna eindeloos maar de transitiemethode betekent dat we gebonden zijn aan een nogal in het oog springend observationeel selectie-effect. Met de transitiemethode kunnen we alleen exoplaneten zien die vanuit ons gezichtspunt gezien voorlangs hun ster trekken. Mocht een exoplaneet zich iets hoger of lager langs het ecliptisch vlak bevinden dan zou dat betekenen dat we pech hebben. Toch komen transities vanuit ons perspectief vaker voor dan je wellicht zou denken want astronomen hebben op deze manier al duizenden exoplaneten gevonden.

Goed, we weten wat de transitiemethode inhoudt, terug naar het onderzoek. Astronomen Lisa Kaltenegger van de Cornell universiteit in New York en Joshua Pepper van de Lehigh universiteit in Pennsylvania hebben de situatie omgedraaid en ze hebben gekeken vanuit welke stersystemen buitenaardse astronomen de Aarde als een transitieplaneet zouden kunnen zien. Ze maakten gebruik van gegevens die door de TESS, de Transiting Exoplanet Survey Satellite  van de NASA zijn verzameld. Ze vonden 1004 relatief nabije sterren die in deze categorie zouden passen.

Met “deze categorie” bedoelen de auteurs de sterren in de zogenaamde Earth Transit Zone (ETZ), dit is het “gebied” van waaruit men de Aarde voor de Zon langs kan zien trekken. Het is een dunne strook rond de ecliptica zoals die geprojecteerd wordt op de sterrenhemel. Deze strook heeft een breedte van 0,528°.

Voor de onderzoekers was het belangrijk om de sterren verder weg dan ongeveer 320 lichtjaar van ons uit te sluiten. Op deze relatief korte afstand kunnen buitenaardse astronomen nog steeds het zwakke dimmen van onze Zon door de Aarde detecteren als die voorlangs beweegt.

Deze buitenaardse astronomen konden ook het een en ander ontdekken aan onze lichtblauwe stip, zoals dat de Aarde een rotsachtige planeet is, ons jaar 365 dagen duurt en dat we ons in de bewoonbare zone van de Zon bevinden. Als hun technologie in staat is op biosignaturen in onze atmosfeer te detecteren, of bijvoorbeeld onnatuurlijk hoge concentraties CO2, een teken van industriële beschaving dan zou onze planeet een opwindende vangst kunnen zijn. Dit is niet zo vreemd als je wellicht denkt want de nog te lanceren James Webb Space Telescope zal precies dit soort gegevens kunnen verzamelen.

Van de 1004 hoofdreekssterren op de lijst is 77% een rode dwerg. Dit soort sterren zijn slechte kandidaten voor leven. Slechts 6% van de sterren zijn G-sterren. Dit is de categorie sterren waarin onze Zon valt. Dit is een belangrijke beperking want het is belangrijk te weten dat G-sterren de enige soort ster is waarom bekend is dat er leven is op hun exoplaneten.

Ook is het belangrijk te weten dat van deze 1004 sterren er slechts drie zijn waarvan we weten dat ze exoplaneten hebben. Er is een grote kans dat al deze sterren een verzameling van exoplaneten hebben dus de meest relevante vraag is welke van deze sterrenstelsels exoplaneten hebben die zich in de bewoonbare zone.

“Als wij een planeet zouden vinden met een levendige atmosfeer dan zouden we ook nieuwsgierig worden of er ook iemand naar ons kijkt”, aldus Kaltenegger. “Als we op zoek zijn naar intelligent leven in het heelal dat ons zou kunnen vinden en misschien contact zou willen opnemen dan hebben we zojuist de sterrenkaart gemaakt van waar we het eerst moeten gaan zoeken.”

Artikel: L. Kaltenegger & J. Pepper. 2020. Which stars can see Earth as a transiting exoplanet? MNRASL 499 (1): L111-L115

Eerste publicatie: 25 oktober 2020
Bron: diverse persberichten