Hoewel we uitzonderlijke vooruitgang hebben geboekt op het gebied van astronomie, zijn we ver van in staat om deze diepgaande vragen te beantwoorden. Gelukkig komen er ESA (Europees Ruimteagentschap) missies die ons significant dichter bij het ontrafelen van de waarheid brengen.

Halverwege maart organiseert SRON - het Nederlands instituut voor ruimteonderzoek - een "PLATO-ARIEL Gemeenschap Dag" hier in Leiden, wat de Nederlandse exoplaneten gemeenschap samen zal brengen. Deze workshop zal updates verstrekken over de PLATO en Ariel Missies en zal eindigen met een strategische discussie tussen Nederlands wetenschappers. Als je geen astronoom of ruimteliefhebber bent heb je misschien gemist dat deze twee boeiende missies er al snel aankomen: PLATO lanceert al in 2026, en Ariel volgt relatief snel daarna in 2029.

Een korte excursie over exoplaneetdetectie en planeettypes

Laten we beginnen bij het begin. Een exoplaneet is simpel gezegd een planeet die geen onderdeel is van ons zonnestelsel. Deze kan of om een andere ster draaien of vrij vliegend zijn. De meeste van deze afgelegen werelden zijn onvoorstelbaar ver weg - de dichtstbijzijnde (waar we van het bestaan afweten), Proxima Centauri b, is nog steeds ongeveer 4 lichtjaar van de aarde. Astronomen vinden exoplaneten op verschillende manieren. Eén van deze methoden is de transitmethode, de meestgebruikte methode op het moment. De transitmethode maakt gebruik het licht van een ster. Door deze over een langere periode te bestuderen kunnen onderzoekers meten hoe de lichtsterkte verandert. Wanneer het licht van een ster dimt op reguliere intervallen, kan het suggereren dat er een object voorlangs passeert, en dus tijdelijk kleine fracties van het licht blokkeert. In de meeste gevallen is het "dimmende object" een planeet.

Er zijn verschillende types planeten, zoals we kunnen zien in ons eigen zonnestelsel. Een planeet haar classificatie hangt onder andere af van massa en grootte. Startend met de kleinsten en de lichtsten, Mercurius, Venus, Aarde en Mars, staan bekend als aardse of terrestrische planeten. Deze planeten zijn ongeveer de grootte van onze aarde of kleiner en bestaat voornamelijk uit steen en metalen. Buiten ons zonnestelsel hebben astronomen vele planeten ontdekt die niet overeenkomen met de planeten hier. Deze klasse is de superaarde - planeten die massiever zijn dan de Aarde maar lichter dan Neptunus. Zoals Terrestrische planeten, zijn superaarders typisch terrestrisch en hebben diverse milieus.

Sommige van deze terrestrische exoplaneten hebben eigenschappen die mogelijk kunnen wijzen naar leefbaarheid, zoals de aanwezigheid van oceanen, atmosferen en andere voorwaarden die leven zouden kunnen ondersteunen. In een bewoonbaar millieu is over het algemeen een vorm van leven mogelijk. Voor terrestrische exoplaneten is de belangrijkste vereiste voor leefbaarheid de langdurige aanwezigheid van vloeibaar water op het oppervlak van de planeet - een cruciaal ingrediënt voor leven zoals wij dat kennen. De bewoonbare zone wordt gedefinieerd als het gebied rond een ster, waar vloeibaar water gevonden kan worden op het oppervlak van diens planeten.

Verdergaand met de zwaardere planeten buiten ons zonnestelsel, planeten die vergelijkbaar zijn met Neptunus en Uranus en een waterstof-helium atmosfeer hebben, worden ook wel Neptunussen/Neptunusachtigen genoemd. Een andere fascinerende klasse die ook niet gevonden kan worden in ons zonnestelsel, is de mini-Neptunussen. Zoals de naam suggereert, zijn deze planeten kleiner dan de Neptunus maar groter dan aarde. De typische atmosfeer van deze planeten is waterstof en helium die een stenen of ijzige kern omhullen. Het is echter vaak lastig om te bepalen of een nieuwe exoplaneet geclassificeerd moet worden als Superaarde of mini-Neptunus, omdat het verschil tussen de twee categorieën niet altijd duidelijk (gedefinieerd) is.

Aan het einde van het spectrum zitten de gasreuzen, de grootste en zwaarste planeten. Deze reuzen zijn vergelijkbaar met - en in sommige gevallen massiever dan - Jupiter en Saturnus, met uitgestrekte en wervelende atmosferen van waterstof en helium.

