In deze rubriek komen aan bod: exoplaneten (planeten die rond andere sterren dan de zon draaien), het planeetvormingsproces (puinschijven e.d.), en de speurtocht naar buitenaards leven (inclusief SETI).
Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat er om de nabije ster van Barnard vier kleine exoplaneten cirkelen. Eén van deze planeten is de lichtste exoplaneet die ooit is opgespoord (The Astrophysical Journal Letters, 11 maart). Al een eeuw lang onderzoeken astronomen de ster van Barnard in de hoop planeten bij deze ster te ontdekken. De ster, genoemd naar zijn ontdekker, de Amerikaanse astronoom Edward Emerson Barnard, is slechts ongeveer zes lichtjaar van ons verwijderd. Daarmee is hij de dichtstbijzijnde enkelvoudige ster. De ster staat te boek als een rode dwerg – de term die astronomen gebruiken voor relatief koele, kleine sterren met beduidend minder massa dan onze zon. Rond veel van deze rode dwergen cirkelen één of meer planeten, vaak in banen die dicht bij elkaar liggen. De nu ontdekte planeetjes zijn opgespoord met het instrument MAROON-X van de noordelijke Gemini-telescoop op Mauna Kea (Hawaï), dat speciaal is ontworpen om planeten bij rode dwergen op te sporen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de zogeheten radiële snelheidsmethode, wat wil zeggen dat het instrument de subtiele schommelbewegingen meet sterren maken als er planeten omheen draaien. Met dit instrument hebben de astronomen, verspreid over een periode van drie jaar, metingen gedaan van de schommelbeweging van de ster van Barnard. Daarbij zijn duidelijke aanwijzingen gevonden voor drie planeten, waarvan er twee al als mogelijke kandidaten waren aangemerkt. Door de gegevens van MAROON-X te combineren met die van het ESPRESSO-instrument van Europese Very Large Telescope in Chili, kon ook het bestaan van een vierde planeet worden aangetoond. De nu bevestigde planeten zijn waarschijnlijk rotsachtig van aard. Dat laat zich echter moeilijk met zekerheid vaststellen, omdat ze – vanwege de hoek waaronder we ze vanaf de aarde waarnemen, nooit voor hun ster langs schuiven, wat een belangrijke voorwaarde is om de grootte, en dus de dichtheid, van een exoplaneet te kunnen schatten. Wel staat vrijwel vast dat er binnen de leefbare zone rond de ster van Barnard – het gebied rond een ster waarbinnen planeten water op hun oppervlak kunnen hebben – niet nóg meer planeten van aards formaat cirkelen. De vier planeten, die elk slechts twintig tot dertig procent van de massa van de aarde hebben, bevinden zich zo dicht bij hun moederster dat ze er in enkele dagen omheen draaien. De vierde planeet is de lichtste ster die tot nu toe met de radiële snelheidsmethode is opgespoord. (EE)
Een internationaal onderzoeksteam heeft ontdekt dat de eerder waargenomen helderheidsvariaties van een vrij rondzwervend object dat bekendstaat als SIMP 0136 het gevolg moeten zijn van een complexe combinatie van atmosferische factoren. Met behulp van de internationale Webb-ruimtetelescoop is het team erin geslaagd om het infrarode licht te meten dat gedurende twee volledige omwentelingen door SIMP 0136 werd uitgezonden. Op die manier konden variaties in wolkenlagen, temperatuur en koolstofchemie worden gedetecteerd die niet eerder waren opgemerkt (The Astrophysical Journal Letters, 3 maart). SIMP 0136 is slechts twintig lichtjaar van de aarde verwijderd en heeft ongeveer dertien keer zoveel massa als Jupiter. Hoewel hij niet te boek staat als een grote gasplaneet – hij draait niet om een ster en zou ook een zogeheten bruine dwerg kunnen zijn – is SIMP 0136 een ideaal doelwit voor ‘exometeorologie’: weerkundig onderzoek van een hemellichaam buiten ons zonnestelsel. Hij is het helderste object in zijn soort aan de noordelijke hemel, en door zijn korte rotatieperiode van slechts 2,4 uur kan hij heel efficiënt worden waargenomen. Met behulp van zijn nabij-infraroodspectrograaf heeft Webb gedurende meer dan drie uur duizenden spectra van SIMP 0136 vastgelegd in het golflengtegebied van 0,6 tot 5,3 micron – één per 1,8 seconden. Direct hierna werden met Webb’s midden-infraroodcamera honderden spectroscopische metingen tussen vijf en 14 micron gedaan. Alles bij elkaar heeft dit honderden gedetailleerde lichtkrommen opgeleverd die stuk voor stuk de helderheidsverandering van een specifieke golflengte (kleur) laten zien. De onderzoekers merkten vrijwel onmiddellijk op dat de lichtkrommen verschillende vormen vertonen. Mettertijd werden sommige golflengten helderder, terwijl andere zwakker werden of gelijk bleven. Om erachter te komen wat de helderheidsvariaties van SIMP 0136 zou kunnen veroorzaken, heeft het team met behulp van atmosfeermodellen onderzocht wáár in de atmosfeer elke golflengte van licht vandaan kwam. Zo kwam één groep golflengten diep uit de atmosfeer, terwijl een andere afkomstig was van hoger gelegen wolkenlagen, waarvan wordt aangenomen dat ze uit minuscule korreltjes silicaatmineralen bestaan. De variaties in deze beide lichtkrommen houden verband met fragmenterende wolkenlagen. Een derde groep golflengten ontstaat op zeer grote hoogte, ver boven de wolken, en lijkt temperatuurafhankelijk te zijn. Heldere ‘hot spots’ zouden verband kunnen houden met het poollicht dat eerder al op radiogolflengten is gedetecteerd, of met de opwelling van heet gas van dieper in de atmosfeer. Sommige lichtkrommen laten zich echter niet verklaren met wolken of temperatuurverschillen. Ze vertonen variaties die verband houden met de koolstofchemie in de atmosfeer van SIMP 0136. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om concentraties van koolstofmonoxide en -dioxide die door de draaiing van het object in en uit beeld bewegen of om chemische reacties die ervoor zorgen dat de samenstelling van diens atmosfeer in de loop van de tijd verandert. (EE)
Een baanbrekend onderzoek werpt nieuw licht op de mysterieuze oorsprong van vrij rondzwervende hemellichamen die meer massa hebben dan de meeste planeten, maar lichter zijn dan sterren. Dergelijke objecten worden ‘free-floating planetary-mass objects’ of kortweg PMO’s genoemd. Onder leiding van Deng Hongping van de sterrenwacht van Shanghai (China) heeft een internationaal team van astronomen aan de hand van computersimulaties het vormingsproces van deze objecten nagebootst. De resultaten wijzen erop dat PMO’s rechtstreeks ontstaan bij botsingen tussen circumstellaire schijven in jonge sterrenhopen (Science Advances, 26 februari). PMO’s zijn kosmische nomaden die niet aan een ster gebonden zijn en vrij door de ruimte zwerven. Hun massa’s zijn kleiner dan dertien keer die van de planeet Jupiter en ze zijn vaak te vinden in jonge sterrenhopen, zoals de Trapezium-cluster in de Orionnevel. Hoewel veel van deze objecten zijn ontdekt, is nog maar weinig bekend over de manier waarop ze ontstaan. Volgens eerdere theorieën zouden het mislukte sterren of planeten kunnen zijn die aan de zwaartekracht van hun moederster zijn ontsnapt. Maar deze modellen kunnen niet verklaren waarom ze zo talrijk zijn en waarom ze vaak paren vormen. ‘PMO’s passen niet netjes in de bestaande categorieën van sterren of planeten,’ aldus Deng. ‘Onze simulaties laten zien dat ze waarschijnlijk door een heel ander proces ontstaan – een proces dat samenhangt met de chaotische dynamiek van jonge sterrenhopen.’ Met behulp van hun computersimulaties hebben de onderzoekers botsingen tussen circumstellaire schijven nagebootst – draaiende ringen van gas en stof rond jonge sterren. Wanneer zulke schijven met snelheden van enkele kilometers per seconde met elkaar in botsing komen, rekken hun zwaartekrachtinteracties het gas uit en vormen zich zogeheten getijdebruggen. Deze vallen uiteindelijk weer uiteen in dichte filamenten, die vervolgens tot compacte kernen verbrokkelen. Wanneer deze filamenten een kritische massa bereiken, produceren ze PMO’s met ongeveer tien keer zo veel massa als Jupiter. Verder laten de simulaties zien dat tot wel veertien procent van de PMO’s in groepjes van twee of drie ontstaan, op onderlinge afstanden van zeven tot vijftien astronomische eenheden, wat het grote aantal PMO-paren in sterrenhopen verklaart. Het feit dat in de drukke omgeving van zo’n sterrenhoop vaak botsingen tussen circumstellaire schijven optreden, kan verklaren waarom er zo veel PMO’s zijn waargenomen. Anders dan ontsnapte planeten bewegen PMO’s synchroon met de sterren van de sterrenhoop waar ze deel van uitmaken. Hun samenstelling komt overeen met die in de buitendelen van een circumstellaire schijf, waar zware elementen schaars zijn. Vaak zijn de kosmische nomaden ook omgeven door gasschijven met diameters tot wel 200 astronomische eenheden, wat kan betekenen dat zich manen of zelfs planeten rond deze bijzondere objecten kunnen vormen. (EE)
Astronomen hebben door de atmosfeer van een planeet buiten ons zonnestelsel heen gekeken, en voor het eerst diens 3D-structuur in kaart gebracht. Door alle vier de 8,2-meter telescopen van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) met elkaar te combineren, ontdekten ze sterke winden die chemische elementen zoals ijzer en titanium met zich mee voeren. Zo ontstaan complexe weerpatronen in de atmosfeer van de planeet. De ontdekking maakt gedetailleerde studies mogelijk van de chemische samenstelling en het weer op andere exoplaneten (Nature, 18 februari). De betreffende planeet, WASP-121b (ook bekend als Tylos), staat op ongeveer negenhonderd lichtjaar in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Puppis (Achtersteven). Het is een ultrahete Jupiter – een gasplaneet die op zo’n kleine afstand om zijn moederster draait, dat een jaar daar slechts dertig aardse uren duurt. Bovendien is de ene kant van de planeet ziedend heet, omdat deze altijd naar de ster toe is gericht, terwijl de andere kant veel koeler is. De astronomen hebben nu diep in de atmosfeer van Tylos gekeken. ‘Wat we hebben ontdekt was verrassend: een straalstroom die materiaal rond de evenaar van de planeet laat draaien, terwijl een afzonderlijke stroming op lagere niveaus in de atmosfeer gas van de hete naar de koelere kant van de planeet verplaatst. Een klimaat als dit is nog nooit eerder op een planeet gezien,’ zegt Julia Victoria Seidel, onderzoeker bij ESO in Chili en het Lagrange-laboratorium van het Observatoire de la Côte d'Azur in Frankrijk. De snel bewegende straalstroom beslaat de helft van de planeet en brengt de hoger gelegen atmosfeer heftig in beroering terwijl deze het hete halfrond van Tylos passeert. ‘Daarmee vergeleken zijn zelfs de hevigste orkanen in ons zonnestelsel nogal mak’, voegt ze daaraan toe. Om de 3D-structuur van de atmosfeer van de exoplaneet te onthullen, heeft het team gebruikgemaakt van het ESPRESSO-instrument van ESO’s VLT. Daarmee is het licht van zijn vier grote telescopen samengevoegd tot één signaal. In deze ‘gecombineerde modus’ verzamelt de VLT vier keer zoveel licht als elk van de telescopen afzonderlijk, waardoor zwakkere details te zien zijn. Door de planeet gedurende één volledige passage voor zijn ster waar te nemen, was ESPRESSO in staat om de signaturen van diverse chemische elementen te detecteren, en op die manier verschillende lagen van de planeetatmosfeer te bestuderen. Interessant genoeg lieten de waarnemingen zien dat er net onder de straalstroom titanium aanwezig was, zoals wordt bevestigd door een begeleidende studie die in het vakblad Astronomy and Astrophysics is gepubliceerd. Dit kwam als een verrassing, omdat dit element bij eerdere waarnemingen van de planeet afwezig leek te zijn, mogelijk omdat het diep in de atmosfeer verscholen zit. (EE)
Astronomen hebben een schamele ster ontdekt die, met een planeet op sleeptouw, door het centrum van ons Melkwegstelsel raast. De ster, en dus ook zijn planeet, lijkt een snelheid van minstens 540 kilometer per seconde te hebben en zou daarmee bijna tweemaal zo snel bewegen als ons zonnestelsel. Als dit kan worden bevestigd, dan vormt het tweetal het snelst bewegende exoplanetenstelsel (The Astronomical Journal, 10 februari). De planeet die om de ster cirkelt is een zogeheten super-Neptunus: een planeet die meer massa heeft dan de planeet Neptunus en vijf tot zeven keer zo groot is als de aarde. Als hij zich in ons eigen zonnestelsel zou bevinden, zou zijn omloopbaan tussen die van de Venus en de aarde in liggen. Maar omdat zijn moederster zo zwak is, zou dat ruimschoots buiten de zogeheten leefbare zone van de ster zijn. De twee objecten werd in 2011 voor het eerst opgemerkt in gegevens van het MOA-project, een samenwerkingsproject van astronomen uit Nieuw-Zeeland en Japan dat tot doel heeft om exoplaneten op te sporen waarvan het licht door zogeheten gravitationele microlensing is versterkt. Dat gebeurt wanneer het licht van een verre ster wordt afgebogen en versterkt door het zwaartekrachtsveld van een zich meer op de voorgrond bevindende ster. Al snel werd duidelijk dat het om twee hemellichamen ging, waarvan het ene 2300 keer zoveel massa had als het andere, maar om hun afzonderlijke massa’s te kunnen vaststellen, moest hun afstand tot de aarde worden bepaald, en dat was niet zo makkelijk. De beschikbare gegevens lieten twee mogelijkheden toe: een combinatie van een kleine ster en een planeet met ruwweg 29 keer zoveel massa als de aarde, of een nabijere planeet zonder moederster, met vier keer zoveel massa als Jupiter en een maan kleiner dan de aarde. Om hier uitsluitsel over te kunnen geven, hebben de astronomen gegevens van de Keck-sterrenwacht op Hawaiï en de Europese ruimtetelescoop Gaia doorgespit. Daarbij ontdekten ze een mogelijke kandidaat op een afstand van ongeveer 24.000 lichtjaar nabij het Melkwegcentrum. Door de positie van de ster in 2011 te vergelijken met die in 2021, konden zij diens (hoge) snelheid berekenen. Maar daarmee zijn de astronomen er nog niet. Het is ook nog mogelijk dat de ster min of meer onze kant op beweegt of zich juist van ons verwijdert. In dat geval zou hij nóg meer snelheid hebben en wellicht uit ons Melkwegstelsel kunnen ontsnappen. Om deze mogelijkheid te onderzoeken, willen de ontdekkers het snelle tweetal volgend jaar nog een keer waarnemen. (EE)
28 januari 2025
