Diep in de verste buitengebieden van het zonnestelsel hebben astronomen rond een ijsdwerg een atmosfeer ontdekt. Dat is ‘heel gek’ voor zo’n miniplaneet.
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
Sexy klinkt-ie niet bepaald, ijsdwerg (612533) 2002 XV93, zwevend in dezelfde uithoek als zijn veel bekendere soortgenoot Pluto. Ondanks zijn catalogusnaam prijkt deze miniplaneet, met een diameter van zo’n 500 kilometer, sinds kort prominent op de lijst opvallendste kosmische curiositeiten van het zonnestelsel.
(612533) 2002 XV93, laten we hem voor het gemak maar even XV93 noemen, heeft namelijk een atmosfeer, zo schrijven wetenschappers maandag in het vakblad Nature Astronomy.
‘En dat is heel gek’, zegt sterrenkundige Ignas Snellen van de Universiteit Leiden, zelf niet bij het onderzoek betrokken. ‘Je zou absoluut niet verwachten dat zo’n relatief klein hemellichaam een atmosfeer heeft.’
Dwergplaneet XV93 huist net als grote broer Pluto, met zijn diameter van bijna 2.400 kilometer, in de zogeheten Kuipergordel. Die is vernoemd naar de Nederlandse astronoom Gerard Kuiper, die het bestaan ervan in 1951 voor het eerst voorstelde.
Die Kuipergordel is een kosmisch terra incognita, een onherbergzaam gebied aan de uiterste grens van het zonnestelsel, nog voorbij de verste planeet Neptunus. De rotsblokken die daar zweven in het zwerk noemen astronomen ook wel ‘trans-Neptunian objects’, objecten voorbij Neptunus.
Vanwege de grote afstand tot de aarde is het een plek vol raadsels en mysterie, waarin wellicht antwoorden schuilen op vragen over de geboorte van het zonnestelsel. Pluto en XV93 vormen van dat gebied de voorhoede, maar de Kuipergordel strekt nog veel dieper het duister van de kosmos in.
Veel kennis hebben astronomen niet van wat zich daar allemaal bevindt. Objecten in de Kuipergordel waarnemen is lastig: de rotsblokken zijn klein en ze staan ver weg van de aarde. In essentie is het gebied daardoor voor aardse telescopen doorzichtig. ‘De Kuipergordel is een beetje als de diepzee’, zei astronoom Simon Portegies Zwart daar eerder eens over in de Volkskrant. ‘We weten dat hij bestaat, maar veel kennis hebben we er niet over en er onderzoek in doen is moeilijk.’
Toch is het wel mogelijk om vanaf aarde iets te zien van wat er door de ruimte buitelt, al heb je daarvoor wel een truc nodig. In dit geval zorgden de onderzoekers ervoor dat ze XV93, die al eerder door astronomen was gecatalogiseerd, voor de lens van hun telescoop kregen op het moment dat de dwergplaneet voor een achterliggende, heldere ster schoof.
Snellen roemt onder meer de manier waarop de onderzoekers dat hebben gedaan. ‘Ze waren bezig met voor professionele astronomie echt heel kleine telescoopjes’, zegt hij.
Waar veel grote vondsten in de moderne sterrenkunde leunen op dure megatelescopen, zoals de Very Large Telescope in de Atacamawoestijn in Chili of de ruimtetelescoop James Webb, die ver voorbij de grenzen van de aarde in de ruimte hangt, was voor deze ontdekking een eenvoudiger opstelling al voldoende. In een van de waarneemstations, op het dak van de Universiteit van Tokio, stond bijvoorbeeld een telescoop met een diameter van 20 centimeter met daarop een in de winkel gekochte camera.
Door hun telescopen zagen de onderzoekers hoe XV93 voor de verre ster langskruiste, een proces dat in totaal minder dan 20 seconden in beslag nam. Voor de waarneming was dus scherpe timing nodig.
Op het moment van passage nam de dwergplaneet een beetje licht van die achterliggende ster weg. ‘Daardoor konden ze heel mooi de vorm van de planeet reconstrueren’, zegt Snellen. Uit het patroon van het gedoofde licht konden de onderzoekers bovendien berekenen dat aan de rand van de planeet een dun, doorzichtig laagje moet zitten. ‘Ze laten overtuigend zien dat dit een heel dunne atmosfeer moet zijn.’
Voor de duidelijkheid: dat betekent niet dat op XV93 leven mogelijk is. De atmosfeer bestaat vermoedelijk uit iets als stikstof en is bovendien miljoenen malen ijler dan die van de aarde.
Toch is het feit dat de planeet er überhaupt een heeft onverwacht. ‘De oppervlaktezwaartekracht is heel laag’, zegt Snellen. De dwergplaneet kan zo’n atmosfeer daarom niet lang vasthouden.
Zonder bron die de atmosferische gassen aanvult, zou XV93 deze ergens tussen de honderd en duizend jaar lang kunnen vasthouden, zo berekenen de onderzoekers. Daarna zou deze geheel wegsijpelen naar de omliggende ruimte.
Er zijn vermoedelijk dus niet veel van dit soort dwergplaneten met een atmosfeer. XV93 is pas de tweede die is ontdekt. De veel grotere dwergplaneet Pluto was de eerste.
‘In totaal hebben de onderzoekers een stuk of tien van deze dwergplaneten bestudeerd. Dat tussen dat relatief kleine aantal al één exemplaar met atmosfeer zit, suggereert dat de onderzoekers geluk hebben gehad, of dat dit soort atmosferen toch een stuk minder zeldzaam zijn dan gedacht’, zegt Snellen.
Naar verklaringen voor de aanwezigheid ervan is het vooralsnog gissen. De onderzoekers zien twee belangrijke opties. Zo zou de atmosfeer een gevolg kunnen zijn van een relatief recente botsing, waarbij een kosmisch rotsblok op XV93 is geknald, en gas uit zijn binnenste is vrijgekomen.
Een alternatief is dat zulk gas op natuurlijke wijze uit de dwergplaneet sijpelt, bijvoorbeeld doordat hij gekneed wordt door de zwaartekracht van een andere dwergplaneet in de buurt, als een citroen waar je in knijpt om het sap eruit te laten druppelen.
Afgezien van de unieke vondst van een atmosfeer rond een hemellichaam dat daarvoor eigenlijk te klein is, leert de ontdekking wetenschappers ook meer over de geschiedenis van het zonnestelsel, zegt Snellen.
‘De objecten in de Kuipergordel zijn de bouwstenen waaruit planeten zich ooit gevormd hebben. Meer weten over de opbouw, over de scheikunde die daar gebeurt, zo diep in het zonnestelsel, helpt ons echt om die geschiedenis verder in te kleuren.’
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant