Stel je voor: je zoekt naar bewijs van leven, een andere atmosfeer, op een planeet op 40 lichtjaar afstand. De James Webb Space Telescope (JWST) is je beste vriend, maar heeft een enorme kaper op de kust. Het stervuur van de rode dwerg TRAPPIST-1 is zo heftig dat het elke meting die we doen van de atmosfeer van planeet e verpest. We dachten dat we de beste kans ooit hadden, maar deze ster gooit constant met rookbommen.
Veel mensen zien TRAPPIST-1e als 'Aarde 2.0', maar het vinden van die atmosfeer is een nachtmerrie. Als je denkt dat je een waterdamp-signaal ziet, hoe weet je dan zeker dat het niet gewoon een gigantische zonnevlek op de ster zelf is? In mijn ervaring met dit soort data is **dubbelchecken cruciaal**, en hier faalde de standaardmethode jammerlijk.
De verraderlijke truc van stervuurtjes en vlekken
TRAPPIST-1 is een rode dwerg. Dat klinkt stabiel, maar in de praktijk zijn deze sterren roetpotten van magnetische activiteit. Ze hebben donkere, koelere vlekken (stervlekken) en hetere gebieden (faculae). Wanneer planeet e voor de ster langs beweegt (de transitie), neemt hij een stukje sterlicht mee. Blokkeert de planeet toevallig een donkere stervlek? Dan lijkt het alsof de atmosfeer van de planeet iets anders bevat dan hij werkelijk doet. Dit is geen kleine fout; dit is een signaal dat een compleet valse conclusie trekt.
Waarom de JWST faalt zonder een slim plan
De JWST is te gevoelig. Wat voor andere telescopen ruis was, pakt de JWST nu op als bewijs. Wij, journalisten en wetenschappers, zien in de laatste data van TRAPPIST-1 e signalen die moeilijk te interpreteren zijn. Het is alsof je probeert een fluistering te horen terwijl er een drilboor naast je staat.
- Rode dwergen zijn extreem magnetisch actief.
- Vlammen (flares), die we vaak zien, maken de interpretatie onmogelijk.
- Het licht van de rand van de ster is anders dan het licht van het midden.
Zelfs eerdere metingen van bijvoorbeeld GJ 486 b, waar waterdamp werd gevonden, waren onzeker. Laten we eerlijk zijn, we wisten niet zeker of dat water van de planeet kwam of van de ster zelf. Dat is geen goed nieuws als je op zoek bent naar buitenlandse thee!
De geniale bypass: Gebruik de 'lege' buurman
Hier komt het slimme inzicht van onderzoekers onder leiding van Natalie Allen van Johns Hopkins. Waarom de ster constant proberen te modelleren als we de ster zelf als filter kunnen gebruiken? Het geheim is planeet b van hetzelfde systeem.
Planeet b is luchtledig, wat betekent dat elke meting die we van b doen, 100% afkomstig is van de ster. Als we nu slim plannen, kunnen we de stervervuiling die we meten op b aftrekken van de metingen op e.
Maar er is een addertje. De ster draait! Als de vlekken een andere positie hebben bij de meting van b dan bij e, is het een zinloze vergelijking. De oplossing is briljant in zijn eenvoud:
De 'Close Transit' Methode:
Onderzoekers gaan alleen metingen doen wanneer de transits van e en b binnen acht uur van elkaar plaatsvinden. Dit is slechts een fractie van de rotatieperiode van de ster (3,3 dagen). De aanname is dat binnen die korte periode de ster er zo goed als hetzelfde uitziet. We filteren de ruis van b en passen dat toe op de data van e.
Wat zijn we precies aan het zoeken?
Het ultieme doel is om CO2 te vinden in de atmosfeer van TRAPPIST-1e. Waarom CO2? Omdat de 4.3 µm absorptieband relatief 'schoon' is – het is minder waarschijnlijk dat andere moleculen dit signaal maskeren. Als we dit kunnen detecteren met deze nieuwe correctiemethode, is dat een enorme stap. Sterker nog, de auteurs stellen dat met 15 van deze 'korte' observaties, we een aardse atmosfeer met sterke significantie zouden moeten kunnen detecteren. Dit is essentieel, want CO2-signalen kunnen wijzen op secundaire atmosferen, gevormd door biologische activiteit of geologische processen.
Dit probleem van stervuilvervuiling is niet uniek voor TRAPPIST-1. Het is de grootste hindernis in de zoektocht naar leefbare werelden door de hele Melkweg. Hopelijk heeft deze methode, die zo specifiek lijkt, de deur geopend naar échte antwoorden.
Ben jij nu gerustgesteld dat de wetenschap complexe problemen oplost met bizarre, feitelijk correcte trucs, of vind je het griezelig dat we zo afhankelijk zijn van de rotatiesnelheid van een verre ster?
