Groeiende exoplaneten in beeld

Karlijn Klei

2019-06-03 16:59:00

exoplaneten

Een internationale groep onderzoekers onder leiding van sterrenkundigen aan de Universiteit Leiden nam een kiekje van ruimtepuin snoepende exoplaneten.

Volgens de NASA staat de teller onderhand op ruim 3970; van bijna 4000 planeten buiten ons eigen sterrenstelsel hebben we het bestaan vastgesteld. Een flinke hoeveelheid en toch een schijntje vergeleken met wat de onmetelijke ruimte van het universum huist. Onderzoek naar exoplaneetsystemen gaat dan ook gestaag verder.

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van sterrenkundigen aan de Universiteit Leiden draagt een steentje bij. Dankzij nieuwe aanpassingen aan de MUSE-spectrograaf op ESO’s Very Large Telescope wisten de sterrenkundigen twee, nog groeiende exoplaneten te kieken. Het is pas de tweede keer dat zo’n meervoudig exoplaneetsysteem direct in beeld gebracht wordt, schreef het team onlangs in vakblad Nature Astronomy.

Lees ook:

Exoplaneten in de maak

Het gaat om het stelsel van PDS 70; een ster iets kleiner dan onze zon dat op zo’n 370 lichtjaar (~3,5 x 1015 kilometer) van de aarde staat. De slechts 6 miljoen jaar jonge ster – een broekie vergeleken met onze 4,5 miljard jaar oude zon – is omgeven door een schijf van gas en stof met daarin twee planeten; PDS 70 b en c.

In 2018 ontdekten sterrenkundigen PDS 70 b. “Omdat deze planeet zich in de stofschijf om zijn ster bevond, vermoedden we dat hij nog groeide”, legt sterrenkundige en eerste auteur Sebastiaan Haffert (Universiteit Leiden) uit. En dat was interessant.

Artist impression van ster PDS 70 met zijn twee groeiende planeten. PDS 70 b staat op zo’n 3 miljard kilometer van de ster. Dat is vergelijkbaar met de afstand tussen Uranus en onze zon. De buitenste planeet, PDS 70 c, staat op ongeveer 5 miljard kilometer afstand, ongeveer even ver als Neptunus van de zon staat. © STScI

Planeetstof

“Het direct in beeld brengen van planeten is lastig omdat ze veel minder helder zijn dan de ster waar ze omheen draaien, en ze er (relatief) dichtbij staan”, legt astronoom Gijs Mulders (University of Chicago), niet betrokken bij het onderzoek, uit. “Alsof je op zoek bent naar een vuurvliegje dat om een vuurtoren heen vliegt.”

Maar als zo’n planeet nog groeit en dus materiaal uit de puinschijf rond zijn ster slurpt, wordt de boel makkelijker. “Tijdens de ontwikkeling van een planeet valt er dankzij zijn zwaartekracht gas en stof uit die schijf op de planeet”, legt Haffert uit. “Wanneer het materiaal met de planeet botst, creëert dat enorme schokgolven. Daarbij ontstaat een heel specifieke stralingspatroon; zogenaamde H-alpha straling.”

Update

Dankzij de nieuwste snufjes van VLT spectrograaf MUSE (lees daar hier meer over) konden de sterrenkundigen de exoplaneten aan de hand van dat specifieke stralingspatroon in beeld brengen. Haffert: “Tot onze verassing zagen wij niet alleen de al eerder ontdekte planeet PDS 70 b, maar vonden ook nog een tweede; PDS 70 c!”

PDS 70 (witte stip) met zijn twee planeten (rood b, paars c). Dankzij een nieuwe instelling die corrigeert voor verstoringen in de atmosfeer kan MUSE highres-beelden maken. © Haffert et al., 2019/Nature Astronomy

PDS 70 c werd eerder over het hoofd gezien omdat net als de zon, ook de puinschijf zelf heel helder is. “Maar dankzij de nieuwe techniek hebben we hem kunnen vinden”, vertelt Haffert. Het is pas het tweede exoplaneetsysteem waarbij meerdere planeten direct zijn waargenomen – het eerste systeem was HR8799 met vier planeten. “Daarbij,” gaat Haffert verder, “is het het eerst waargenomen systeem waarin beide planeten nog aan het groeien zijn.”

Planeetvorming

“Het onderzoek slaat een brug tussen exoplaneten en de schijven rond jonge sterren waarin die planeten gevormd worden. Een directe link ontbrak, maar is nu dus gevonden”, vertelt Mulders. Door planeetvorming te bestuderen, krijgen we een beter idee van hoe planeten rond andere sterren eruit kunnen zien. “Daarvoor moeten we theorieën over planeetvorming testen met directe waarnemingen. De ontdekking van vormende planeten is een eerste stap.”

Mulders benadrukt dat het in beeld gebrachte fenomeen een zeldzame is. “Zulke grote planeten als nu waargenomen (4 tot 12 keer zo zwaar als Jupiter) komen niet veel voor. Kleinere planeten komen waarschijnlijk vaker voor maar zijn nog moeilijker waar te nemen.” Of er snel meer van dit soort, nog groeiende exoplaneetsystemen gevonden zullen worden, is dus nog maar de vraag.

Haffert en zijn collega’s speuren in ieder geval verder naar groeiende exoplaneten. “Uiteindelijk gaat dit ons helpen het ontstaan van de aarde en ons eigen zonnestelsel te begrijpen. En daarmee ook hoe leven kan ontstaan in het universum”, besluit hij.

Bronnen: Nature Astronomy, astronomie.nl

Beeld: Space Telescope Science Institute (STScI); Haffert et al., 2019/Nature Astronomy







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Foto's