LHS 1903: Een planetenstelsel met een omgekeerde volgorde

Astronomen hebben een bizar "binnenstebuiten" planetenstelsel ontdekt rond de ster LHS 1903 dat de fundamentele wetten van hoe werelden gevormd worden uitdaagt. In tegenstelling tot ons zonnestelsel, waar rotsachtige planeten dicht bij de zon staan en gasreuzen verder naar buiten, bevat dit stelsel een rotsachtige wereld die in een baan buiten zijn gasvormige buren draait. Deze ontdekking, die op 12 februari 2026 werd aangekondigd door een internationaal team van onderzoekers, suggereert dat planetaire evolutie een sequentieel "binnenstebuiten" pad kan volgen dat voorheen onbekend was voor de wetenschap.

Hoe verschilt de planetaire volgorde in LHS 1903 van ons zonnestelsel?

De planetaire volgorde in LHS 1903 wordt gekenmerkt door een "binnenstebuiten" architectuur die bestaat uit een rotsachtige binnenplaneet, gevolgd door twee gasreuzen en ten slotte nog een rotsplaneet in de buitenste baan. Dit is in tegenspraak met het standaardmodel van het zonnestelsel, waarbij terrestrische planeten zoals de aarde dicht bij de zon blijven, terwijl gasreuzen zoals Jupiter zich in de koudere, buitenste gebieden bevinden. In het LHS 1903-stelsel tart de aanwezigheid van een kleine, compacte wereld voorbij de gasreuzen de traditionele gradiënt van rotsachtig-binnen en gasachtig-buiten.

Ons huidige begrip van planetaire architectuur is grotendeels gebaseerd op de samenstelling van onze eigen omgeving. In ons zonnestelsel zijn de vier planeten die het dichtst bij de zon staan — Mercurius, Venus, de aarde en Mars — klein en rotsachtig omdat stellaire straling voorkwam dat lichte gassen zich dicht bij de ster verzamelden. Verder naar buiten, voorbij de "sneeuwlijn", waren de temperaturen laag genoeg voor gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus om enorme atmosferen te verzamelen. LHS 1903, een rode dwergster in de dikke schijf van de Melkweg, doorbreekt dit patroon volledig door een vierde, rotsachtige planeet te herbergen in de verre uithoeken van het stelsel, waar gasreuzen doorgaans domineren.

De ontdekking werd geleid door Thomas Wilson, een planetair astrofysicus van de University of Warwick. Wilson en zijn team identificeerden aanvankelijk drie planeten rond de rode dwerg, die de verwachte volgorde leken te volgen: één rotsachtige wereld gevolgd door twee gasvormige. Nader onderzoek van gegevens van de CHEOPS-satelliet (Characterising Exoplanet Satellite) van de European Space Agency onthulde echter een verborgen vierde lid. Deze buitenste planeet, aangeduid als LHS 1903 e, is een kleine, rotsachtige wereld die zich bevindt op een plek waar wetenschappers verwachtten niets of een ijsreus te vinden.

Waarom is de buitenste planeet in LHS 1903 rotsachtig in plaats van gasvormig?

De buitenste planeet in LHS 1903 is rotsachtig omdat deze waarschijnlijk is gevormd in een "gasarme omgeving" nadat de binnenplaneten de beschikbare waterstof en helium in de protoplanetaire schijf al hadden verbruikt. Volgens hoofdauteur Thomas Wilson suggereert dit dat de planeten één voor één werden gevormd in plaats van gelijktijdig. Tegen de tijd dat de vierde planeet begon te klonteren, was de voorraad gas die nodig was om een dikke atmosfeer op te bouwen in het stelsel uitgeput, waardoor er alleen vast materiaal overbleef om een rotsachtige kern te vormen.

De standaardtheorie over de protoplanetaire schijf stelt dat planeten gelijktijdig ontstaan uit een enorme ring van stof en gas. Naarmate stofdeeltjes samenklonteren tot planetesimalen, groeien ze uiteindelijk uit tot kernen. Als een kern groot genoeg wordt terwijl er nog overvloedig gas aanwezig is, veroorzaakt dit een proces van ongecontroleerde aanzuiging (runaway accretion), waardoor het een gasreus wordt. In het geval van LHS 1903 stellen de onderzoekers een scenario van sequentiële vorming voor. Dit "binnenstebuiten" proces impliceert dat de binnenplaneten "gashongerig" waren en de schijf ontdeden van zijn lichtere elementen voordat de buitenste planeet zijn laatste groeistadia kon bereiken.

Deze bevinding levert het eerste concrete bewijs voor planeetvorming in omgevingen waar gas voortijdig is uitgeput. "Rotsachtige planeten vormen zich gewoonlijk niet zo ver van hun moederster," merkte Wilson op in een verklaring die werd gepubliceerd in het tijdschrift Science. Het bestaan van LHS 1903 e bewijst dat kleine, rotsachtige werelden kunnen ontstaan in de koude buitenwijken van een stelsel als de timing van de dissipatie van de schijf precies goed is. Dit daagt de "sneeuwlijn"-theorie uit, die ervan uitgaat dat de afstand tot de ster de primaire bepalende factor is voor het gasvormige of rotsachtige karakter van een planeet.