Het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en de Universidad de La Laguna (Tenerife, Spanje) hebben de ontdekking bevestigd van een superaarde in de leefbare zone van de nabije zonachtige ster HD 20794. De ontdekking – het resultaat van meer dan twee decennia aan waarnemingen – opent een venster naar toekomstig onderzoek van aarde-achtige planeetatmosferen (Astronomy & Astrophysics, 28 januari). HD 20794 bevindt zich op slechts twintig lichtjaar van de aarde en geniet al jaren de belangstelling van astronomen. De nu ontdekte planeet is de derde planeet die in dit stersysteem is gedetecteerd. Ruim tien jaar geleden werden al twee andere superaardes bij de ster ontdekt. De ‘naam’ van de nieuwe planeet is HD 20794 d. Het is een superaarde met zes keer zoveel massa als de aarde. De planeet doet er 647 dagen over om een rondje om zijn ster te voltooien. Daarmee is zijn omlooptijd ongeveer gelijk aan die van de planeet Mars in ons eigen zonnestelsel. Dit plaatst hem binnen de leefbare zone van zijn ster, wat betekent dat hij zich op de juiste afstand bevindt om vloeibaar water op zijn oppervlak te kunnen hebben. Het is de combinatie van de afstand van de planeet tot zijn ster en de nabijheid van het stersysteem die hem bijzonder aantrekkelijk maakt voor verder onderzoek. Het maakt HD 20794 tot een perfecte kandidaat voor waarnemingen met de ELT – de in aanbouw zijnde 40-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht – en voor waarnemingen met toekomstige satellieten. Hoewel de planeet zich in de leefbare zone bevindt, is het nog voorbarig om te zeggen dat er leven zou kunnen zijn. Door zijn grote massa en excentrische baan is het een heel andere wereld dan de onze. In tegenstelling tot de meeste planeten in ons zonnestelsel is de baan van HD 20794 d niet cirkelvormig maar elliptisch. De afstand tot zijn ster varieert van de binnenste rand van de leefbare zone tot de buitenste. ‘Zijn eigenaardige omloopbaan biedt ons een de unieke kans om te onderzoeken hoe de voorwaarden voor de leefbaarheid in dit stersysteem mettertijd variëren, en welke invloed deze variaties hebben op zijn atmosfeer,’ aldus Alejandro Suárez Mascareño, onderzoeker bij het IAC en medeauteur van het vandaag gepresenteerde onderzoeksverslag. (EE)
→ The IAC confirms the existence of a Super-earth in the habitable zone of a Sun-like Star
21 januari 2025
Astronomen hebben extreem krachtige winden ontdekt die de evenaar van de reusachtige exoplaneet WASP-127b teisteren. Met snelheden tot wel 33.000 km/uur vormen deze winden de snelste straalstroom in zijn soort die ooit op een planeet is gemeten. De ontdekking is gedaan met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke sterrenwacht in Chili en geeft unieke inzichten in de weerpatronen op deze verre wereld (Astronomy & Astrophysics, 21 januari). De ruim vijfhonderd lichtjaar verre exoplaneet WASP-127b werd in 2016 ontdekt en trok gelijk al de aandacht van astronomen. Hij is iets groter dan Jupiter, maar heeft slechts een fractie van diens massa, waardoor hij nogal opgezwollen is. Een internationaal team van astronomen heeft nu een onverwachte ontdekking gedaan: er woeden supersonische winden op de planeet. ‘Een deel van de atmosfeer van deze planeet beweegt met hoge snelheid onze kant op, terwijl een ander deel van ons weg beweegt’, zegt Lisa Nortmann, wetenschapper aan de University of Göttingen (Duitsland) en hoofdauteur van de nieuwe studie. ‘Dit signaal vertelt ons dat er een zeer snelle supersonische straalstroom rond de evenaar van de planeet waait.’ Met negen kilometer per seconde (wat overeenkomt met bijna 33.000 km/uur) overtreffen de straalwinden de draaisnelheid van de planeet met bijna een factor zes. ‘Dit is iets was we nog niet eerder hebben gezien,’ zegt Nortmann. Het is de snelste wind die ooit is gemeten in de straalstroom rond een planeet. Ter vergelijking: de snelste wind die ooit in het zonnestelsel is gemeten, werd waargenomen op de planeet Neptunus en had een snelheid van ‘slechts’ 0,5 kilometer per seconde (1800 km/uur). Nortmann en collega’s hebben het weer en de samenstelling van WASP-127b in kaart gebracht met behulp van het CRIRES+-instrument van de VLT. Daarmee ontdekten ze niet alleen het bestaan van een snelle straalstroom, maar konden ze ook de aanwezigheid van waterdamp en koolstofmonoxide in de atmosfeer van de planeet bevestigen. (EE)
→ Extreem supersonische winden gemeten op planeet buiten ons zonnestelsel
20 januari 2025
Astronomen hebben een bijzonder groot radiosterrenstelsel ontdekt met plasmajest die 32 keer groter zijn dan ons eigen melkwegstelsel. Deze megastructuur, 3,3 miljoen lichtjaar groot van begin tot eind, is ontdekt met de Zuid-Afrikaanse MeerKAT-telescoop en kreeg de bijnaam Inkathazo, wat 'probleem' betekent in de Afrikaanse Xhosa- en Zulu-talen, vanwege de moeilijkheid om de natuurkunde erachter te begrijpen. Onderzoekers hopen dat hun ontdekking, onlangs gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, licht zal werpen op de mysterieuze oorsprong en evolutie van enkele van de grootste structuren in het heelal.
Reuzen radiosterrenstelsels (giant radio galaxies, GRG's) zijn kosmische giganten die jets van heet plasma miljoenen lichtjaren door de intergalactische ruimte spuwen. Deze plasmajets, die gloeien op radiofrequenties, worden opgewekt door superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. Tot voor kort werd gedacht dat GRG's vrij zeldzaam zijn. Een nieuwe generatie radiotelescopen, zoals MeerKAT in Zuid-Afrika, heeft hier echter verandering in gebracht. Het aantal GRG-ontdekkingen is de afgelopen vijf jaar enorm toegenomen dankzij deze nieuwe telescopen.
Inkathazo heeft niet dezelfde kenmerken als veel andere gigantische radiosterrenstelsels. Zo hebben de jets een ongebruikelijke vorm: in plaats van recht van begin tot eind is een van de jets gebogen. Het stelsel bevindt zich bovendien in het hart van een cluster van sterrenstelsels, in plaats van relatief geïsoleerd, wat het voor de plasmajets moeilijker zou moeten maken om zulke enorme afmetingen te bereiken.
Om meer te begrijpen over dit kosmische raadsel, maakten de onderzoekers gebruik van de uitzonderlijke mogelijkheden van MeerKAT om enkele spectrale leeftijdskaarten met de hoogste resolutie ooit te maken. Deze kaarten volgen de leeftijd van het plasma in verschillende delen van de GRG, wat iets zegt over de natuurkundige processen die er plaatsvinden. De resultaten onthulden bijzondere complexiteiten in de jets van Inkathazo, waar elektronen soms een onverwachte energieboost kunnen krijgen. De onderzoekers denken dat dit kan gebeuren wanneer de jets botsen met heet gas in de holtes tussen sterrenstelsels in een cluster.
De meeste bekende GRG's zijn gevonden op noordelijke breedtegraden met Europese telescopen, terwijl de zuidelijke hemel relatief onontgonnen blijft voor deze gigantische objecten. Toch is Inkathazo niet de enige. Het is de derde GRG die is gespot in een klein stukje hemel, ter grootte van vijf volle manen. Dit betekent dat er waarschijnlijk veel meer onontdekte GRG's aan de zuidelijke hemel te vinden moeten zijn met MeerKAT.
Als voorloper van de Square Kilometre Array (SKA), die eind dit decennium in gebruik moet worden genomen, biedt MeerKAT een ongekende gevoeligheid en resolutie, waardoor ontdekkingen zoals Inkathazo mogelijk zijn. (EM)
→ 'Troublesome' cosmic beast 32 times size of Milky Way spotted
17 januari 2025
Dankzij nieuwe waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen de samenstelling van de ‘ingewanden’ van een exoplaneet kunnen bepalen. De al in 2015 ontdekte planeet, met de aanduiding K2 22b, bevindt zich op ruwweg achthonderd lichtjaar van de aarde en is ongeveer zo groot als Neptunus. K2 22b draait op geringe afstand om zijn moederster en doet slechts negen uur over één omloop. De planeet is te klein om rechtstreeks waarneembaar te zijn, maar stoot regelmatig wolken van ondoorzichtig stof uit, die een komeetachtige staart vormen en het licht van zijn moederster enigszins temperen. Astronomen realiseerden zich al snel dat het stof waarschijnlijk afgekoeld magma uit het binnenste van de planeet bevat. Dit spoor van ‘planetaire ingewanden’ kan dus worden gebruikt om meer te weten te komen over de chemische samenstelling van de mantel van de exoplaneet. Met dat doel hebben astronomen van Penn State University (VS) K2 22b in april 2024 waargenomen met de midden-infraroodspectrometer van Webb. Door te kijken naar het infraroodlicht dat de verschillende mineralen in het stof op specifieke golflengten uitzenden, zijn ze tot de verrassende ontdekking gekomen dat dit stof niet uit zuiver ijzer bestaat, wat de verwachting was als de planeet uit een kale kern, zonder mantel of korst zou bestaan. In werkelijkheid lijken de eigenschappen van het stof nog het meest op die van verdampt ijs, bestaande uit stikstofoxide en koolstofdioxide. ‘Als dat zo is, hebben we te maken met een ‘sneeuwbal’ die uit elkaar valt,’ aldus astronoom Nick Tusay van Penn Sate. Dat is lastig te verklaren voor een planeet die zich zo dicht bij zijn moederster bevindt. Tusay heeft dan ook meer observatietijd op de Webb-ruimtetelescoop aangevraagd om de planeet nader te onderzoeken. Hij en zijn collega’s hebben hun resultaten vastgelegd in een artikel dat op 14 januari jl. bij arXiv.org is ingediend. Astronomen zijn het erover eens dat de resultaten veelbelovend zijn, maar ook erg voorlopig: er zijn meer gegevens nodig. Mogelijk kunnen vervolgwaarnemingen van het handjevol andere bekende desintegrerende exoplaneten meer duidelijkheid geven, te beginnen bij de uiteenvallende planeet bij de ster BD+05 4868 A, die in oktober met de ruimtetelescoop TESS is ontdekt. Deze planeet stoot stofwolken uit die zich over een halve omloopbaan – circa negen miljoen kilometer – uitstrekken. BD+05 4868 A is de meest nabije desintegrerende planeet die tot nu toe is ontdekt, waardoor Webb mogelijk een duidelijker beeld van zijn ‘ingewanden’ kan geven. (EE)
→ A crumbling exoplanet spills its guts (ScienceNews.org)
17 januari 2025
Een onderzoeksteam onder leiding van Trinity College Dublin (Ierland) heeft voor het eerst een groot aantal exokomeet-gordels, en de daarin aanwezige minuscule steentjes, vastgelegd rond nabije sterren. Exokometen zijn kometen buiten ons eigen zonnestelsel. De gordels waar ze deel van uitmaken zijn dermate koud (-250 tot -150 graden Celsius) dat de materialen waaruit ze bestaan, waaronder water, bevroren zijn. Op de nieuwe haarscherpe beelden is te zien dat de steentjes binnen de gordels rond 74 nabije sterren van uiteenlopende leeftijden licht uitzenden. De gordels liggen op tientallen tot honderden astronomische eenheden van de centrale sterren (een astronomische eenheid is de afstand tussen de aarde en de zon: ruwweg 150 miljoen kilometer). De opnamen zijn gemaakt in het kader van het REASONS-onderzoek (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars). De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is een opstelling van 66 radiotelescopen in de Atacama-woestijn in het noorden van Chili, en de Submillimeter Array (SMA) is een vergelijkbare array bestaande uit acht radiotelescopen op Hawaï. Beide registeren elektromagnetische straling op millimeter- en submillimetergolflengten. Voor dit onderzoek zijn beide gebruikt om beelden te kunnen produceren die meer informatie over populaties van exokometen hebben opgeleverd dan ooit tevoren. ‘Exokometen zijn minstens één kilometer grote brokken van gesteente ijs die in de gordels waar ze deel van uitmaken tegen elkaar botsen en de steentjes produceren die we met ALMA en SMA hebben waargenomen. Zulke gordels van exokometen komen in minstens twintig procent van alle planetenstelsels voor, inclusief ons eigen zonnestelsel,’ aldus Luca Matrà, universitair hoofddocent aan de Trinity School of Physics en hoofdauteur van het onderzoeksartikel dat vandaag in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics is gepubliceerd. ‘De opnamen van de exokomeet-gordels vertonen een opmerkelijke variëteit aan structuren’, voegt medeauteur Sebastián Marino van de Universiteit van Exeter (VK) hier aan toe. ‘Sommige zijn smalle ringen, vergelijkbaar met de Kuipergordel in ons eigen zonnestelsel, maar de meeste zijn breed en lijken meer op schijven dan op ringen.’ Sommige stelsels bestaan uit meervoudige ringen/schijven en zijn excentrisch, wat erop kan wijzen dat zich planeten in hen verschuilen. (EE)
→ Astrophysicists reveal structure of 74 exocomet belts orbiting nearby stars in landmark survey
15 januari 2025
Onderzoek onder leiding van astronomen van de Universiteit van Genève (Zwitserland) toont aan dat de migratie van hete Jupiters niet altijd tot gevolg heeft dat hun planetaire buren systematisch worden weggeslingerd. Deze ontdekking gooit de bestaande inzichten over de architectuur van planetenstelsels overhoop (Astronomy & Astrophysics, 15 januari). Hete Jupiters zijn planeten met massa’s die vergelijkbaar zijn met die van de planeet Jupiter, maar die op veel kleinere afstand om hun ster draaien. Het is ondenkbaar dat deze reuzenplaneten zijn gevormd op de plek waar ze nu worden waargenomen, omdat er niet niet genoeg gas en stof in de omgeving van hun ster aanwezig is. Ze moeten daarom ver van hun ster zijn ontstaan en er vervolgens dichter naartoe zijn gemigreerd. Tot nu toe leek het erop dat er in de omgeving van hete Jupiters geen andere planeten te vinden zijn. Dat was theoretisch ook heel plausibel: de migratie van reuzenplaneten naar hun ster leidt tot verbanning van planeten in meer naar binnen gelegen banen. Maar recente waarnemingen trekken dit scenario in twijfel. Gebleken is namelijk dat het in 2006 ontdekte planetenstelsel WASP-132 naast een hete Jupiter (WASP-132b) ook een superaarde (die nog dichter bij de ster staat dan de hete Jupiter) en een veel verder naar buiten gelegen reuzenplaneet bevat. Hete Jupiters hebben dus blijkbaar niet altijd het rijk alleen. Dit betekent dat het standaardscenario van de verstorende migratie van hete Jupiters naar hun ster niet opgaat, omdat in dat geval de banen van de beide andere planeten gedestabiliseerd zouden zijn. In plaats daarvan suggereert hun aanwezigheid een stabieler migratietraject binnen de protoplanetaire schijf rond de ster voor de hete Jupiter, waarbij zijn buren behouden bleven. Dankzij nauwkeurige metingen van de straal en massa van de planeten van het WASP-132-stelsel zijn de astronomen ook meer te weten gekomen over hun samenstelling. De hete Jupiter WASP-132b is verrijkt met ongeveer zeventien aardmassa’s aan zware elementen, wat in overeenstemming is met de bestaande modellen voor de vorming van grote gasplaneten. De superaarde bestaat voor een groot deel uit metalen en silicaten, net als onze eigen planeet. (EE)
→ Not all Hot Jupiters orbit solo
16 december 2024
Astronomen hebben met de James Webb ruimtetelescoop het infraroodspectrum gemeten van een rotsachtige planeet in het veelbelovende planetenstelsel rond de ster TRAPPIST-1. Dit komt overeen met een planeet die vol ligt met vulkanisch gesteente. Een ander scenario bevat een atmosfeer vol CO2 en smog. Het team, onder wie Michiel Min (SRON), publiceert de resultaten op 16 december in Nature Astronomy.
