SRON Netherlands Institute for Space Research

Exoplanet atmospheres unveiled
04 Nov 2010
SRON-onderzoeker dr. Remco de Kok gaat met een Veni-subsidie van NWO onderzoek doen aan atmosferen van exoplaneten. De Kok ontvangt 250.000 euro om een nauwkeuriger rekenmethode te ontwikkelen voor het bepalen van de samenstelling van planeetatmosferen.

In 1995 werd voor het eerst een planeet bij een andere ster dan onze zon ontdekt. Inmiddels is het aantal bekende exoplaneten opgelopen tot bijna 500. Door deze, vaak exotische, exoplaneten te bestuderen en hun eigenschappen te vergelijken met die van planeten in ons eigen zonnestelsel, zullen we beter kunnen begrijpen hoe planeten ontstaan en evolueren. Van het overgrote deel van de ontdekte exoplaneten is helaas nog maar heel erg weinig bekend, simpelweg omdat ze te ver weg staan om met zelfs de grootste telescoop te bekijken. Maar tegenwoordig kunnen onderzoekers de samenstelling van exoplaneet-atmosferen achterhalen met de zogenaamde `transit'-meetmethode.

Transitmethode
De transit-methode is geschikt voor exoplaneten die gedurende hun jaarlijkse omloop voor hun ster langs bewegen: tijdens een dergelijke `transit' van de planeet bevat het sterlicht dat de telescoop bereikt ook licht dat door de buitenste lagen van de planeetatmosfeer is gereisd en dat daardoor sporen draagt van de chemische samenstelling van die lagen. Bijvoorbeeld van gassen die sterlicht bij bepaalde golflengtes absorberen. Met de transit-methode zijn onder andere waterdamp en methaan-gas in exoplaneet-atmosferen gevonden.

Dankzij een Veni-subsidie van onderzoeksfinancier NWO, kan Remco de Kok de komende drie jaar werken aan het verbeteren van de analyse van transit-metingen. De Kok doet dat onderzoek binnen de divisie Earth & Planetary Science (EPS) van SRON Netherlands Institute for Space Research, waar de onderzoekers veel ervaring hebben met rekenmethodes voor de analyse van waarnemingen van met name de aarde, maar ook van andere planeten.

Verstrooiing
De Kok: 'In de huidige rekenmethodes wordt aangenomen dat het sterlicht tijdens de reis door de planeetatmosfeer alleen kan worden geabsorbeerd. Maar uit onderzoek aan de aarde en de andere planeten in ons zonnestelsel is inmiddels bekend dat het sterlicht ook door moleculen, aerosolen (kleine deeltjes) en wolkdeeltjes in de atmosfeer wordt verstrooid. Die verstrooiing kan grote invloed hebben op de sterkte van bijvoorbeeld signalen van atmosferische gassen als waterdamp en methaan. Een gevolg daarvan is dat onderzoekers de hoeveelheden van zulke gassen verkeerd inschatten. Bovendien bevatten de transit-metingen informatie over verstrooiende deeltjes, die we er nu niet uit kunnen halen.'

De Kok gaat de nieuwe rekenmethode straks eerst testen op metingen van atmosferen van planeten in ons zonnestelsel en dan pas toepassen op metingen van exoplaneten in transit. Uiteindelijk kan de methode ook worden gebruikt om het ontwerp van nieuwe generaties meetinstrumenten te verbeteren. De Kok: `Dan kunnen we in de toekomst nog nauwkeuriger transit-metingen doen. Dat zou de zoektocht naar aarde-achtige planeten buiten ons zonnestelsel een enorme impuls geven.'