TOI-1752 herbergt een lav hete planeet én een mogelijk gematigde sub-Neptunus

Het TOI-1752-systeem blijkt uit twee bevestigde planeten te bestaan. Ze draaien rond een M1V-rode dwerg — een kleinere en koelere ster dan de zon — op ongeveer 337 lichtjaar van de aarde. De binnenste planeet, TOI-1752 b, heeft een ultrakorte baan en is daardoor waarschijnlijk extreem heet. De buitenste planeet, TOI-1752 c, is groter en draait op een afstand die in verband wordt gebracht met de zogenoemde optimistische bewoonbare zone. 9111213

Die laatste term vraagt wel om een belangrijke kanttekening: een bewoonbare zone is geen bewijs voor leven of zelfs maar voor vloeibaar water. Het gaat om een bereik van afstanden waarop, onder bepaalde aannames over de atmosfeer, vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk zou kunnen zijn.

Van kandidaat naar bevestigde planeet

NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite, beter bekend als TESS, zoekt naar kleine, terugkerende dalingen in de helderheid van sterren. Zo’n dip ontstaat wanneer een planeet vanaf de aarde gezien voor zijn ster langs trekt. De methode levert planetenkandidaten op, maar een vergelijkbaar signaal kan bijvoorbeeld ook worden veroorzaakt door een verduisterende dubbelster.

Daarom combineerde het door het Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) geleide onderzoek TESS-metingen met waarnemingen vanaf de grond. Daarbij werden multikleurmetingen gebruikt om te controleren of de signalen zich gedragen zoals verwacht bij een planeetovergang. MuSCAT2, een instrument op de Telescopio Carlos Sánchez bij de sterrenwacht van Teide op Tenerife, maakte deel uit van die vervolgcampagne. 11112

De studie bevestigt beide objecten als planeten en rapporteert hun afmetingen en omlooptijden. Het onderzoek is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1213

TOI-1752 b: een kandidaat-lavawereld

TOI-1752 b heeft een straal van ongeveer 1,69 keer die van de aarde en voltooit een omloop in circa 0,94 dag. De NASA Exoplanet Archive vermeldt de planeet als een bevestigde transiterende exoplaneet. 5

De planeet staat zeer dicht bij haar rode dwerg. Daardoor ontvangt ze een enorme hoeveelheid straling. Dat is de reden waarom onderzoekers en nieuwsberichten spreken van een ‘lavawereld’: de omstandigheden kunnen zo heet zijn dat op delen van het oppervlak gesmolten gesteente mogelijk is. Er is echter geen directe waarneming van lava gedaan; de term is een interpretatie op basis van de baan en de verwachte verhitting. 513

Met haar relatief kleine straal valt TOI-1752 b onder de superaarden. Dat label zegt vooral iets over de omvang en betekent niet dat de planeet qua oppervlak of klimaat op de aarde lijkt.

TOI-1752 c: groter dan de aarde, kleiner dan Neptunus

De buitenste planeet, TOI-1752 c, heeft een massa van ongeveer 5,86 aardmassa’s en een straal van circa 2,29 aardstralen. Ze draait op 0,1614 astronomische eenheid van haar ster en heeft een omlooptijd van 32,7 dagen. 2

De wetenschappelijke publicatie geeft een preciezere periode van 32,7144 dagen en een straal van 2,29 aardstralen, in overeenstemming met de waarden in de NASA-catalogus. 213 Daarmee bevindt de planeet zich qua grootte tussen de aarde en Neptunus. Alleen haar straal vertelt ons nog niet of ze een rotsachtig oppervlak, een dikke waterstofrijke atmosfeer, lagen met water onder extreem hoge druk of een andere interne structuur heeft.

Volgens berichtgeving ontvangt TOI-1752 c ongeveer evenveel sterstraling als de aarde en ligt de geschatte evenwichtstemperatuur rond 18 tot 20 °C. Dat zijn gerapporteerde schattingen, geen metingen van een aangenaam, aardachtig oppervlak. 10

Waarom ‘bewoonbare zone’ niet hetzelfde is als bewoonbaar

Bij een sub-Neptunus als TOI-1752 c zijn de atmosfeer en de binnenstructuur doorslaggevend. Een dikke mantel van vluchtige stoffen kan zorgen voor drukken en temperaturen die sterk afwijken van die aan het aardoppervlak — zelfs wanneer de planeet ongeveer evenveel energie van haar ster ontvangt.

Ook wolken, de chemische samenstelling van de atmosfeer, luchtstromingen en de vraag of er überhaupt een vast oppervlak is, beïnvloeden de werkelijke omstandigheden. In de beschikbare onderzoeksgegevens is geen biosignatuur of ander bewijs voor leven op TOI-1752 c vastgesteld.

Verdere waarnemingen zouden moeten uitwijzen of de planeet een atmosfeer heeft en waaruit die bestaat. Transit­spectroscopie kan daarbij helpen: tijdens een planeetovergang wordt gezocht naar de subtiele invloed van de atmosfeer op het sterlicht.

Een vergelijking met K2-18 b

TOI-1752 c doet denken aan K2-18 b. Beide zijn transiterende sub-Neptunussen rond rode dwergsterren en hebben een omlooptijd van ongeveer 33 dagen. K2-18 b heeft volgens de NASA Exoplanet Archive een periode van 32,94 dagen en een straal van ongeveer 2,37 aardstralen. 3

De vergelijking is nuttig, maar de planeten zijn daarmee nog geen tweelingen. Een vergelijkbare baan en omvang zeggen niets definitiefs over hun massa, atmosfeer, wolken of interne samenstelling.

Een natuurlijk laboratorium voor planeetonderzoek

De twee werelden rond TOI-1752 bevinden zich in totaal verschillende omgevingen. TOI-1752 b draait in minder dan een dag rond haar ster, terwijl TOI-1752 c daar bijna 33 dagen over doet. Door beide planeten rond dezelfde ster te bestuderen, kunnen astronomen onderzoeken hoe planeten ontstaan en migreren, hoe sterke straling atmosferen aantast en hoe de straal van een planeet samenhangt met haar interne opbouw.

Vooral nieuwe metingen van de massa en atmosfeer van TOI-1752 c zouden waardevol zijn. Die kunnen helpen bepalen of het om een gasrijke sub-Neptunus, een waterrijke wereld of een ander type middelgrote planeet gaat — en laten zien hoeveel betekenis de term ‘bewoonbare zone’ op zichzelf werkelijk heeft.