In de zoektocht naar buitenaards leven is het planetenstelsel rondom de ster TRAPPIST-1 een van de meest veelbelovende plekken om een leefbare omgeving te vinden. Het bestaat uit zeven rotsachtige planeten, waarvan drie zelfs op een afstand tot de moederster waar de temperatuur rond die van vloeibaar water ligt. Een internationaal team van astronomen, onder wie Michiel Min (SRON), heeft nu met de James Webb ruimtetelescoop gekeken naar de planeet TRAPPIST-1b, die het dichtste bij de moederster ligt.
Het team mat de infraroodstraling die TRAPPIST-1b uitzendt op een specifieke infraroodgolflengte—12,8 micron. Die blijkt een stuk zwakker te zijn dan bij eerdere waarnemingen op een infraroodgolflengte van 15 micron. Een simpele donkere bol zonder atmosfeer is daarmee uitgesloten, want die zou veel meer straling uitzenden dan de nieuwe metingen laten zien.
Een atmosfeerloze planeet met vulkanisch gesteente vol mineralen past beter bij de metingen. Maar een interessanter scenario is ook mogelijk: TRAPPIST-1b heeft een dikke atmosfeer gevuld met CO2 en smog—een nevel van koolstofdeeltjes. Die smog absorbeert veel sterlicht in de bovenlagen van de atmosfeer waardoor die heter zijn dan de onderste lagen. Hetzelfde gebeurt in de stratosfeer op Aarde. Onze telescopen vangen op die manier het licht op van deze warme bovenlaag, inclusief de bijbehorende vingerafdruk in het spectrum. Die bevat inderdaad meer straling van 15 micron dan van 12,8 micron.
‘Dit scenario komt vrij veel voor in het zonnestelsel,’ zegt Michiel Min (SRON). ‘Denk bijvoorbeeld aan de smoglaag in de atmosfeer van Titan, een maan van Saturnus. Maar we verwachten dat de samenstelling van de atmosfeer rond TRAPPIST-1b heel anders is dan alles wat we uit ons Zonnestelsel kennen. Deze ster is namelijk koeler en actiever, met bijvoorbeeld veel meer UV-straling. Dat maakt dit razend spannend.’
Het team kwam dit emissiespectrum op het spoor doordat het wispelturige karakter van TRAPPIST-1 ongeschikt is voor conventionele absorptiemetingen. Daarbij passeert een planeet haar moederster voorlangs en sterlicht sijpelt door haar atmosfeer heen. De aanwezige stoffen in die atmosfeer laten dan een vingerafdruk achter. In dit geval moesten de astronomen wachten tot de planeet bijna achter de ster verdwijnt en dus haar volle dagkant toont, zoals een volle maan.
→ Persbericht Max Planck Institute for Astronomy (Engelstalig)
4 december 2024
Uit waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop blijkt dat er om de ster Kepler-51 niet drie, maar minstens vier planeten cirkelen. De ontdekking werd gedaan toen astronomen van Pennsylvania State University (VS) en Osaka University (Japan) de ruimtetelescoop op Kepler-51 hadden gericht om diens derde planeet – Kepler-51d – goed onder de loep te kunnen nemen. De betreffende waarneming ging bijna de mist in doordat de planeet twee uur eerder dan verwacht voor de ster langs schoof. Na bestudering van nieuwe en bestaande gegevens van verschillende telescopen in de ruimte en op aarde zijn de onderzoekers tot de conclusie gekomen dat de beste verklaring voor deze vervroegde planeetovergang een vierde planeet is, wiens zwaartekracht de banen van de overige planeten in het stelsel beïnvloedt (Astronomical Journal, 3 december). Wanneer een planeet vanaf de aarde gezien voor zijn ster langs schuift houdt hij een deel van het licht van de ster tegen, waardoor diens helderheid een beetje afneemt. De duur en de grootte van deze afname levert informatie op over de grootte en andere kenmerken van de planeet. Op die manier was eerder al vastgesteld dat de drie bekende planeten van Kepler-51 sterk opgezwollen zijn: ze zijn ongeveer zo groot als Saturnus, maar hebben slechts enkele malen zoveel massa als de aarde. Als gevolg daarvan hebben ze ongeveer de dichtheid van een suikerspin, maar onduidelijk is hoe ze in stand kunnen blijven: de intense straling van hun ster zou hun atmosferen eigenlijk moeten wegblazen. Vandaar dat de astronomen een van deze planeten wilden bekijken met de Webb-ruimtetelescoop. De onderzoekers hadden geen reden om aan te nemen dat het bestaande drie-planetenmodel van Kepler-51 niet klopte. In mei 2023 was met de telescoop van het Apache Point Observatory nog een overgang van planeet Kepler-51b waargenomen die precies op het verwachte tijdstip plaatsvond. Maar een maand later ging het bij Kepler-51d dus bijna mis: de planeetovergang begon veel te vroeg, maar werd gelukkig nog net geregistreerd. Op zoek naar een verklaring, hebben de onderzoekers nog geprobeerd om het drie-planetenmodel van Kepler-51 in overeenstemming te brengen met de vroege verschijning van Kepler-51d, maar dat lukte met geen mogelijkheid. Pas nadat een vierde planeet aan het plaatje was toegevoegd werd de afwijking begrijpelijk. Over die vierde planeet, die de aanduiding Kepler-51e heeft gekregen, is verder nog niet zo veel bekend. Waarschijnlijk heeft hij ongeveer dezelfde massa als de drie overige planeten, en doorloopt hij een cirkelbaan met een omlooptijd van 264 dagen. Maar het is ook mogelijk dat hij méér massa heeft en in een wijdere baan om de ster cirkelt. (EE)
→ New planet in Kepler-51 system discovered using James Webb Space Telescope
Het TRAPPIST-1-stelsel is de droom van elke sciencefictionschrijver. Rond de rode dwergster in het centrum van het stelsel cirkelen zeven planeten ter grootte van de aarde. Drie daarvan bevinden zich binnen de leefbare zone van de ster, waar het relatief koel is en vloeibaar water kan bestaan. En dat alles op slechts veertig lichtjaar van ons vandaan. Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn, en misschien is het dat ook. Van rode dwergsterren is immers bekend dat ze tijdens hun jeugd enorm actief zijn. Ze stoten verwoestende stervlammen uit die ertoe kunnen leiden dat nabije planeten hun atmosfeer kwijtraken. En zelfs als zo’n planeet zijn atmosfeer weet vast te houden, zou hij nog steeds met sterke ultraviolette straling worden bestookt. Pas als een rode dwerg volwassen is, komt hij tot rust. Omdat planeten heel dicht om hun rode dwergster moeten draaien om leefbaar te kunnen zijn, bestond de zorg dat leven daar geen schijn van kans heeft. De omstandigheden zijn er gewoon te ruig. Toch biedt nieuw onderzoek een sprankje hoop (MNRAS, 24 oktober). Een team van exobiologen – wetenschappers die zich met leven op andere planeten dan de onze bezighouden – heeft laboratoriumonderzoek gedaan naar twee soorten bacteriën: Deinococcus radiodurans – een soort waarvan bekend is dat hij bestand is tegen ultraviolette straling – en Escherichia coli – een soort die gevoelig is voor straling. Beide soorten werden bestookt met ultraviolette stralingsniveaus zoals die zich op de meest leefbare TRAPPIST-werelden voordoen. Met de E. coli-variant liep het niet goed af: alleen op de buitenste planeet van het TRAPPIST-stelsel zouden deze bacteriën het een tijdje kunnen volhouden. Maar D. radiodurans verging het beter. Weliswaar overleefde slechts ongeveer 1 op de 600 miljoen de nagebootste stervlam voor de binnenste planeet, maar gezien de gemiddelde tijdspanne tussen zulke vlammen zou de bacterie er stand kunnen houden, zeker als hij mettertijd meer resistentie tegen de uv-straling weet te ontwikkelen. Het lijkt er dus op dat primitief leven in het TRAPPST-stelsel een moeilijke evolutionaire weg te gaan heeft, maar dat zelfs de hevigste stervlammen de planeten niet compleet steriliseren. Helemaal kansloos is leven op planeten rond rode dwergsterren dus niet. (EE)
Een planeet buiten ons zonnestelsel met de aanduiding GJ 9827d heeft een atmosfeer die bijna volledig uit hete watermoleculen bestaat. Dat is de conclusie van waarnemingen van deze exoplaneet met de Webb-ruimtetelescoop (Astrophysical Journal Letters, 4 oktober). GJ 9827d werd in 2017 ontdekt bij een ster op circa honderd lichtjaar van de aarde. Hij is ongeveer twee keer zo groot als onze planeet en heeft drie keer zoveel massa. Daarmee is het een zogeheten sub-Neptunus. Planeten van dit type zijn het talrijkst in ons Melkwegstelsel, al heeft ons zonnestelsel er niet één. Om de samenstelling van de atmosferen van exoplaneten te onderzoeken, analyseren astronomen het sterlicht dat door de atmosfeer van een planeet wordt gefilterd wanneer deze voor zijn moederster langs trekt – een techniek die absorptie-spectroscopie wordt genoemd. En dat is precies wat een team onder leiding van Caroline Piaulet-Ghorayeb van de Universiteit van Montreal heeft gedaan. MacDonald en haar collega’s hebben in november 2023 twee planeetovergangen van GJ 9827d waargenomen. Eerder had de Hubble-ruimtetelescoop vergelijkbare waarnemingen gedaan, en daarbij waren al sporen van watermoleculen in de atmosfeer van deze planeet ontdekt. Maar onduidelijk was nog om hoeveel water het ging. Door de gegevens van Hubble en Webb met elkaar te combineren, is nu vast komen te staan dat de atmosfeer van de planeet vrijwel geheel uit water bestaat. En omdat de temperatuur van GJ 9827d ongeveer 340 graden Celsius bedraagt, moet al dat water tot stoom zijn verdampt. Dat zulke stoomplaneten bestaan werd al vermoed, maar het is voor het eerst de astronomen er ook echt eentje hebben ontdekt. En hoewel er op GJ 9827d geen leven kan bestaan zoals wij dat kennen, opent de ontdekking van zijn bijzondere atmosfeer nieuwe mogelijkheden voor het onderzoek van andere kleine planeten en hun leefbaarheid. ‘Tot nu toe bestonden bijna alle exoplaneten met een meetbare atmosfeer voornamelijk uit de lichtste elementen - waterstof en helium - zoals bij de gasreuzen Jupiter en Saturnus in ons zonnestelsel’, aldus Piaulet-Ghorayeb. ‘Dat wil zeggen dat ze duidelijk verschillen van de leefomgeving van de aarde. GJ 9827 d is de eerste planeet waar we een atmosfeer aantreffen die rijk is aan zware moleculen, zoals bij de aardse planeten in ons zonnestelsel. Dit is een enorme stap. Als je eenmaal weet dat ze bestaan, is dit het soort planeten waar wetenschappers in de toekomst naar leven kunnen zoeken.’ (EE)
Bij nieuw onderzoek door wetenschappers van NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) zijn tekenen gevonden van een rotsachtige, vulkanisch actieve maan bij een exoplaneet op 635 lichtjaar van de aarde. De belangrijkste aanwijzing is een wolk van natriumgas in de nabijheid van de exoplanet, een gasreus ter grootte van Saturnus met de aanduiding WASP-49b. Een vergelijkbaar verschijnsel doet zich in ons zonnestelsel voor bij de vulkanisch actieve maan Io van Jupiter (Astrophysical Journal Letters, 1 oktober). De natriumwolk rond WASP-49b werd in 2017 ontdekt en trok toen de aandacht van Apurva Oza, een voormalig postdoc-onderzoeker bij JPL die nu als stafwetenschapper bij Caltech werkt. Oza heeft jarenlang onderzocht hoe exomanen kunnen worden opgespoord via hun vulkanische activiteit. Io bijvoorbeeld – het meest vulkanisch actieve hemellichaam in ons zonnestelsel, braakt voortdurend zwaveldioxide, natrium, kalium en andere gassen uit die enorme wolken rond Jupiter kunnen vormen. Het is denkbaar dat astronomen die naar een ander stersysteem kijken een gaswolk als die van Io kunnen detecteren, zelfs als de maan in kwestie zelf te klein is om waarneembaar te zijn. Zowel WASP-49 b als zijn ster bestaan voornamelijk uit waterstof en helium, met sporen van natrium. Geen van beide bevat genoeg natrium om de waargenomen wolk te verklaren, die afkomstig lijkt te zijn van een bron die ongeveer 100.000 kilo natrium per seconde produceert. Zelfs als de ster of zijn planeet zoveel natrium zou kunnen produceren, is het onduidelijk door welk mechanisme dit gas de ruimte in wordt geblazen. Zou de bron een vulkanische exomaan kunnen zijn? Dat is de vraag die Oza en zijn collega’s probeerden te beantwoorden. Makkelijk was dat niet, want van zo’n grote afstand overlappen ster, planeet en gaswolk elkaar vaak. Het team moest het stersysteem daarom lange tijd in de gaten houden. Daarbij vonden ze diverse aanwijzingen die erop duiden dat de wolk wordt veroorzaakt door een hemellichaam dat om WASP-49b draait. Zo gaven hun waarnemingen twee keer aan dat de wolk groter werd, alsof hij werd bijgetankt, terwijl hij zich niet in de buurt van de planeet bevond. Ook zagen ze de wolk sneller bewegen dan de planeet zelf, wat onmogelijk lijkt tenzij er nog een ander, sneller bewegend hemellichaam bij betrokken is. Bij een deel van hun speurwerk hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili (ESO). Mede-auteur en ESO-onderzoeker Julia Seidel stelde daarbij vast dat de wolk zich hoog boven de atmosfeer van de planeet bevindt, net als de gaswolk die Io rond Jupiter achterlaat. Ze gebruikten ook een computermodel om het exomaan-scenario te visualiseren en met de waarnemingen te vergelijken. De exoplaneet WASP-49 b cirkelt met de regelmaat van de klok in 2,8 dagen om zijn ster, maar de wolk verscheen en verdween met onregelmatige tussenpozen achter de ster of diens planeet. Volgens Oza zou een maan met een omlooptijd van acht uur de verplaatsing en activiteit van de wolk kunnen verklaren. Maar hoe intrigerend ook, er zijn meer waarnemingen nodig om dit scenario te onderbouwen. (EE)
