Rond de meeste sterren in ons Melkwegstelsel cirkelen planeten, en de meeste voorkomende zijn de zogeheten sub-Neptunussen – planeten die groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan de planeet Neptunus. Het merkwaardige is dat er twee soorten sub-Neptunussen lijken te bestaan die in dichtheid verschillen. Een onderzoeksteam van de universiteiten van Genève en Bern (Zwitserland) heeft daar een mogelijke verklaring voor gevonden (Astronomy & Astrophysics). Het bepalen van de dichtheden van exoplaneten is niet eenvoudig: daarvoor moeten zowel de massa als de straal van een planeet bekend zijn. De straal van een exoplaneet kan worden afgeleid uit de hoeveelheid licht die hij wegneemt als hij voor zijn ster langs beweegt, maar de bepaling van zijn massa ligt ingewikkelder. Daarbij kan gebruikt worden gemaakt van de radiële-snelhelheidsmethode – simpel gezegd: meten hoe sterk de planeet zijn moederster aan het schommelen brengt – of de TTV-methode: het meten van de kleine variaties in het moment dat de planeet voor zijn ster langs schuift, die worden veroorzaakt door interacties met andere planeten die om de ster cirkelen. Vreemd genoeg blijken planeten waarvan de massa met de TTV-methode is bepaald een geringere dichtheid te hebben dan planeten waarvan de massa met de radiële-snelheidsmethode is bepaald. Volgens de Zwitserse onderzoekers komt dit doordat de meeste planetenstelsels die met de TTV-methode zijn gemeten resonantie vertonen. Twee planeten zijn in resonantie waneer de verhouding tussen hun omlooptijden een geheel getal is. Bijvoorbeeld wanneer de ene planeet in dezelfde tijd twee rondjes om zijn ster maakt en de andere maar één. Op basis van een statistische analyse zijn de onderzoekers tot de conclusie gekomen dat dit verband tussen dichtheid en resonantie echt bestaat. En daar hebben ze ook een verklaring voor. Hun hypothese komt er kort gezegd op neer dat alle planetenstelsels vroeg in hun bestaan een ‘resonantieketen’ vormen, wat wil zeggen dat de omlooptijden van hun planeten op elkaar afgestemd zijn. Maar slechts vijf procent daarvan blijft stabiel: in de overige 95% wordt de resonantieketen verbroken, en dat leidt tot ongelukken, zoals botsingen tussen planeten. Bij zo’n botsing smelten de planeten samen en neemt hun dichtheid toe. Door deze reeks gebeurtenissen ontstaan dus twee zeer verschillende soorten sub-Neptunussen: de ene met grote dichtheden, zonder baanresonanties; de andere met lagere dichtheden, mét baanresonanties. (EE) (Image credit: ESO/L. Calçada/spaceengine.org)