PLATO en Ariel

Nu we een beter begrip hebben van verschillende types exoplaneten en hoe ze gedetecteerd worden, is de vraag: hoe gaan we deze afgelegen werelden vinden en begrijpen? Dit wordt PLATO en Ariel hun taak. Niet alleen zullen ze nieuwe exoplaneten ontdekken, maar ze zullen deze ook in ongekend detail kunnen karakteriseren. De aankomende ESA missies zullen ons helpen dichterbij te komen bij het beantwoorden van de eeuwenoude vragen over de uniekheid van de aarde.

PLATO: Ontdekken van planeetsystemen en leefbaarheid

PLATO staat voor PLAnetary Transit and Odscillations of stars. Haar voornaamste doel is het beantwoorden van fundamentele vragen zoals:

• Is ons zonnestelsel daadwerkelijk uniek, of zijn er andere systemen zoals de onze?

• Zijn er mogelijk andere leefbare planeten dan Aarde, of is de leefbaarheid een exclusieve eigenschap?

• Hoe worden planeten en planeetsystemen gevormd en hoe evolueren/ontwikkelen ze?

Om deze vragen te beantwoorden zal PLATO duizenden terrestrische exoplaneten detecteren en karakteriseren terwijl ze in een baan rond hun zonachtige sterren draaien. Zoals de naam suggereert, zal PLATO voornamelijk gebruik maken van de transit methode om nieuwe planeten the ontdekken. Door dit te combineren met data-analyse van andere detectiemethoden, zoals telescopen die hier aan het oppervlak staan, kunnen astronomen de sleutel parameters vinden van planeten en de systemen, zoals: de radius van een planeet, dichtheid en de leeftijd van de ster. Deze karakteristieken zijn cruciaal voor het beoordelen van de leefbaarheid van de nieuw ontdekte werelden.

Ariel: Het ontrafelen van de atmosferen van de exoplaneten

Ariel, staat voor Atmospheric Remote-sensing infrared Exoplant Large-survey en representeert de volgende stap in exoplanetenonderzoek. Terwijl PLATO focust op het ontdekken en karakteriseren van nieuwe planeten, zal Ariel onze focus schuiven van het vinden van nieuwe exoplaneten naar het begrijpen van exoplaneten. Het voornaamst doel is om de chemische samenstelling van de atmosfeer van exoplaneten te bestuderen door middel van remote sensing in het infrarode spectrum.

Remote sensing betekent het verschaffen van informatie van een afstand - omdat het niet mogelijk is om deze planeten fysiek te bezoeken. Het infrarode deel van het lichtspectrum is hier cruciaal voor omdat veel moleculen in de atmosfeer, zoals waterdamp en koolstofdioxide, licht absorberen op deze golflengten. Als deze stoffen dus in de atmosfeer zitten, komt die golflengte van licht niet door de atmosfeer heen, waardoor deze mist in het lichtspectrum.

Naast het identificeren van atmosferische chemische stoffen, zal Ariel ook onderzoeken hoe een ster de condities op de planeten die er om heen draaien beïnvloedt. Als de aarde bijvoorbeeld om een hetere ster zou draaien, zou een grote hoeveelheid van het oppervlaktewater verdampen, waardoor de aarde niet meer leefbaar zou zijn.

De ontdekkingen van PLATO en Ariel zullen ons ongetwijfeld de volgende stap in de zoektocht naar de diversiteit en potentiële leefbaarheid van planeten helpen te zetten. Wie weet - misschien ontdekken we wel een tweede aarde.

Bronnen

Hartelijk dank aan Dr. Y. Miguel voor het nalezen

Inspiratie:

SRON Netherlands Institute for Space Research. (2025, 27 januari). The PLATO-Ariel Community Day - SRON Netherlands Institute for Space Research. SRON Netherlands Institute For Space Research. https://www.sron.nl/the-plato-...

Informatie afbeelding:

Santos, I. D., Valio, A., Omar, N., & Guimarães, A. (2016). Exoplanet Classification with Data Mining. Journal Of Computational Interdisciplinary Sciences, 7(3). https://doi.org/10.6062/jcis.2...

1. Plato. (z.d.). https://www.esa.int/Science_Ex...
2. Ariel factsheet. (z.d.). https://www.esa.int/Science_Ex...
   
3. Tran, L., & Tran, L. (2025, 30 januari). Exoplanets - NASA Science. NASA Science. https://science.nasa.gov/exopl...
   
4. Cermak, A. (2024, 29 oktober). Overview - NASA Science. NASA Science. https://science.nasa.gov/exopl...
   
5. PLATOMission. (2018, 7 juni). Habitability of planets around solar-like stars. https://platomission.com/2018/...
   
6. Cermak, A. (2024a, oktober 28). What Is a Super-Earth? - NASA Science. NASA Science. https://science.nasa.gov/exopl...
   
7. Remote sensing. (2024, 29 oktober). NASA Earthdata. https://www.earthdata.nasa.gov...