Met behulp van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen een exoplaneet ontdekt die om de ster van Barnard draait, de dichtstbijzijnde enkelvoudige ster na de zon. De planeet heeft minstens de helft van de massa van Venus en een omlooptijd van slechts iets meer dan drie aardse dagen. Mogelijk draaien er, in uiteenlopende omloopbanen, nog drie andere planeten om de ster (Astronomy & Astrophysics, 1 oktober). De ster van Barnard staat op een afstand van slechts zes lichtjaar en is daarmee het op één na dichtstbijzijnde stersysteem na de drie sterren van Alfa Centauri. Vanwege zijn nabijheid is hij een belangrijk doelwit in de speurtocht naar aarde-achtige exoplaneten. Dit resulteerde in 2018 al eens in de mogelijke detectie van een planeet, maar die kon niet worden bevestigd. De nieuwe detectie is het resultaat van waarnemingen die de afgelopen vijf jaar met de Very Large Telescope van de ESO-sterrenwacht in Chili zijn gedaan. Bij deze waarnemingen is gebruik gemaakt van ESPRESSO, een uiterst nauwkeurig instrument dat is ontworpen om de schommelbeweging van een ster te meten zoals die wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van een of meer planeten die om de ster draaien. De resultaten van deze waarnemingen zijn bevestigd met gegevens van andere instrumenten die eveneens bij de jacht op exoplaneten worden ingezet: HARPS van de ESO-sterrenwacht op La Silla, HARPS-N en CARMENES. De in 2018 gemelde exoplaneet bleef spoorloos en kan uit de boeken worden geschrapt. Barnard b, zoals de pas ontdekte exoplaneet wordt genoemd, staat twintig keer dichter bij de ster van Barnard dan Mercurius bij de zon staat. Hij draait in 3,15 aardse dagen om zijn ster en heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 125 graden Celsius. Daarmee is de planeet te heet om vloeibaar water op zijn oppervlak te kunnen hebben. Naast Barnard b heeft het internationale onderzoeksteam aanwijzingen gevonden voor nog drie andere potentiële exoplaneten die om dezelfde ster draaien. Maar om deze kandidaten te kunnen bevestigen, zullen aanvullende waarnemingen met ESPRESSO moeten worden gedaan. Hoe dan ook: in combinatie met de eerste ontdekkingen van de planeten Proxima b en d in het stersysteem Alfa Centauri wijst de nieuwe ontdekking erop dat er in onze kosmische achtertuin mogelijk nog veel meer lichte planeten te vinden zullen zijn. ESO’s Extremely Large Telescope, die momenteel in aanbouw is, zal het onderzoek naar exoplaneten een flinke boost geven. Met diens ANDES-instrument kunnen onderzoekers niet alleen kleine, rotsachtige planeten detecteren in de gematigde zones rond nabije sterren, maar ook de samenstelling van hun atmosferen onderzoeken. (EE)
26 september 2024
Astronomen van de Universiteit van Californië te Berkeley (VS) hebben op een afstand van vierduizend lichtjaar een planetenstelsel ontdekt dat een voorproefje laat zien van wat onze eigen planeet te wachten staat, wanneer de zon over miljarden jaren in een witte dwerg verandert en de aarde naar een baan voorbij Mars is gemigreerd. Het planetenstelsel bestaat uit een witte dwerg met ongeveer half zoveel massa als de zon, een vermoedelijke bruine dwerg (‘mislukte ster’) en een planeet ter grootte van de aarde, in een baan die twee keer zo wijd is als de huidige aardbaan (Nature Astronomy, 25 september). Het planetenstelsel trok in 2020 de aandacht van astronomen, toen het voor een veel verder weg staande ster langs trok en daarbij diens licht met een factor duizend versterkte – een effect dat gravitationele microlensing wordt genoemd. Het team dat de ‘microlens-gebeurtenis’ ontdekte, gaf deze de aanduiding KMT-2020-BLG-0414, omdat de detectie was gedaan met het Korea Microlensing Telescope Network. De vergrote achtergrondster, die ongeveer 25.000 lichtjaar van ons is verwijderd, was nog steeds niet meer dan een nietig lichtstipje. Toch kon het team, op basis van de helderheidsvariaties die hij in de loop van de maanden vertoonde, een schatting maken van zijn massa, en ook de aanwezigheid van een bruine dwerg en een aarde-achtige planeet aantonen. Maar over de centrale ster was verder niets bekend, omdat zijn licht verloren ging in de gloed van de vergrote achtergrondster en enkele naburige sterren. Om meer te weten te komen over de ster in het centrum van het planetenstelsel hebben Berkeley-astronomen Jessica Lu en Joshua Bloom deze in 2023 nauwkeurig bekeken met de Keck II-telescoop, die is uitgerust met adaptieve optiek waarmee beeld-verstorende luchtturbulenties worden gecompenseerd. Omdat er sinds de microlensgebeurtenis drie jaar waren verstreken, was de achtergrondster inmiddels zo zwak geworden dat de ‘lens-ster’ nu wel zichtbaar zou moeten zijn – ervan uitgaande dat het een zonachtige ster is. Maar op de Keck-opnamen is niets te zien en daaruit leiden Lu en Bloom af dat de ster die als lens fungeerde niet alleen weinig massa heeft, maar ook weinig licht uitzendt. En dat brengt ze tot de conclusie dat het om een witte dwerg gaat. Het lijkt er dus op dat het verre planetenstelsel het lot heeft ondergaan dat ook ons eigen planetenstelsel te wachten staat. Over zes miljard jaar zal de zon opzwellen tot een rode reuzenster die omvangrijker is dan de huidige aardbaan, en daarbij de planeten Mercurius en Venus opslokken. Tijdens dat proces zal haar afnemende massa ertoe leiden dat de overige planeten, waaronder de aarde, naar wijdere omloopbanen migreren. Uiteindelijk zal de rode reus zijn buitenste lagen afstoten, en blijft een witte dwerg achter. Als de aarde dit allemaal weet te doorstaan, zal haar omloopbaan uiteindelijk twee keer zo wijd zijn als nu. (EE)
→ This rocky planet around a white dwarf resembles Earth — 8 billion years from now
24 september 2024
Astronomen van de Universiteit van Arizona hebben, samen met een internationale groep onderzoekers, de atmosfeer van een sterk opgezwollen exoplaneet waargenomen met de Webb-ruimtetelescoop. De atmosfeer van de exoplaneet, die net zo groot is als Jupiter maar tien keer zo weinig massa heeft, blijkt een oost-west assymmetrie te vertonen: er bestaat een duidelijk verschil tussen de beide randen van zijn atmosfeer (Nature Astronomy, 24 september). De exoplaneet, WASP-107b genaamd, vertoont synchrone rotatie, wat wil zeggen dat één draaiing om zijn as net zo lang duur als één omloop om zijn moederster. Als gevolg hiervan is zijn ene halfrond altijd naar de ster gericht, terwijl het andere halfrond altijd van de ster af wijst. Op het ene halfrond is het dus altijd licht, op het ander altijd donker. Daarnaast heeft WASP-107b een zeer geringe dichtheid en een relatief lage zwaartekracht, waardoor zijn atmosfeer sterker opgezwollen is dan die van andere exoplaneten van deze massa. Met Webb hebben de astronomen een reeks opnamen van de planeet gemaakt terwijl deze voor zijn ster langs bewoog. Op die manier konden ze onderscheid maken tussen de oostelijke en de westelijke kant van diens atmosfeer, en kwam de eerder genoemde asymmetrie aan het licht. Onduidelijk is nog wat de oorzaak ervan is. WASP-107b heeft een temperatuur van ongeveer 480 graden Celsius – een waarde die het midden houdt tussen de planeten van ons eigen zonnestelsel en de heetst bekende exoplaneten. ‘Gewoonlijk werken onze onderzoekstechnieken niet zo goed bij deze gematigd hete planeten, dus er zijn nog veel vragen die we moeten beantwoorden’, aldus Matthew Murphy, promovendus aan de Universiteit van Arizona. ‘Zo voorspelden sommige van onze modellen ons bijvoorbeeld dat een planeet als deze helemaal geen asymmetrie zou moeten vertonen – we hebben dus al iets nieuws geleerd.’ Murphy en zijn team zijn dan ook van plan WASP-107b nog nauwkeuriger onder de loep te nemen. (EE)
→ Astronomers catch a glimpse of a uniquely inflated and asymmetric exoplanet
16 september 2024
Astronomen van de Nicolaus Copernicus Universiteit in Torún (Polen) hebben een tweede planeet ontdekt bij HD 118203, een ster in het sterrenbeeld Grote Beer die driehonderd lichtjaar van ons is verwijderd. De planeet heeft iets meer dan elf keer zoveel massa als Jupiter, een omlooptijd van veertien jaar en een temperatuur van hooguit minus 100 graden Celsius (Astronomy & Astrophysics, 20 augustus 2024). De ontdekking van de ‘super-Jupiter’, die de aanduiding HD 118203 c heeft gekregen, kent een lange voorgeschiedenis. Al bijna twintig jaar weten astronomen dat er om de ster HD 118203 een gasrijke planeet cirkelt die twee keer zoveel massa heeft als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel. Deze hete planeet – HD 118203 b – bevindt zich heel dicht bij zijn moederster en heeft een omlooptijd van slechts zes dagen. Omdat dopplerwaarnemingen erop wezen dat er wellicht nóg een planeet om de ster draait, besloot het Poolse team om ster HD 118203 in hun waarneemprogramma’s op te nemen. Daarbij werd eerst gebruik gemaakt van de 9-meter Hobby-Eberly Telescope in Texas (VS) en later van de kleinere Italiaanse Galileo-telescoop op het Canarische eiland La Palma. Uiteindelijk kostte het vijftien jaar om HD 118203 c op te sporen. Pas in maart 2023 waren voldoende metingen gedaan om de omloopbaan van de planeet nauwkeurig vast te stellen. Met behulp van dopplermetingen en gegevens van de Europese astrometrische ruimtesonde Gaia kon bovendien zijn massa worden bepaald. Meetgegevens van NASA-satelliet TESS lijken erop te wijzen dat er om HD 118203 verder geen zware planeten cirkelen. Met zijn 11,1 Jupitermassa’s behoort HD 118203 c tot de zwaarste van de bijna zesduizend exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt. (EE)
→ Super-Jupiter from the Great Bear