Welke rol speelde ESA's CHEOPS bij deze ontdekking?

De CHEOPS-satelliet van de ESA leverde de uiterst nauwkeurige transitfotometrie die nodig was om de lichte dip in helderheid te detecteren die werd veroorzaakt door de buitenste rotsplaneet die voor LHS 1903 langs trok. Terwijl andere telescopen de binnenste drie planeten hadden geïdentificeerd, stelde CHEOPS astronomen in staat om de dichtheid en grootte van de vierde planeet met extreme nauwkeurigheid te berekenen. Deze metingen bevestigden dat de planeet een compact, rotsachtig lichaam was in plaats van een gaswereld met een lage dichtheid, wat het "binnenstebuiten" karakter van het stelsel onthulde.

De CHEOPS-missie is specifiek ontworpen om bekende exoplaneten te karakteriseren door hun afmetingen met ongekend detail te meten. Door de lichtcurven van LHS 1903 te observeren, stelde de satelliet het internationale team in staat om de aanwezigheid van een dikke waterstof-helium-envelop op de buitenste wereld uit te sluiten. Dit niveau van precisie is van cruciaal belang om onderscheid te maken tussen "superaardes" (rotsachtig) en "mini-Neptunussen" (gasvormig), die er in gegevens met een lagere resolutie van andere surveys zoals NASA's TESS vaak hetzelfde uit kunnen zien.

Het gebruik van CHEOPS onderstreept het belang van gerichte vervolgwaarnemingen in de moderne astronomie. Zoals Isabel Rebollido, een onderzoeker naar planetaire schijven bij de European Space Agency, uitlegde, zijn onze theorieën over hoe planeten ontstaan historisch beïnvloed door ons zonnestelsel. "Naarmate we meer en meer verschillende exoplanetenstelsels zien, beginnen we deze theorieën te herzien," aldus Rebollido. De gegevens van CHEOPS fungeerden als het onomstotelijke bewijs dat onderzoekers dwong om verder te kijken dan modellen van gelijktijdige vorming en complexere, gespreide evolutionaire paden te overwegen.

Implicaties voor de toekomstige astronomie en planetaire evolutie

De ontdekking van het LHS 1903-stelsel maakt een aanzienlijke herziening van de tekstboeken over planeetvorming noodzakelijk. Als planeten zich sequentieel kunnen vormen in gasarme omgevingen, kan de variëteit aan planetaire architecturen in de Melkweg veel groter zijn dan voorheen gedacht. Dit heeft verstrekkende gevolgen voor ons begrip van M-dwergstelsels, de meest voorkomende soorten sterren in ons sterrenstelsel en frequente doelen in de zoektocht naar leefbare zones.

Toekomstig onderzoek zal zich waarschijnlijk richten op de vraag of deze "binnenstebuiten" volgorde een zeldzame anomalie is of een algemeen bijproduct van de evolutie van rode dwergen. Omdat rode dwergen zoals LHS 1903 koeler en kleiner zijn dan de zon, gedragen hun protoplanetaire schijven zich anders, wat mogelijk de gasarme scenario's toelaat die door het team van Wilson zijn beschreven. Astronomen hopen nu de James Webb Space Telescope (JWST) te gebruiken om de atmosfeer — of het gebrek daaraan — op LHS 1903 e te analyseren om te bevestigen of er nog sporen van gassen uit de vormingsperiode over zijn.

Terwijl we doorgaan met het catalogiseren van de meer dan 6.000 exoplaneten die sinds de jaren 90 zijn ontdekt, dienen stelsels zoals LHS 1903 als een herinnering dat het universum niet gebonden is aan de specifieke regels die we in onze eigen achtertuin waarnemen. De overgang van "rotsachtig-binnen, gasachtig-buiten" naar een meer fluïde begrip van orbitale architectuur zal wetenschappers helpen beter te voorspellen waar aardachtige werelden zich zouden kunnen verbergen. De jacht op leven buiten ons zonnestelsel hangt af van het nauwkeurig modelleren van deze "bizarre" stelsels die onze aanvankelijke verwachtingen tarten.

Update ruimteweer: Mededeling over zichtbaarheid noorderlicht

Naast deze ontdekkingen in de verre ruimte kunnen waarnemers op aarde deze week hun eigen hemelse schouwspel ervaren. Na de aankondiging over LHS 1903 geven ruimteweer-berichten een Matige (G1) geomagnetische storm aan met een Kp-index van 5. Naar verwachting zal deze activiteit het noorderlicht (aurora borealis) zichtbaar maken in verschillende noordelijke regio's. Belangrijke details voor waarneming zijn:

• Zichtbaarheidsbreedte: 56,3 graden noorderbreedte.
• Belangrijkste regio's: Fairbanks (Alaska), Reykjavik (IJsland), Tromsø (Noorwegen), Stockholm (Zweden) en Helsinki (Finland).
• Kijktips: Zoek voor de beste ervaring een donkere plek op, weg van stadslichten, tussen 22:00 en 02:00 uur lokale tijd en kijk richting de noordelijke horizon.