miniatuur|Artist's impression van een exoplaneet thumb|Animatie van een zware exoplaneet die om een schijnende ster draait.
ExoplanetenHet woorddeel exo- is een verkorting van extrasolair, dat "buiten de Zon" of "buiten het zonnestelsel" betekent. zijn planeten die draaien om een andere ster dan de Zon. Het bestaan van deze planeten is voornamelijk afgeleid van indirecte waarnemingen en daarop gebaseerde berekeningen. Deze planeten werden voor het eerst ontdekt in de jaren 90, toen de technologie ver genoeg was gevorderd om telescopen te maken die hiervoor voldoende gevoelig waren. Er worden steeds meer exoplaneten ontdekt; op 23 december 2023 stond de teller op 5575 exoplaneten. Op dezelfde datum waren er 4113 planetenstelsels ontdekt. The Extrasolar Planets Encyclopaedia, Interactive Extra-solar Planets Catalog. Gearchiveerd op 1 juli 2023. Tot dusver zijn er 887 planetenstelsels gevonden met meer dan een exoplaneet in een baan rond één of twee sterren (dubbelsterstelsel); er zijn ook stelsels met meer dan twee sterren gevonden met maar één exoplaneet, zoals 16 Cygni.
Er komen in een planetenstelsel per definitie minstens twee planeten voor, maar de situatie waarin een enkele planeet om een ster draait is goed denkbaar. Daar wordt in de animatie een voorbeeld van gegeven. Alleen het deel van de exoplaneet aan de kant van de ster wordt verlicht. Ster en exoplaneet draaien om hun gemeenschappelijke zwaartepunt, om hun gezamenlijke massacentrum.
Geschiedenis In het midden van de twintigste eeuw dacht Peter van de Kamp afwijkingen te zien in de eigenbeweging van enkele sterren, waaronder de Ster van Barnard en 61 Cygni. Hij verklaarde deze door de aanwezigheid van planeten,. Unseen astrometric companions of stars, 1975. maar later werd ontdekt dat deze afwijkingen door systematische meetfouten werden veroorzaakt.. 50 Years Ago an Astronomer Discovered the First Unambiguous Exoplanet (or So He Thought), 30 mei 2013. In 1991 ontdekte men in Jodrell Bank (Engeland) een regelmatige variatie in de pulsfrequentie van de pulsar PSR 1829-10 in het sterrenbeeld Schild. Eerst, maar zoals later bleek verkeerd, werd dit aangezien als veroorzaakt door een planeet. In hetzelfde jaar werden echter wel de eerste exoplaneten ontdekt door Aleksander Wolszczan en Dale Frail aan het observatorium van Arecibo (Puerto Rico). Het ging om twee exoplaneten met een massa vergelijkbaar met die van de aarde bij de pulsar PSR 1257-12. Deze ligt ongeveer op 1000 lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Maagd. De astronomen waren verrast om planeten aan te treffen rond een pulsar, aangezien de pulsar zelf het restant is van de ontploffing van een supernova. In 1994 ontdekte men bij dezelfde pulsar een derde planeet met een massa zoals onze maan, en in 1996 een vierde planeet met een massa vergelijkbaar met Saturnus. In 2002 trok men de eerste claim terug, zodat het pulsarsysteem nu bekendstaat met drie exoplaneten.
Naamgeving De naam van planeten buiten het zonnestelsel wordt gegeven door de naam of aanduiding van de ster waar de planeet omheen draait, te voorzien van een extra kleine letter (voorbeeld: 70 Virginis b). Bij een dubbelster wordt een hoofdletter toegevoegd om aan te geven rond welke ster de planeet draait (voorbeeld: Gliese 15 Ab). Daarnaast heeft de IAU aparte namen gegeven aan een beperkt aantal exoplaneten (voorbeeld: Nachtwacht). De eerste exoplaneet rond een normale ster werd in 1995 door de Zwitserse astronoom Michel Mayor bij de ster 51 Pegasi in het sterrenbeeld Pegasus ontdekt en wordt sindsdien 51 Pegasi b genoemd. Hierna volgden in snel tempo nieuwe ontdekkingen van exoplaneten, zelfs van complete exoplanetenstelsels, zoals Upsilon Andromedae. De zoektocht gaat inmiddels onverminderd door en medio 2006 was het aantal van inmiddels bekende exoplaneten de 200 al ruim gepasseerd. Bovendien maakt steeds verdere verfijning van de gebruikte apparatuur het inmiddels ook mogelijk om niet alleen zeer grote, maar ook kleinere planeten te ontdekken. In 2022 werd de grens van 5000 exoplaneten gepasseerd.Cosmic Milestone: NASA Confirms 5,000 Exoplanets, NASA.gov, 21 maart 2022. Gearchiveerd op 1 juni 2023.