De Webb-ruimtetelescoop heeft zes weesplaneten ontdekt: objecten van planetaire proporties die niet gebonden zijn aan de zwaartekracht van een ster. De ontdekkingen doen vermoeden dat dezelfde kosmische processen die sterren doen ontstaan ook een rol kunnen spelen bij de vorming van objecten die niet veel groter zijn dan de planeet Jupiter. De ontdekkingen zijn gebaseerd op waarnemingen van NGC1333, een jong stervormingsgebied op ongeveer duizend lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus. Op een nieuwe foto die vandaag door het Europese ruimteagentschap ESA is vrijgegeven, is te zien hoe NGC1333 oplicht door de aanwezigheid van grote hoeveelheden stof en gas. Een artikel met de bevindingen van het onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in The Astronomical Journal. De Webb-gegevens suggereren dat de ontdekte planeten gasreuzen zijn die vijf tot tien keer zoveel massa hebben als Jupiter. Daarmee behoren ze tot de lichtste objecten die zijn ontstaan uit een proces dat normaal gesproken sterren en bruine dwergen voortbrengt die ooit zijn ontdekt. ‘We hebben gevoelige infraroodopnamen van Webb gebruikt om te zoeken naar de zwakste objecten in NGC1333, om zo het antwoord te vinden op de fundamentele vraag hoe klein een object mag zijn om zich op sterachtige wijze te kunnen vormen,’ aldus astrofysicus en hoofdauteur Ray Jayawardhana. ‘Het blijkt dat de massa’s van de kleinste weesobjecten die zich als sterren vormen vergelijkbaar zijn met die van grote exoplaneten.’ Bij de waarnemingen zijn geen objecten van minder dan vijf Jupitermassa’s ontdekt, ondanks het feit dat de ruimtetelescoop gevoelig genoeg is om zulke objecten te detecteren. Dat is een sterke aanwijzing dat stellaire objecten die lichter zijn dan deze drempelwaarde meer kans hebben om zich te vormen zoals planeten dat doen. ‘Onze waarnemingen bevestigen dat de natuur op ten minste twee verschillende manieren objecten van planetaire massa’s kan produceren: door het samentrekken van een wolk van gas en stof – de manier waarop sterren ontstaan – en door samenklontering van gas en stof rond jonge sterren, zoals in het geval van Jupiter in ons eigen zonnestelsel,’ zegt Jayawardhana. De meest intrigerende weesplaneet die met Webb is opgespoord heeft ongeveer vijf keer zoveel massa als Jupiter. Het feit dat deze planeet door een stofschijf is omgeven, bewijst dat hij vrijwel zeker als een ster is ontstaan, omdat zich aan het begin van het stervormingsproces doorgaans stof rond een centraal object verzamelt’, aldus Adam Langeveld, postdoc in de groep van Jayawardhana. (EE)
De aarde heeft een kern van ijzer, gehuld in een mantel van silicaten (siliciumhoudende mineralen), en is bedekt met oceanen van water. Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat deze eenvoudige opzet ook van toepassing zou zijn op exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel. Maar modelberekeningen van wetenschappers van ETH Zürich (Zwitserland) en de Princeton-universiteit (VS) laten zien dat exoplaneten veel complexer kunnen zijn (Nature Astronomy, 20 augustus). De meeste exoplaneten die we kennen bevinden zich dicht bij hun moederster. Dit betekent dat het veelal gaat om hete werelden, bedekt met oceanen van gesmolten lava die nog niet voldoende zijn afgekoeld om een vaste mantel van gesteente te vormen zoals de aarde. In deze magma-oceanen lost water heel goed op – in tegenstelling tot bijvoorbeeld koolstofdioxide, dat snel ontgast en opstijgt naar de atmosfeer. De ijzerkern bevindt zich onder de gesmolten mantel van silicaten, maar hoe is dit water verdeeld over mantel en kern? Het nieuwe onderzoek laat zien dat de vorming van een ijzerkern enige tijd in beslag neemt. Aanvankelijk zit het ijzer in de vorm van druppeltjes opgeslagen in de hete ‘magmasoep’. Het water in deze soep verbindt zich met deze ijzerdruppeltjes en zakt met hen mee naar de kern. Tot nu toe was dit gedrag alleen bekend bij gematigde druk, zoals die in de aarde. Wat er gebeurt bij grotere planeten met een hogere inwendige druk was onbekend. Uit de nieuwe studie blijkt nu dat hoe groter de planeet en diens massa, des te meer water er met de ijzerdruppeltjes meereist naar de kern. Onder bepaalde omstandigheden kan dit ijzer daarbij tot wel zeventig keer meer water absorberen dan silicaten. Ten gevolge van de enorme druk in de kern, vormt dit water echter geen H2O-moleculen, maar is het aanwezig als waterstof en zuurstof. Deze bevindingen hebben grote gevolgen voor de interpretatie van waarnemingen van exoplaneten. Met behulp van telescopen in de ruimte en op aarde kunnen astronomen in bepaalde gevallen de massa en grootte van een exoplaneet berekenen. Ze gebruiken deze berekeningen om massa-straal-diagrammen te construeren, waaruit conclusies kunnen worden getrokken over de samenstelling van de planeet. Maar tot nu toe is daarbij geen rekening gehouden met de oplosbaarheid en de verdeling van water, waardoor de hoeveelheid water sterk kan worden onderschat: tot wel een factor tien. Waarschijnlijk bevatten exoplaneten dus veel meer water dan gedacht. Aanleiding voor de nieuwe studie was een onderzoek naar het watergehalte van de aarde, dat vier jaar geleden een verrassend resultaat opleverde: de oceanen op het aardoppervlak bevatten slechts een klein deel van al het water op onze planeet. Het overgrote deel van het water zit waarschijnlijk verborgen in het binnenste van de aarde. (EE)
24 juli 2024
Met behulp van de MIRI-camera van de Webb-ruimtetelescoop is het astronomen gelukt om opnamen te maken van exoplaneet Epsilon Indi Ab. Het bestaan van deze super-Jupiter – een gasplaneet die meer massa heeft dan ‘onze’ planeet Jupiter – was al een tijdje bekend, maar bij eerdere onderzoeken waren zijn massa en de omvang van zijn omloopbaan onderschat. De planeet is veel kouder dan de overige gasplaneten die tot nu toe met Webb zijn gefotografeerd. Hij draait om de zwaarste van de drie kleine sterren die als Epsilon Indi door het leven gaan. De beide andere zijn zogeheten bruine dwergen. Het gezelschap is slechts ongeveer twaalf lichtjaar van de aarde verwijderd. De nieuwe Webb-gegevens wijzen erop dat Epsilon Indi Ab in een langgerekte baan om Epsilon Indi beweegt, waarvan het verste punt ergens tussen de drie en zes miljard kilometer van zijn moederster ligt. Dat is aanzienlijk verder weg dan eerdere onderzoeken aangaven. De recente waarnemingen maken het mogelijk om nog veel meer koude gasreuzen op te sporen, en deze te vergelijken met de gasreuzen in ons eigen zonnestelsel. Vanwege hun lage temperaturen zijn zulke planeten echter moeilijk te vinden. Dat het met de MIRI-camera is gelukt heeft ermee te maken dat deze is uitgerust van een coronagraaf: een masker dat het licht van de centrale ster afschermt. Hierdoor is Epsilon Indi Ab op de nu gepubliceerde foto goed herkenbaar als een heldere stip. De astronomen hebben ook geprobeerd om, op basis van de beschikbare opnamen van de planeet – twee van Webb en een van de Europese Very Large Telescope, iets te weten te komen over diens atmosfeer. Eps Ind Ab blijkt op kortere golflengten minder helder te zijn. Dit kan erop wijzen dat zijn atmosfeer aanzienlijke hoeveelheden zware elementen bevat, met name koolstof, het basisingrediënt van moleculen zoals koolstofdioxide en koolstofmonoxide. Maar het is ook mogelijk dat de planeet een wolkenrijke atmosfeer heeft. (EE)
→ Webb images nearest super-Jupiter, opening a new window to exoplanet research
17 juli 2024
Met behulp van de 3,5-meter WIYN-telescoop op Kitt Peak (Arizona, VS) hebben astronomen ontdekt dat de exoplaneet met de aanduiding TIC 241249530 b niet alleen een van de meest langgerekte omloopbanen van alle bekende exoplaneten heeft, maar ook achterwaarts om zijn ster draait (Nature, 17 juli). De afgelopen dertig jaar hebben astronomen meer dan 5600 exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – ontdekt. Drie- tot vijfhonderd daarvan behoren tot de merkwaardige categorie van de hete Jupiters: grote, Jupiter-achtige planeten die op kleine afstand om hun ster draaien, soms zelfs zo dichtbij als Mercurius bij onze zon. Hoe de hete Jupiters in zulke krappe omloopbanen terecht zijn gekomen, is onduidelijk, maar astronomen vermoeden dat ze in banen ver van hun ster zijn begonnen en mettertijd dichter naar deze toe zijn gemigreerd. De langgerekte omloopbaan van TIC 241249530 b versterkt dit vermoeden. TIC 241249530 b werd in januari 2020 door NASA-satelliet TESS ontdekt doordat hij met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs schoof en deze daarbij gedeeltelijk ‘verduisterde’. Uit de grootte van de helderheidsdips kon worden afgeleid dat het om een forse planeet moest gaan. Met behulp van de geavanceerde spectrograaf van de WIYN-telescoop hebben de astronomen nu vastgesteld dat TIC 241249530 ongeveer vijf keer zoveel massa heeft als Jupiter. Verder is gebleken dat de baan die de planeet doorloopt extreem excentrisch oftewel langgerekt is. Als deze planeet deel zou uitmaken van ons zonnestelsel, zou hij bij zijn dichtste nadering tien keer dichter bij de zon komen dan Mercurius, terwijl het verste punt van zijn baan ongeveer op de afstand van de aarde zou liggen. Als gevolg daarvan zou zijn temperatuur variëren van de hitte van een smeltoven tot een aangename zomerdag. En alsof die langgerekte baan al niet bijzonder genoeg was, ontdekten de astronomen ook nog dat de planeet achterwaarts draait, dat wil zeggen: in een richting tegengesteld aan de rotatie van zijn moederster. De unieke baaneigenschappen van de exoplaneet geven een indicatie van zijn toekomst. Verwacht wordt dat door de zeer dichte dichte naderingen tot zijn moederster zijn huidige langgerekte omloopbaan geleidelijk steeds cirkelvormiger zal worden – precies zoals dit bij veel hete Jupiters is gebeurd. TIC 241249530 b is pas de tweede exoplaneet waarbij het vermoeden bestaat dat hij binnen afzienbare tijd ook in een hete Jupiter zal veranderen. (EE)
→ WIYN 3.5-meter Telescope at Kitt Peak Discovers Extremely Strange Orbit of Rare Exoplanet
16 juli 2024
Astronomen hebben het meest gedetailleerde ‘weerbericht’ tot nu toe opgesteld voor twee werelden buiten ons eigen zonnestelsel. Het internationale onderzoek geeft een impressie van de extreme atmosferische omstandigheden op de beide hemellichamen, die zijn gehuld in wervelende wolken van heet zand met temperaturen van 950°C (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 juli). De onderzochte objecten zijn zogeheten bruine dwergen – hemellichamen die groter zijn dan planeten, maar kleiner dan sterren. Tezamen worden ze WISE 1049AB genoemd. Met een afstand van ongeveer zes lichtjaar zijn ze de helderste en meest nabije objecten in hun soort. De astronomen hebben WISE 1049AB onder de loep genomen met de Webb-ruimtetelescoop. Ze volgden de atmosfeer van beide bruine dwergen door het licht te meten dat door hun oppervlak wordt uitgezonden. De intensiteit van dat licht verandert als meer of minder bewolkte gebieden in en uit beeld draaien. Door grafieken te maken van hoe de helderheid van elke bruine dwerg in de loop een volledige rotatie veranderde, konden de onderzoekers een gedetailleerd 3D-beeld opbouwen van hoe het weer op de bruine dwergen in de loop van een dag (die tussen de vijf en zeven uur duurt) veranderde. Ook konden ze vastleggen hoe het licht van beide objecten per golflengte veranderde. Op die manier kon worden vastgesteld dat hun atmosferen gassen zoals, water, methaan en koolstofmonoxide bevatten. De verkregen inzichten kunnen astronomen helpen om bruine dwergen beter te begrijpen als een mogelijke ontbrekende schakel tussen sterren en planeten. (EE)
→ Scorching storms on distant worlds revealed in new detail
10 juli 2024
Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Montreal heeft vastgesteld dat de in 2017 ontdekte exoplaneet LHS 1140 b geen zogeheten mini-Neptunus is – een grote gasplaneet met een dikke waterstofrijke atmosfeer. In plaats daarvan is het een superaarde, die mogelijk een stikstofrijke atmosfeer en misschien ook een oceaan van vloeibaar water heeft. Dat blijkt uit een analyse van gegevens die zijn verzameld met de ruimtetelescopen Webb, Spitzer, Hubble en Tess. LHS 1140 b cirkelt om een lichte rode dwergster op ongeveer 48 lichtjaar in het sterrenbeeld Walvis die ongeveer vijf keer zo klein is als de zon. Hij is een van de meeste nabije exoplaneten die zich in de leefbare zone van een ster bevindt: de zone rond een ster waar de temperaturen gematigd genoeg kunnen voor de aanwezigheid van vloeibaar water. Desodanks is het niet ondenkbaar dat LHS 1140 b geheel of gedeeltelijk met ijs bedekt is. Schattingen gebaseerd op alle verzamelde gegevens laten zien dat LHS 1140 b een lagere dichtheid heeft dan verwacht wordt voor een rotsachtige planeet met een aarde-achtige samenstelling. Dit suggereert dat tien tot twintig procent van zijn massa uit water zou kunnen bestaan. Het onderzoeksteam benadrukt dat de detectie van stikstofgas nog niet ‘spijkerhard’ is: vervolgwaarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop moeten hier nog uitsluitsel over geven. (EE)
→ Astronomers Find Surprising Ice World in the Habitable Zone with Webb Data
