Waar wij trots op zijn - Ontdekker van het jaar - Universiteit Leiden

Matteo Brogi
Sterrewacht Leiden
De onzichtbare atmosfeer van
planeten onthullen
Om tijdens je promotieonderzoek het toonaangevende tijdschrift
Nature te halen is weinigen gegeven. Astrofysicus Matteo Brogi
slaagde erin, met een nieuwe methode om de atmosfeer van
verre planeten te kunnen bestuderen. Een methode met potentie
om leven elders in het heelal te vinden.
Van kinds af aan tuurde Matteo Brogi al naar de sterrenhemel.
Kijkend door zijn telescoop raakte hij gefascineerd door datgene
wat zich ver van onze aarde moest bevinden. Een studie astrofysica
in zijn geboorteland Italië leidde ertoe dat het bestuderen
van het heelal inmiddels zijn werk is geworden. “Al is het met
de enorme telescopen van tegenwoordig niet makkelijk om nog
steeds het gevoel van de afstanden tot de sterren te ervaren, het
werk zelf vind ik ook erg leuk”, aldus Brogi.
De Leidse promovendus richt zich op planeten die zich buiten ons
zonnestelsel bevinden, zogenoemde exoplaneten. Sinds de eerste
in 1995 werd gevonden, tonen telescopen en satellieten ze aan de
lopende band aan. Inmiddels nadert het aantal de duizend. Deze
planeten draaien om andere sterren als de zon, vaak op tientallen
tot honderden lichtjaren afstand van de aarde.
Al tijdens zijn studie ontdekte Brogi dat hij niet zozeer nieuwe
exoplaneten hoefde te vinden, maar liever de atmosfeer van zulke
planeten wilde onderzoeken. Daarmee hoopt hij dichterbij een
antwoord te komen op die ultieme vraag of leven buiten de aarde
mogelijk is. “De atmosfeer is van belang om te bepalen of een
planeet bewoonbaar is”, zegt Brogi. “Uiteindelijk willen we
weten hoe ons zonnestelsel past in het grote plaatje van het heelal.
Hoe zeldzaam is onze aarde? Is er leven elders in het heelal?”
Nu is het bestuderen van een exoplaneet – laat staan de atmosfeer
hiervan – niet simpelweg een kwestie van door de telescoop
kijken. “De planeet en zijn moederster staan door hun grote
afstand voor ons zo dichtbij elkaar dat de planeet niet te onderscheiden
is van het licht van de ster”, legt Brogi uit. “Het bestaan
van exoplaneten wordt daarom altijd indirect aangetoond,
bijvoorbeeld door de invloed van hun zwaartekracht op de ster,
of omdat ze voor de ster langs bewegen en een deel van het licht
blokkeren.”
Tot voor kort was zo’n ‘planeetovergang’ de enige manier om de
atmosfeer van een exoplaneet te onderzoeken. Op het moment
dat de planeet voor de ster langs beweegt, absorbeert de atmosfeer
een deel van het licht afkomstig van de ster. Het licht dat de telescopen
opvangen bevat zodoende een soort vingerafdruk van de
planeet, op basis waarvan astronomen kunnen bepalen uit welke
moleculen de atmosfeer is opgebouwd.
De meerderheid van de exoplaneten beweegt echter niet vanaf
de aarde gezien voor zijn ster langs. Voor zulke planeten was het
lang onmogelijk de atmosfeer te bestuderen. Brogi heeft, samen
met een internationaal team van astronomen, hier verandering in
gebracht. Ze ontwikkelden een methode om met een telescoop
vanaf de aarde, de Very Large Telescope (VLT) in Chili, de atmosfeer
van één van de eerste gevonden exoplaneten, τ Boötis b
(uitgesproken als tau boo-ootis bee) te karakteriseren. In juni
beschreven ze hun ontdekking in het prestigieuze blad Nature.
11