Methodes miniatuur|Aantal ontdekkingen per jaar. De kleuren geven de gebruikte methodes aan. thumb|Hoe verkennen we nieuwe werelden buiten ons zonnestelsel? - lezing door astrofysicus Yamila Miguel (Universiteit Leiden) over exoplaneten (2021) thumb|Overgang van twee planeten (zwart) voor een ster en de lichtkromme (onder). thumb|Film die gebruik maakt van 10 opnames gedurende 12 jaar met de Keck telescoop van vier planeten in hun baan rond HR 8799 (midden).
Er zijn verschillende methoden om exoplaneten te vinden. Het probleem met planeten rond andere sterren is dat het zeer zwakke lichtbronnen zijn. Ze stralen namelijk zelf geen licht uit, maar weerkaatsen alleen het licht van de ster. En aangezien de planeet meestal relatief dicht bij de ster staat, wordt de planeet door de ster overstraald. Daarom kunnen telescopen alleen planeten waarnemen in uitzonderlijke omstandigheden, bijvoorbeeld als de planeet bijzonder groot is of nog zeer jong (omdat ze dan nog zeer heet is, kan ze waargenomen worden door haar sterke infrarode straling). Een andere mogelijkheid is wanneer er geen of alleen maar een zwakke lichtbron in de buurt is, bijvoorbeeld wanneer een planeet cirkelt rondom een bruine dwerg.
Dit laatste is het geval voor de eerste rechtstreeks waargenomen planeet 2M1207 b op 200 lichtjaren van de aarde in het sterrenbeeld Hydra (Waterslang). Haar ontdekking werd aangekondigd op 10 september 2004, waarna een tijdlang controverse volgde of men wel een planeet, dan wel een bruine dwerg had gefotografeerd. In april 2005 bevestigde de ESO aan de hand van nieuwe foto's van de Very Large Telescope, dat het wel degelijk om een zeer grote planeet ging (vijf keer de massa van Jupiter), die op een afstand van 55 astronomische eenheden draait rondom zijn "moederster", in dit geval een bruine dwerg en dus eigenlijk geen echte ster.
Maar de aanwezigheid van een planeet kan op andere manieren worden aangetoond: Dopplerverschuiving of astrometrie: meet variaties in de beweging van een ster. Niet alleen de planeet maar ook de ster is in beweging, ze bewegen rond het gemeenschappelijke zwaartepunt. Als de planeet voldoende zwaar is, of de ster voldoende licht, kan de beweging van de ster vanaf de aarde gemeten worden. Dit is echter alleen mogelijk als de ster in onze richting beweegt, want alleen de radiële snelheid wordt gemeten. Bewegingen loodrecht op deze richting worden niet waargenomen met het dopplereffect. Uit de grootte en het tijdsverloop van de metingen bepaalt men de baan en de massa van de exoplaneet. Transitmethode: deze techniek is gebaseerd op het feit dat de planeet een deel van de ster afdekt als hij in zijn omloopbaan tussen ons en de ster komt te staan, een zogenoemde overgang (transit). Op deze manier verandert de lichtintensiteit van de ster op een specifieke manier en kan men ook een berekening maken van de omloopsnelheid van de planeet. Op 5 november 1999 werd bij de ster HD 209458 in het sterrenbeeld Pegasus een planeet ontdekt. Deze planeet, HD 209458b werd korte tijd later ook als eerste exoplaneet met deze transitmethode gedetecteerd. Pulsar timing: pulsars geven flitsen (pulsen) radiostraling met ongeveer regelmatige tussentijden. Uit afwijkingen kan de storende invloed van een exoplaneet die rond de pulsar beweegt blijken. Zwaartekrachtlens: er kan ook gebruik worden gemaakt van het microlens-effect dat veroorzaakt wordt door een ster met een planeet, die voor een achterliggende ster schuiven. De zwaartekracht van het stelsel buigt het licht van de ster op de achtergrond af en veroorzaakt kortstondig een uitstulpsel op het lens-effect. Op deze manier heeft men al exoplaneten ontdekt van maar 5 tot 15 aardmassa's. Op 22 juni 2003 werd OGLE235-MOA53b de eerste exoplaneet die ontdekt werd via microlensing. Stofschijven rond sterren: waarneming van het stof dat zich in een draaiende schijf rond een ster verzamelt kan leiden tot de ontdekking van een exoplaneet. Het stof straalt in het infrarood. Zo wordt een exoplaneet van epsilon Eridani vermoed. Eclipserende dubbelsterren: om elkaar draaiende sterren die elkaar verduisteren, van ons uit gezien, kunnen in hun lichtkrommes de aanwezigheid van een planeet of planeten verraden.