8 juli 2024
Een exoplaneet die berucht is om zijn ruige weersomstandigheden heeft nog een andere bizarre eigenschap: volgens een nieuwe studie van de Johns Hopkins Universiteit (VS) stinkt hij naar rotte eieren. De planeet, een gasreus ter grootte van Jupiter met de aanduiding HD 189733 b, heeft een atmosfeer die voornamelijk uit waterstofsulfide bestaat: een molecuul dat niet alleen stinkt, maar wetenschappers ook nieuwe aanwijzingen geeft over hoe zwavel – een planetaire bouwsteen – het inwendige en de atmosfeer van gaswerelden buiten het zonnestelsel zou kunnen beïnvloeden (Nature, 8 juli). ‘Waterstofsulfide is een belangrijk molecuul waarvan we weten dat het in Jupiter aanwezig is, maar we hadden het nog niet in een planeet buiten ons zonnestelsel ontdekt,’ aldus Guangwei Fu, astrofysicus bij Johns Hopkins die leiding gaf aan het onderzoek. ‘We zijn niet op zoek naar leven op deze planeet, omdat hij veel te heet is, maar de ontdekking van waterstofsulfide is de opmaat naar het vinden van dit molecuul in andere planeten en het verkrijgen van meer inzicht in hoe de verschillende soorten planeten ontstaan.’ Behalve het detecteren van waterstofsulfide en het meten van de totale hoeveelheid zwavel in de atmosfeer van HD 189733 b, heeft het team van Fu ook de belangrijkste bronnen van zuurstof en koolstof van de planeet nauwkeurig gemeten: water, koolstofdioxide en koolstofmonoxide. Daarnaast sluiten de nieuwe gegevens uit dat de atmosfeer van HD 189733 rijk is aan methaan, zoals eerdere publicaties deden vermoeden. Met een afstand van 64 lichtjaar is HD 189733 b de meest nabije ‘hete Jupiter’ die astronomen met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs zien schuiven. Dat maakt hem tot een belangrijk referentiepunt voor gedetailleerde onderzoeken van de atmosferen van exoplaneten. Hij staat ongeveer dertien keer dichter bij zijn ster dan Mercurius bij de zon staat en heeft maar twee aardse dagen nodig om één omloop te voltooien. Met temperaturen die kunnen oplopen tot duizend graden Celsius is de planeet niet alleen ziedend heet, hij is ook berucht om zijn desastreuze weersomstandigeden, waaronder glasregens die met windsnelheden van 8000 km//uur worden voortgeblazen. Het onderzoeksteam heeft eveneens het gehalte aan zware metalen in HD 189733 gemeten – een bevinding die wetenschappers kan helpen bij de beantwoording van de vraag hoe de metalliciteit van een planeet samenhangt met diens massa. Minder zware ijzige reuzenplaneten zoals Neptunus en Uranus bevatten meer metalen dan gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus, de grootste planeten in ons zonnestelsel. Dat suggereert dat Neptunus en Uranus tijdens hun vroege vormingsfase naar verhouding meer ijs, gesteente en andere zware elementen verzamelden dan lichte gassen zoals waterstof en helium. Planeetwetenschappers zijn nu bezig om te onderzoeken of deze correlatie ook voor exoplaneten geldt. (EE)
→ Stench of a gas giant? Nearby exoplanet reeks of rotten eggs. And that’s a good thing
28 juni 2024
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, 27 juni). 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)
→ The density difference of sub-Neptunes finally deciphered
10 juni 2024
Astronomen hebben een momentopname gemaakt van een botsing tussen planetoïden in het Beta Pictoris-stelsel – een nabij stersysteem dat bekendstaat om zijn jonge leeftijd en tumultueuze planeet-vormende activiteit. De waarnemingen bieden een uniek kijkje in het beginstadium van de planeetvorming. Het nieuwe waarneemresultaat, verkregen door een team onder leiding van Christine Chen van de Johns Hopkins-universiteit, wordt vandaag gepresenteerd op de 244e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Madison, Wisconsin (VS). Het team van Chen ontdekte duidelijke veranderingen in de infraroodstraling die door stofdeeltjes rond de ster Bèta Pictoris wordt uitgezonden, door nieuwe meetgegevens van de Webb-ruimtetelescoop te vergelijken met waarnemingen van de Spitzer-ruimtetelescoop uit 2004 en 2005. Met behulp van de gedetailleerde metingen van Webb heeft het team de samenstelling en grootte geanalyseerd van stofdeeltjes in het gebied dat eerder met Spitzer werd bekeken. De wetenschappers keken met name naar de warmte die wordt uitgezonden door kristallijne silicaten - mineralen die vaak te vinden zijn rond jonge sterren, maar ook op aarde en andere hemellichamen – en vonden daarbij geen sporen van de deeltjes die twintig jaar geleden door Spitzer waren waargenomen. Dit suggereert dat er rond die tijd een catastrofale botsing heeft plaatsgevonden tussen planetoïden en andere objecten, waarbij deze werden verpulverd tot stofdeeltjes fijner dan stuifmeel. Aanvankelijk warmde het stof in de buurt van de ster op en zond het de thermische straling uit die door Spitzer werd geregistreerd. Stof dat zich inmiddels ver van de ster heeft verwijderd, is afgekoeld en zendt geen warmtestraling meer uit. Toen Spitzer zijn data verzamelde, gingen wetenschappers ervan uit dat het stof in de loop van de tijd in beweging zou worden gebracht en worden aangevuld door langs elkaar schurende kleine hemellichamen, maar uit de Webb-waarnemingen blijkt dat het stof niet is aangevuld. De ongeveer 63 lichtjaar verre ster Beta Pictoris staat al geruime tijd onder de aandacht van astronomen. Hij is pas twintig miljoen jaar oud – veel jonger dus dan ons 4,5 miljard jaar oude zonnestelsel – en bevindt zich in de cruciale fase waarbij zich al reuzenplaneten rond de ster hebben gevormd en zich mogelijk nog aardse planeten aan het ontwikkelen zijn. Bij de ster zijn minstens twee gasreuzen ontdekt, Bèta Pic b en c, die ook invloed uitoefenen op het omringende stof en puin. (EE)
→ Webb Telescope Reveals Asteroid Collision in Neighboring Star System
6 juni 2024
Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van de Groningse promovendus Aditya Arabhavi, heeft een palet aan koolwaterstoffen ontdekt in een planeetvormende schijf rond een jonge, lichte ster. De resultaten bevestigen dat schijven rond heel lichte jonge sterren anders zijn dan die rond zon-achtige sterren. De astronomen deden hun waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop en publiceren hun bevindingen vrijdag in het vakblad Science. Het team onderzocht het gebied rond de nog jonge ster ISO-ChaI-147 in het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon, op zo’n 650 lichtjaar van ons vandaan. De ster is een lichtgewicht: hij is negen keer minder zwaar dan onze zon. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in lichte sterren, omdat daar meer aardachtige planeten lijken te ontstaan dan rond heel zware sterren. De onderzoekers maakten gebruik van het mede in Nederland ontworpen en gebouwde MIRI-instrument dat zich op de ruimtetelescoop bevindt. De astronomen hebben dertien verschillende koolwaterstoffen in de planeetvormende schijf rond de ster aangetroffen. Het grootste ontdekte molecuul is benzeen (C6H6), dat overigens een jaar geleden voor het eerst rond een andere heel lichte jonge ster werd waargenomen. Het meest bijzonder is de vondst van ethaan (C2H6). Het is voor het eerst dat dit molecuul buiten ons zonnestelsel is gedetecteerd. Volgens Inga Kamp (Rijksuniversiteit Groningen), die mede-projectleider is van het onderzoek naar planeetvormende schijven, wordt het steeds duidelijker dat de planeetvormende schijven rond lichte sterren behoorlijk verschillen van die rond zon-achtige sterren. Kamp: ‘Bij de zon-achtige sterren zien we veel meer zuurstofhoudende moleculen zoals water en kooldioxide. Bij de lichte sterren zien we een overvloed van koolwaterstoffen.’ Dit enorme verschil in chemische samenstelling kan zich mogelijk doorvertalen naar de samenstelling van aardachtige planeten die rond lichte sterren vormen. Het onderzoek vond plaats in het kader van de MIRI mid-INfrared Disk Survey (MINDS), waar astronomen uit Groningen, Leiden en Nijmegen bij betrokken zijn. In totaal willen de onderzoekers ruim vijftig stofschijven rond jonge sterren analyseren. De verwachting is dat ze daarbij nog andere moleculen zullen ontdekken en meer kennis opdoen over het ontstaan van rotsachtige planeten in schijven rond kleine en grotere sterren.
→ Oorspronkelijk persbericht
5 juni 2024
Exoplaneet TIC365102760 b is er op de een of andere manier in geslaagd om – ondanks de intense straling van zijn nabije, reusachtige moederster – een opgezwollen atmosfeer vast te houden. Dat heeft een team van onderzoekers, onder leiding van astrofysicus Sam Grunblatt van Johns Hopkins University (VS), vastgesteld. Hun bevindingen worden deze week in The Astronomical Journal gepubliceerd. De planeet behoort tot een categorie van exoplaneten die ‘hete Neptunussen’ worden genoemd, omdat ze – ondanks dat ze veel dichter bij hun sterren staan en veel heter zijn – overeenkomsten vertonen met de ijskoude buitenste reuzenplaneten van ons zonnestelsel. De nu ontdekte exoplaneet, die de bijnaam Phoenix heeft gekregen, is verrassend veel kleiner, ouder en heter dan wetenschappers voor mogelijk hielden. Hij is iets meer dan zes keer zo groot als de aarde, heeft een omlooptijd van ruim vier dagen en staat ongeveer zes keer zo dicht bij zijn ster als Mercurius bij de zon. Gezien de combinatie van zijn hoge leeftijd, verzengende temperatuur en ongewoon lage dichtheid, lijkt het erop dat Phoenix in een veel lager tempo atmosferische gassen verliest dan astronomen voor mogelijk hielden. Maar het eeuwige leven heeft hij niet: Grunblatt en zijn collega’s schatten dat de planeet de komende 100 miljoen jaar geleidelijk naar zijn moederster toe zal spiralen en door deze wordt opgeslokt. ‘Het is de kleinste en waarschijnlijk ook lichtste planeet die we ooit bij zo’n rode reus hebben aangetroffen’, aldus Grunblatt. ‘Daarom ziet hij er zo vreemd uit. We weten niet waarom hij nog steeds een atmosfeer heeft, terwijl andere ‘hete Neptunussen’ die veel kleiner en dichter zijn, hun atmosfeer al onder veel minder extreme omstandigheden lijken te verliezen.’ De ontdekking van Phoenix is gebaseerd op gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een satelliet van NASA die exoplaneten opspoort door sterren te onderzoeken op kleine, regelmatig optredende helderheidsdipjes, zoals die ontstaan wanneer een planeet voor een ster langs schuift. De data van TESS werden gecombineerd met gegevens van de Keck-telescoop op Hawaï, die informatie opleverden over de massa van de planeet. (EE)
→ ‘Weird’ New Planet Retained Atmosphere Despite Nearby Star’s Relentless Radiation
23 mei 2024
Amerikaanse astronomen hebben een nieuwe catalogus gepubliceerd van 126 exoplaneten, ontdekt door NASA's ruimtetelescoop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) en vervolgens bestudeerd door telescopen in Hawaii en Californië. De catalogus, gepubliceerd in The Astrophysical Journal Supplement, bevat een enorme veelzijdigheid aan werelden, van zware reuzenplaneten tot kleine, rotsachtige planeten zoals de aarde.
TESS ontdekt planeten wanneer ze (gezien vanaf de aarde) voor hun moederster langs bewegen en daarbij een klein beetje sterlicht onderscheppen. Uit de TESS-waarnemingen kan de diameter van de planeet worden afgeleid. Vervolgens wordt de ster in detail bestudeerd met aardse telescopen, om de periodieke schommelingen op te meten die veroorzaakt worden door de zwaartekracht van de rondcirkelende planeet. Die spectroscopische metingen vertellen je de massa van de planeet. Als zowel de diameter als de massa bekend is, kan ook de dichtheid van de planeet worden berekend, en dat levert informatie op over de samenstelling.
De duizenden spectroscopische metingen die in de catalogus zijn verwerkt, zijn verricht met de HIRES-spectrograaf van de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii en met een spectrograaf op de Lick-sterrenwacht in Californië. De auteurs van de catalogus hebben drie jaar gewerkt aan het verzamelen en analyseren van alle metingen.
