Een team astronomen heeft met behulp van ESO’s Very Large Telescope een zwak object in beeld gebracht dat met een heldere ster mee beweegt. Met een geschatte massa van vier of vijf keer die van Jupiter zou het de minst zware planeet buiten het zonnestelsel zijn die rechtstreeks is waargenomen. De ontdekking is een belangrijke bijdrage aan ons begrip van het ontstaan en de evolutie van planetenstelsels.
Hoewel al bijna duizend exoplaneten indirect zijn waargenomen – vooral met behulp van de radiale-snelheidsmethode en de transitmethode [1] – en nog veel meer kandidaten op bevestiging wachten, zijn tot nu toe slechts een stuk of tien exoplaneten rechtstreeks in beeld gebracht. Negen jaar nadat ESO’s Very Large Telescope de eerste opname van een exoplaneet maakte (de planetaire begeleider van de bruine dwerg 2M1207: eso0428), heeft hetzelfde team een object vastgelegd dat waarschijnlijk het lichtste in zijn soort is [2][3].
‘Het rechtstreeks vastleggen van exoplaneten is een grote technische uitdaging die de meest geavanceerde instrumenten vereist – dan wel op aarde, dan wel in de ruimte,’ zegt Julien Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble, Frankrijk), hoofdauteur van het artikel waarin de ontdekking wordt aangekondigd. ‘Tot nu toe zijn slechts enkele exoplaneten rechtstreeks waargenomen, waardoor elke nieuwe ontdekking een belangrijke mijlpaal is in het onderzoek van deze reuzenplaneten.’
Bij de nieuwe waarnemingen vertoont de vermoedelijke planeet zich als een zwakke, maar duidelijke stip bij de jonge ster HD95086. Een latere waarneming heeft aangetoond dat hij zich samen met de ster langs de hemel verplaatst. Dit wijst erop dat het object, dat de aanduiding HD95086 b heeft gekregen, in een baan om de ster draait. Uit zijn helderheid kan worden afgeleid dat hij niet meer dan ongeveer vier of vijf keer zo zwaar is als de planeet Jupiter. Het onderzoeksteam heeft gebruik gemaakt van NACO, het adaptieve optische instrument van een van de 8,2-meter telescopen van ESO’s Very Large Telescope (VLT). Dit instrument stelt astronomen in staat om de vertroebelende effecten van de aardatmosfeer te corrigeren en zeer scherpe opnamen te maken.
De pas ontdekte planeet draait op ruime afstand om HD95086: hun onderlinge afstand is ongeveer 56 keer zo groot als de afstand tussen de zon en de aarde, oftewel tweemaal de afstand zon-Neptunus. De ster zelf is iets zwaarder dan de zon en omgeven door een schijf van puin. Deze eigenschappen zijn voor astronomen een aanwijzing dat er mogelijk jonge, zware planeten om de ster draaien. Het stelsel is ongeveer 300 lichtjaar van ons verwijderd.
De jonge leeftijd van de ster, slechts 10 tot 17 miljoen jaar, doet vermoeden dat deze nieuwe planeet is ontstaan binnen de schijf van gas en stof die de ster omringt. ‘Zijn huidige locatie roept vragen op over zijn ontstaansproces. Hij is ofwel ontstaan doordat gesteenten tot een vaste kern zijn samengeklonterd, waarna zich door aantrekking van gas uit de omgeving een dichte atmosfeer heeft gevormd, ofwel voortgekomen uit een samenballing van gas die is het resultaat was van gravitationele instabiliteiten in de schijf,’ legt mede-teamlid Anne-Marie Lagrange uit. ‘De planeet zou naar zijn huidige locatie kunnen zijn opgeschoven door interacties tussen hem en de schijf of tussen hem en andere planeten.’
Een ander teamlid, Gaël Chauvin, voegt daaraan toe: ‘Gezien de helderheid van de ster moet HD95086 b een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 700 graden Celsius hebben. Dat is koel genoeg om waterdamp en mogelijk ook methaan in zijn atmosfeer aanwezig te laten zijn. Het is een prachtig object voor het SPHERE-instrument dat binnenkort aan de VLT wordt gekoppeld. Mogelijk zullen daarmee ook dichter bij de ster planeten worden ontdekt – als die bestaan.’ [4].
Noten
[1] Astronomen hebben al bijna duizend planeten ontdekt die rond andere sterren dan de zon cirkelen. Bijna al deze planeten zijn opgespoord met behulp van indirecte methoden die de effecten detecteren die zij op hun moedersterren hebben: de kleine helderheidsafname die ontstaat als de planeet voor zijn ster langs trekt (transitmethode) of de schommelbeweging van de ster die het gevolg is van de zwaartekrachtsaantrekking van de planeten die eromheen draaien (radiale-snelheidsmethode). Tot nu toe zijn pas een stuk of tien exoplaneten rechtstreeks waargenomen.
[2] Formalhaut b is mogelijk nog lichter, maar de helderheid van deze planeet lijkt te worden beïnvloed door omringend stof, wat een exacte massabepaling in de weg staat.
[3] Het team heeft ook een exoplaneet bij de ster Bèta Pictoris waargenomen (eso1024), evenals diverse andere.
[4] SPHERE is een adaptief optisch instrument van de tweede generatie dat eind 2013 aan de VLT wordt gekoppeld.
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘Discovery of a probable 4-5 Jupiter-mass exoplanet to HD95086 by direct-imaging’, dat in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters zal verschijnen.
Het onderzoeksteam bestaat uit J. Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble, Frankrijk [IPAG]), G. Chauvin (IPAG), A.-M. Lagrange (IPAG), A. Boccaletti (Observatoire de Paris, Frankrijk; Universiteit Pierre et Marie Curie Paris 6 en Universiteit Denis Diderot Paris 7, Meudon, Frankrijk), S.P. Quanz (Astronomisch Instituut, ETH Zürich, Zwitserland), M. Bonnefoy (Max-Planck-Instiut für Astronomie, Heidelberg, Duitsland [MPIA]), J.H. Girard (ESO, Santiago, Chili), P. Delorme (IPAG), S. Desidera (INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Italië), H. Klahr (MPIA), C. Mordasini (MPIA), C. Dumas (ESO, Santiago, Chili), M. Bonavita (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova), Tiffany Meshkat (Sterrewacht Leiden), Vanessa Bailey (Universiteit van Arizona, VS) en Matthew Kenworthy (Sterrewacht Leiden).
ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
Bron: ESO