Aard van de exoplaneten Op basis van hun samenstelling kunnen planeten worden ingedeeld. Er zijn de gasreuzen, aardse planeten en ijsreuzen.
Gasreuzen De meeste van deze planeten moeten vanwege hun grote massa gasreuzen zijn zoals onze planeet Jupiter en dus noch bewoonbaar, noch geschikt om op te landen. Een eigenaardigheid die de astronomen bezighoudt, is dat deze reuzenplaneten bijna allemaal zeer dicht bij hun ster staan in vergelijking met het zonnestelsel. Een mogelijke verklaring is een selectie-effect: deze planeten veroorzaken het sterkste dopplereffect bij de ster en zijn daarom het gemakkelijkst te ontdekken. Het zou later evengoed kunnen blijken dat deze eerder uitzondering dan regel zijn. De recente ontdekking van de exoplaneet OGLE-2005-BLG-390Lb met de methode van gravitationele microlensing lijkt deze laatste veronderstelling te bevestigen.
Op 13 april 2010 is bekendgemaakt dat er 27 nieuwe gasreuzen zijn ontdekt, waarvan 9 niet in hetzelfde vlak of zelfs in tegengestelde richting ten opzichte van de centrale ster draaien.Ontdekking nieuwe exoplaneten stelt theorie over planeetvorming op de proef, Europese Zuidelijke Sterrenwacht, 13 april 2010 Dit past niet in het huidige model van planeetvorming. Een protoplanetaire schijf wordt immers geacht in zijn geheel dezelfde kant op te draaien en enigszins vlak.
Steenplaneten In augustus 2004 werd een nieuwe fase ingezet toen er een exoplaneet werd ontdekt van maar 14 aardmassa's. Dit is de eerste ontdekte planeet waarvan wordt verwacht dat het een Aardse planeet is, in dit geval een superaarde. Deze ontwikkeling zette door: in 2013 werd melding gemaakt van de ontdekking van een steenachtige exoplaneet zonder atmosfeer kleiner dan onze planeet Mercurius.A sub-Mercury-sized exoplanet Nature 15 jan 2013 In 2014 werden twee planeten ontdekt die een radius hebben van ongeveer drie keer groter dan de aarde, maar een massa van maar twee keer onze planeet. Vermoedelijk hebben deze twee planeten, die beide om Kepler-138 cirkelen, een zeer grote hoeveelheid water rondom een stenen kern.
Planetenstelsels Op 15 april 1999 kondigden astronomen van het Anglo-Australian Observatory (Epping, New South Wales) en van de Universiteit van Californië de ontdekking aan van het eerste planetenstelsel met meer dan één planeet rond een normale ster. Uit kleine schommelingen bij de ster Upsilon Andromedae kon men de aanwezigheid afleiden van drie planeten, alle drie met een massa in de orde van grootte van Jupiter. Deze ontdekking bevestigde dat planetenstelsels met meer dan een planeet wellicht veel voorkomen, waarmee ook de kans toeneemt dat men vroeg of laat aardachtige planeten vindt waarop leven kan zijn ontstaan.
Op 18 mei 2006 werd de eerste ontdekking van meer dan een planeet bij één ster gemeld, waarbij geen Jupiter-achtige planeet werd gevonden. Het gaat om drie planeten met ongeveer 10, 12 en 18 maal de massa van de aarde rond de ster HD69830, die te vinden is in het sterrenbeeld Achtersteven. Bovendien zijn aanwijzingen voor een planetoïdengordel rond deze ster gevonden door de Spitzer Ruimtetelescoop.
Missies Vroegere missies 2006-2014: COROT: Op 27 december 2006 lanceerde het Franse CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) in samenwerking met onder meer de Europese ruimtevaartorganisatie ESA vanaf Bajkonoer in Kazachstan de satelliet Corot om vanaf een baan rond de aarde naar exoplaneten te zoeken.