Twee planeten in de TESS-Keck Survey vallen in het bijzonder op. TOI-1824b is een 'sub-Neptunus' (een aanduiding die slaat op de grootte van de planeet) met een verrassend hoge dichtheid: de diameter is 2,6 keer zo groot als die van de aarde, maar de planeet is maar liefst 19 keer zo zwaar. Mogelijk bevat hij een grote rotsachtige kern en een dikke, waterrijke mantel. TOI-1798c is een 'super-aarde' in een zeer kleine baan rond een oranje hoofdreeksster, met een omlooptijd van nog geen twaalf uur. (GS)
→ Origineel persbericht
23 mei 2024
Met behulp van NASA's TESS-satelliet (Transiting Exoplanets Survey Satellite) is een mogelijk bewoonbare planeet ontdekt bij een rode dwergster op slechts 40 lichtjaar afstand van de aarde, in het sterrenbeeld Vissen. De ontdekking is vandaag gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gliese 12b, zoals de planeet heet, draait in slechts 12,8 dagen in een kleine baan rond zijn moederster. Die ster is een zogeheten rode dwerg, die aanzienlijk kleiner en koeler is dan onze zon. Ondanks de kleine afstand tot de ster ontvangt de planeet daardoor minder warmtestraling dan de planeet Venus in ons eigen zonnestelsel (maar wel 60% meer dan de aarde).
Als de planeet géén dampkring heeft, bedraagt de oppervlaktetemperatuur volgens berekeningen van de ontdekkers 42 graden Celsius. Als hij wél een dampkring heeft, is het maar de vraag of deze planeet ook een op hol geslagen broeikaseffect heeft ondergaan (zoals Venus, waar de temperatuur momenteel 470 graden is), of dat hij min of meer vergelijkbaar is met onze eigen aarde. In dat geval zou de oppervlaktetemperatuur ook wat hoger zijn dan de berekende 42 graden, maar kan er wellicht toch vloeibaar water op de planeet voorkomen, waardoor hij 'potentieel bewoonbaar' is.
Toekomstige waarnemingen met de James Webb Space Telescope zijn hopelijk in staat om het bestaan van een dampkring rond Gliese 12b aan te tonen of te weerleggen. Wat de uitkomst ook zal zijn, onderzoek aan deze exoplaneet zal meer licht kunnen werpen op de evolutie van aardse planeten en hun atmosferen. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderdzoek
20 mei 2024
Dankzij nieuwe waarnemingen van de James Webb Space Telescope en de Hubble Space Telescope zijn sterrenkundigen erachter gekomen waarom exoplaneet WASP-107b zo 'luchtig' is. De planeet heeft een soortelijke dichtheid vergelijkbaar met die van een marshmallow: het volume bedraagt 75% van het volume van Jupiter, maar de massa van de planeet is nog geen tiende Jupitermassa.
WASP-107b draait weliswaar in een kleine baan rond zijn moederster (op een afstand van 8 miljoen kilometer en met een omlooptijd van 5,7 dagen), maar hij ontvangt toch onvoldoende straling om het sterk 'opgezwollen' uiterlijk te verklaren.
De nieuwe metingen wijzen nu echter uit dat het inwendige van de planeet veel heter is dan tot nu toe werd gedacht. Door al die inwendige hitte is de dikke gasmantel van de planeet enorm sterk uitgedijd. De hoge inwendige temperatuur wordt veroorzaakt door getijdenkrachten: de baan van de planeet is niet precies cirkelvormig, waardoor het inwendige enigszins 'gekneed' wordt door de variërende zwaartekracht van de ster.
Dat de planeet van binnen heter is dan je op basis van zijn afstand tot de ster zou verwachten, blijkt uit metingen aan de samenstelling van de dampkring. Daarin zijn moleculen aangetroffen van onder andere waterdamp, koolmonoxide, kooldioxide, ammoniak, zwaveldioxide en methaan. De hoeveelheid methaan blijkt echter duizend maal zo klein te zijn als verwacht.
Methaan is een molecuul dat bij hoge temperaturen niet stabiel is. Het geringe methaangehalte valt alleen te verklaren als er in de gasmantel van de planeet sterke vermenging plaatsvindt met heet gas vanuit het binnenste.
De nieuwe waarnemingen zijn beschreven in twee artikelen die vandaag gepubliceerd zijn in het wetenschappelijk weekblad Nature. (GS)
→ Origineel persbericht
15 mei 2024
Een internationaal team van astronomen heeft, op slechts 55 lichtjaar afstand, een nieuwe planeet ter grootte van de aarde ontdekt, die om een ultrakoele rode dwergster draait. De planeet, die SPECULOOS-3 b wordt genoemd, is pas de tweede in zijn soort die bij een ster van dit type is ontdekt. Hij doet er ongeveer zeventien uur over om éénmaal om zijn ster te draaien. De ster zelf is maar half zo heet als onze zon en honderd keer minder helder. Zijn massa is tien keer zo klein als die van de zon (Nature Astronomy, 15 mei). De ontdekking is gedaan door het SPECULOOS-project, onder leiding van de Universiteit van Luik, die daarbij samenwerkt met de universiteiten van Birmingham, Cambridge, Bern en het Massachusetts Institute of Technology. SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars) is opgericht om, met behulp van een wereldwijd netwerk van robottelescopen, naar exoplaneten te zoeken die rond ultrakoele dwergsterren draaien. Ultrakoele dwergsterren komen heel veel voor: ze vertegenwoordigen ongeveer zeventig procent van alle sterren in ons Melkwegstelsel. Maar ze zijn ook erg zwak en wijd verspreid over de hemel, dus hebben astronomen een groot netwerk van telescopen nodig om één zo’n ster weken achtereen in de gaten te kunnen houden. Alleen op die manier kunnen ze de kleine helderheidsdipjes registreren zoals die worden veroorzaakt door planeten die vanaf de aarde gezien met regelmatige tussenpozen voor hun ster langs trekken. Aan de andere kant maakt de kleine omvang van de ultrakoude dwergen het weer gemakkelijker om kleine planeten op te sporen. De volgende stap in dit project zouden vervolgwaarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop kunnen zijn. Dat kan interessante informatie opleveren over de mineralogie van het oppervlak van SPECULOOS-3 en over diens eventuele atmosfeer.(EE)
→ Astronomers discover new Earth-sized world orbiting an ultra-cool star
15 mei 2024
Astronomen hebben de waarschijnlijk grootste planeet-vormende schijf ontdekt die ooit is waargenomen. Doordat we er vanaf de zijkant tegenaan kijken, ziet de schijf eruit als een reusachtige kosmische ‘vlinder’. Het object staat officieel te boek als IRAS 23077+6707 of kortweg IRAS 23077. Het is ongeveer duizend lichtjaar van ons verwijderd en werd in 2016 voor het eerst opgemerkt door Ciprian T. Berghea van het US Naval Observatory, met behulp van het Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS). Jarenlang bleef zijn ware aard onbekend. Twee nieuwe onderzoeksartikelen hebben nu dan eindelijk uitsluitsel gegeven. In het eerste artikel, onder leiding van Berghea en geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters, wordt gemeld dat IRAS 23077 een jonge ster is, in het centrum van een enorme planeet-vormende schijf. In het tweede artikel, dat afgelopen maandag in The Astrophysical Journal Letters is verschenen, bevestigen onderzoekers de ontdekking van de schijf met behulp van de Submillimeter Array (SMA) – een opstelling van telescopen op Hawaï die licht op millimetergolflengten – een type radiostraling – detecteert. Planeet-vormende schijven – door astronomen meestal ‘protoplanetaire schijven’ genoemd – zijn de kraamkamers rond jonge sterren waarin zich planeten vormen. Ze zijn rijk aan stof en gas, en uit de manier waarop zo’n schijf ronddraait kunnen astronomen afleiden hoe groot deze is, en hoeveel massa de centrale ster heeft. De diameter van IRAS 23077 is ruwweg 3300 keer de afstand tussen de aarde en de zon, waarmee hij ongeveer tweemaal zo groot is als de vorige recordhouder. De schijf bevat genoeg gas en stof om talrijke reuzenplaneten tot op grote afstanden van de centrale ster te kunnen vormen. (EE)
→ A Giant Cosmic Butterfly's Nature is Revealed
14 mei 2024
Een internationaal team onder leiding van onderzoekers van het EXOTIC-lab van de Universiteit van Luik heeft een buitengewoon ‘luchtige’ reuzenplaneet ontdekt die om een 1200 lichtjaar verre zonachtige ster draait. De nieuwe planeet, WASP-193b, is anderhalf keer zo groot als Jupiter, maar heeft zeven keer zo weinig massa. Daarmee is hij, na de veel kleinere planeet Kepler-51d, de op één na minst dichte planeet die tot nu is ontdekt (Nature Astronomy, 14 mei). De nieuwe planeet werd in eerste instantie opgespoord in het kader van de Wide Angle Search for Planets (WASP), een internationaal samenwerkingsverband van academische instellingen die samen twee robotobservatoria beheerden – één op het noordelijk halfrond en één op het zuidelijke. Beide maakten gebruik van groothoekcamera’s om de helderheden van duizenden sterren te meten. In gegevens die tussen 2006 en 2012 werden verzameld, ontdekte WASP-zuid periodieke dipjes in het licht van de ster WASP-193. Daaruit bleek dat er om de 6,25 dagen een planeet voor deze ster langs schuift. Uit de hoeveelheid licht die deze planeet bij elke overgang tegenhield kon een schatting worden gemaakt van diens grootte. En vervolgwaarnemingen met diverse telescopen in het noorden van Chili hebben nu ook de massa van de planeet aan het licht gebracht. Tot verbazing van de astronomen is WASP-193b ongeveer zeven keer lichter dan Jupiter en heeft hij een dichtheid van ongeveer 0,059 gram per kubieke centimeter. Ter vergelijking: de dichtheid van Jupiter zelf bedraagt ongeveer 1,33 gram per kubieke centimeter en die van de aarde 5,51 gram per kubieke centimeter. Een van de materialen die qua dichtheid het dichtst in de buurt komt van WASP-193b is suikerspin, dat een dichtheid heeft van ongeveer 0,05 gram per kubieke centimeter. De onderzoekers vermoeden dat de nieuwe planeet voornamelijk uit waterstof en helium bestaat, net als de meeste andere gasreuzen in ons Melkwegstelsel.In het geval van WASP-193b vormen deze gassen waarschijnlijk een enorm opgeblazen atmosfeer die tienduizenden kilometers verder reikt dan die van Jupiter. Hoe zo’n ‘donzige’ planeet kan ontstaan, is een vraag die nog door geen enkele bestaande theorie over planeetvorming kan worden beantwoord. (EE)
→ WASP-193b, a giant planet with a density similar to that of cotton candy
8 mei 2024
Een onderzoeksteam onder leiding van Renyu Hu van NASA’s Jet Propulsion Laboratory heeft aanwijzingen gevonden dat 55 Cancri e – een rotsachtige exoplaneet op 41 lichtjaar afstand – een atmosfeer heeft. De ontdekking is gebaseerd op waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop (Nature, 8 mei). 55 Cancri e is een van de vijf bekende planeten die rond een zonachtige ster in het sterrenbeeld Kreeft draaien. Omdat hij bijna twee keer zo groot is als de aarde en een iets grotere dichtheid heeft, wordt de planeet tot de ‘superaardes’ gerekend: planeten die groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus, en qua samenstelling op de rotsachtige planeten van ons zonnestelsel lijken. Desondanks is 55 Cancri e allesbehalve rotsvast. Hij draait zo dicht om zijn ster (een volledige omloop duurt slechts achttien uur!) dat zijn oppervlak een diepe, borrelende oceaan van magma moet zijn. Met zo’n krappe omloopbaan is het waarschijnlijk dat de rotatieperiode van de planeet gelijk is aan zijn omlooptijd, wat betekent dat de ene kant van de planeet altijd naar de ster is gericht en de andere kant eeuwig in duisternis is gehuld. Webb kan 55 Cancri e niet rechtstreeks fotograferen, maar kan wel de subtiele veranderingen in het licht van het 55 Cancri-stelsel meten die het gevolg zijn van de draaiing van de planeet om zijn ster. Door de infraroodhelderheid te meten op het moment dat de planeet zich achter zijn ster bevindt en het resultaat af te trekken van de helderheid op het moment dat de planeet naast zijn ster staat, konden de astronomen berekenen hoeveel infraroodlicht van de dagzijde van de planeet afkomstig was. En daaruit kon dan weer de oppervlaktetemperatuur van de planeet worden afgeleid. Als de planeet bedekt zou zijn met donker gesmolten gesteente en weinig of geen atmosfeer had, zou de temperatuur aan zijn dagkant ongeveer 2200 graden Celsius moeten bedragen. In plaats daarvan lieten de metingen een relatief lage temperatuur van ongeveer 1500 graden Celsius zien. ‘Dit is een zeer sterke aanwijzing dat er energie van de dagzijde naar de nachtzijde wordt gedistribueerd, waarschijnlijk door een gasrijke atmosfeer,’ aldus Hu. De onderzoekers denken dat de gassen waarin 55 Cancri e is gehuld uit het binnenste van de planeet afkomstig zijn. Door zijn hoge temperatuur en de intense straling van zijn ster zou zijn oorspronkelijke atmosfeer namelijk allang verdwenen moeten zijn. De huidige atmosfeer bestaat waarschijnlijk uit gassen die ontsnappen uit de magma-oceaan waarmee de planeet is bedekt. Hoewel 55 Cancri e veel te heet is om leefbaar te zijn, zou hij inzicht kunnen geven in de jonge planeten aarde, Venus en Mars, waarvan wordt aangenomen dat ze in het verre verleden eveneens met magma-oceanen bedekt zijn geweest. ‘Uiteindelijk willen we begrijpen onder welke omstandigheden een rotsachtige planeet een gasrijke atmosfeer kan onderhouden: het belangrijkste ingrediënt voor een leefbare wereld,’ aldus Hu. (EE)
→ Hints of a possible atmosphere around a rocky exoplanet
3 mei 2024
In september vorig jaar deed het gerucht de ronde dat de Webb-ruimtetelescoop een mogelijk spoor van leven had ontdekt op een exoplaneet – een planeet buiten ons zonnestelsel. Nieuw onderzoek ondergraaft deze ontdekking, maar de hoop blijft dat Webb binnen afzienbare tijd alsnog het bestaan van buitenaards leven zal kunnen aantonen (Astrophysical Journal Letters, 2 mei). Veel exoplaneten lijken in de verste verte niet op aarde. Hun temperaturen, atmosferen en klimaten maken leven zoals wij dat kennen onmogelijk. Maar exoplaneet K2-18b is een beetje anders. Deze planeet ontvangt bijna net zoveel licht en warmte van zijn ster als de aarde van de zon, en heeft ook ongeveer dezelfde temperatuur. Maar anders dan de aardatmosfeer, die grotendeels uit stikstof bestaat, bestaat de dampkring van K2-18b voornamelijk uit waterstof. Wel wordt erover gespeculeerd dat de exoplaneet oceanen van water zou kunnen hebben. Vorig jaar maakte een team van onderzoekers bekend dat Webb methaan en koolstofdioxide in de atmosfeer van K2-18b had ontdekt – twee elementen die op het bestaan van leven zouden kunnen wijzen. En als klap op de vuurpijl kwam daar nog een mogelijke detectie van dimethylsulfide bij – een organische zwavelverbinding die door algen en bacteriën in de oceanen op aarde wordt geproduceerd. Omdat de Webb-data geen zekerheid konden geven over de aanwezigheid van dit gas in de atmosfeer van K2-18b, hebben onderzoekers van de Universiteit van Californië te Riverside zich gebogen over de vraag of zich voldoende dimethylsulfide in de atmosfeer van deze 120 lichtjaar verre exoplaneet kan hebben opgehoopt om waarneembaar te zijn voor Webb. Met behulp van computermodellen hebben de wetenschappers nu vastgesteld dat het zwakke signaal dat Webb heeft gedetecteerd waarschijnlijk niet aan dimethylsulfide kan worden toegeschreven. Het gemeten signaal vertoont namelijk een grote overlap met dat van methaan, en het door Webb gebruikte meetinstrument is simpelweg niet in staat om de twee gassen van elkaar te onderscheiden. Toch denken de Riverside-onderzoekers dat zich in de atmosfeer van K2-18b dimethylsulfide tot op detecteerbare niveaus kan ophopen. Daarvoor zou plankton – of een andere levensvorm – dan wel twintig keer meer dimethylsulfide moeten produceren dan op aarde aanwezig is. Later dit jaar zal Webb K2-18b onder de loep nemen met een instrument dat gevoelig genoeg is om de aanwezigheid van zulke grote hoeveelheden dimethylsulfide aan te tonen. (EE)
→ Webb telescope probably didn’t find life on an exoplanet — yet
30 april 2024
De nachtkant van exoplaneet WASP-43b blijkt, tot verrassing van astronomen, geen methaan te bevatten. Waarschijnlijk komt dit doordat het te hard waait. Dat stelt een internationaal team van wetenschappers met Leidse en Amsterdamse inbreng, dat de exoplaneet en de bijbehorende ster gedurende een volledige omloop van de planeet (19,5 uur) heeft gevolgd met de Webb-ruimtetelescoop (Nature Astronomy, 30 april). Exoplaneet WASP-43b is qua grootte en massa vergelijkbaar met Jupiter, maar het is een heel ander soort wereld. Op het ene halfrond is het permanent dag en op het andere (dus) altijd nacht – een verschijnsel dat synchrone of gebonden rotatie wordt genoemd. Dit komt doordat de planeet extreem dicht om zijn ster draait: 27 keer dichter dan de afstand tussen de planeet Mercurius en de zon. Dankzij de scherpe blik van het MIRI-instrument op de Webb-ruimtetelescoop konden de onderzoekers de helderheid van de ster en de planeet gedurende een volledige omloop van de planeet vastleggen. Zo konden ze het zeer zwakke schijnsel van de planeet opvangen en een temperatuurkaart van de diens atmosfeer maken. De dagzijde van WASP-43b blijkt met 1250 graden Celsius verzengend heet te zijn. De nachtzijde tikt nog altijd 600 graden aan, maar dat is koeler dan verwacht. De astronomen verklaren dit door de aanwezigheid van wolken die straling van dieper in de atmosfeer tegenhouden. De astronomen hebben, naast de temperatuur, ook de chemische samenstelling van de planeetatmosfeer gemeten. Er blijkt zowel aan de dagkant als aan de nachtkant waterdamp in de atmosfeer aanwezig te zijn. Bij eerdere waarnemingen met ruimtetelescoop Hubble was al water aan de dagzijde van de planeet ontdekt, maar de nachtzijde was te donker voor Hubble. Tegen de verwachting in is er geen methaan aan de nachtzijde van de planeet aangetroffen. Van de dagkant was al bekend dat er geen methaan zou kunnen voorkomen, omdat het daar te heet is. Maar de nachtzijde is met 600 graden theoretisch koel genoeg voor de vorming van dit gas. De onderzoekers vermoeden nu dat er extreme winden met snelheden tot 7500 kilometer per uur over de planeet razen. Die zorgen ervoor dat er niet genoeg tijd is om meetbare hoeveelheden methaan te vormen. Het is voor het eerst dat onderzoekers zo duidelijk de temperatuur en samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet in kaart hebben gebracht. In de toekomst willen ze dat bij meer exoplaneten gaan doen. En uiteindelijk hopen ze met nog te bouwen telescopen de atmosferen te bestuderen van exoplaneten die meer op de aarde lijken. (EE)
→ Volledig persbericht
5 april 2024
Hoog in de met metaaldamp gevulde atmosfeer van de exoplaneet WASP-76b hebben astronomen aanwijzingen gevonden voor een kleurrijk optisch verschijnsel dat glorie heet. Dit verschijnsel, vergelijkbaar met een regenboog, is nog nooit eerder buiten ons zonnestelsel gezien, en daarbinnen slechts op twee planeten: de aarde en Venus. De glorie bestaat uit een aantal concentrische ringen om een helder centrum en ontstaat alleen onder heel specifieke omstandigheden, namelijk wanneer licht op een stabiele, uniforme mist van bolvormige druppeltjes van ongeveer gelijke grootte valt. WASP-76b is heel populair onder planeetwetenschappers. Hij draait om een geelwitte ster die iets groter is dan de zon, op zo’n 640 lichtjaar van de aarde. Zijn baan om de ster is heel krap, wat resulteert in een omlooptijd van nog geen twee dagen. Doordat hij zich zo dicht bij zijn moederster bevindt, lopen de temperaturen aan zijn dagzijde op tot meer dan 2400 graden – heet genoeg om ijzer te laten verdampen. Wanneer deze planeet vanaf de aarde gezien voor zijn ster langs schuift, kunnen astronomen in zijn atmosfeer kijken, bijvoorbeeld met een satelliet als Cheops – de Characterising ExOplanet Satellite – van het Europese ruimteagentschap ESA. Daarbij hebben ze een heldere plek in de atmosfeer van WASP-76b ontdekt, die ongeveer op de grens van dag en nacht ligt. Volgens Olivier Demangeon, hoofdauteur van het onderzoeksverslag dat vandaag in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics is gepubliceerd, is het voor het eerst dat zo’n scherpe overgang in de helderheid van een exoplaneet is gedetecteerd. Het signaal is erg zwak en er is meer onderzoek nodig om te bevestigen dat het inderdaad om een glorie gaat. Maar áls dat lukt, levert dat kennis op over het bovenste deel van de atmosfeer van WASP-76b. De mogelijke glorie van WASP-76b is de afgelopen drie jaar 23 keer waargenomen. Dat is een sterke aanwijzing dat er voortdurend bolvormige druppeltjes in de wolken van de ziedend hete exoplaneet aanwezig zijn, en dat deze druppeltjes ook gestaag worden aangevuld. En dit vereist op zijn beurt weer langdurig stabiele temperatuurcondities in de atmosfeer van de planeet. (EE)
→ First ‘glory’ on hellish distant world?
8 maart 2024
Geluidsgolven waarvan gedacht werd dat ze afkomstig waren van een meteoroïde die in 2014 ten noorden van Papoea-Nieuw-Guinea de aardatmosfeer binnendrong en als een zeer heldere vuurbol te zien was, waren vrijwel zeker trillingen van een vrachtwagen die over een nabijgelegen weg reed, zo blijkt uit nieuw onderzoek onder leiding van de Johns Hopkins Universiteit (VS). De bevinding roept twijfels op over de bewering dat materialen die vorig jaar uit de oceaan zijn opgevist van ‘buitenaardse technologische’ aard zijn, zoals in diverse media werd gesuggereerd. ‘Het signaal veranderde in de loop van de tijd van richting, precies in overeenstemming met een weg die langs de seismometer loopt’, aldus Benjamin Fernando, seismoloog aan de Johns Hopkins Universiteit die het onderzoek leidde. ‘Het is heel moeilijk om vast te stellen of een bepaald signaal ergens níét van afkomstig is. Maar wat we wel kunnen doen is aantonen dat er veel van dit soort signalen zijn, en dat ze alle kenmerken hebben die we van een vrachtwagen zouden verwachten en geen van de kenmerken die bij een meteoor passen. Nadat de meteoroïde in januari 2014 de aardatmosfeer was binnengedrongen, werd deze gebeurtenis in verband gebracht met bodemtrillingen die werden geregistreerd op een seismisch station op Manus Island in Papoea-Nieuw-Guinea. Maar volgens Fernando en zijn team berust deze veronderstelling op verkeerd geïnterpreteerde gegevens, en kwam de meteoroïde eigenlijk ergens anders de atmosfeer binnen. Ze vonden geen bewijs van seismische golven van de meteoor: ‘De locatie van de vuurbol was eigenlijk heel ver weg van waar de oceanografische expeditie heen ging fragmenten van de meteoroïde op te halen. Ze gebruikten niet alleen het verkeerde signaal, ze zochten ook op de verkeerde plek.’ Met behulp van gegevens van seismische stations in Australië en Palau die zijn ontworpen om geluidsgolven van kernproeven te detecteren, identificeerden Fernando en zijn team een meer waarschijnlijke locatie voor de meteoroïde, meer dan 150 kilometer van het gebied dat in eerste instantie werd onderzocht. Ze concluderen daaruit dat de materialen die van de oceaanbodem zijn geborgen kleine, gewone meteorieten waren, of deeltjes die afkomstig waren van andere meteorieten die op het aardoppervlak insloegen, vermengd met aardse vervuiling. (EE)
→ Interstellar Signal Linked to Aliens Was Actually Just a Truck
25 januari 2024
Astronomen hebben de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om de exoplaneet GJ 9827d te onderzoeken. In de atmosfeer van deze planeet, die ongeveer tweemaal zo groot is als de aarde, blijkt waterdamp te zitten. Onduidelijk is nog om hoeveel waterdamp het gaat. Volgens de astronomen zijn er twee mogelijke scenario’s. Het ene is dat de planeet nog steeds een waterstofrijke atmosfeer vasthoudt die rijk is aan water. In dat geval zou GJ 9827d een zogeheten mini-Neptunus zijn. Een andere mogelijkheid is dat het een hetere versie is van de Jupitermaan Europa, die twee keer zoveel water als de aarde onder zijn korst heeft. De planeet zou dan rotsachtig kunnen zijn en gehuld in grote hoeveelheden waterdamp. Omdat de planeet zo heet is als Venus (ruim 400 graden Celsius), zou het in dat geval met zekerheid een onherbergzame, broeierige wereld zijn. Hoe dan ook: als de planeet inderdaad een waterrijke atmosfeer heeft, dan zal hij waarschijnlijk op grotere afstand van zijn moederster zijn ontstaan, waar de temperatuur laag genoeg was om bevroren water in te zamelen. Vervolgens zou de planeet dichter naar de ster toe zijn gemigreerd, en geleidelijk zijn opgewarmd, waardoor het meeste waterstofgas ontsnapte. Een alternatieve verklaring is dat de planeet dicht bij de ster is gevormd en maar kleine hoeveelheden water in zijn atmosfeer heeft. De Hubble-ruimtetelescoop heeft GJ 9827d waargenomen tijdens elf zogeheten planeetovergangen die verspreid over elf jaar hebben plaatsgebonden. Bij zo’n planeetovergang of transit schuift een planeet voor zijn ster langs en wordt het licht van laatstgenoemde als het ware gefilterd door de planeetatmosfeer. Op zo’n moment kan met behulp van spectroscopie de samenstelling van de atmosfeer worden gemeten. (EE)
→ NASA's Hubble Finds Water Vapor in Small Exoplanet's Atmosphere
11 januari 2024
Beta Pictoris is een jong planetenstelsel op slechts 63 lichtjaar van de aarde. Het bevat de eerste stofschijf rond een andere ster die ooit in beeld is gebracht – een schijf van brokstukken die is ontstaan door botsingen tussen planetoïden, kometen en/of planetesimalen. In 2006 ontdekte de Hubble-ruimtetelescoop een enigszins gekantelde tweede schijf in dit stelsel en nu heeft een team onder leiding van Isabel Rebollido van het Astrobiology Center in Spanje met behulp van de nieuwe Webb-ruimtetelescoop opnieuw een bijzondere ontdekking gedaan: een kromme uitloper in de vorm van een kattenstaart die schuin op de secundaire puinschijf staat. Een andere nieuwe ontdekking is dat de twee schijven van Beta Pictoris verschillende temperaturen hebben, wat waarschijnlijk komt door verschillen in samenstelling. Zowel de secundaire schijf als de ‘kattenstaart’ zijn warmer dan de hoofdschijf. Deze hogere temperatuur doet volgens de onderzoekers vermoeden dat het stof bestaat uit zeer poreus organisch materiaal, vergelijkbaar met de materie op de oppervlakken van kometen en planetoïden in ons zonnestelsel. Uit een voorlopige analyse van materiaal van planetoïde Bennu door NASA’s ruimtemissie OSIRIS-REx is bijvoorbeeld gebleken dat dit zeer donker en koolstofrijk is, net als wat Webb nu bij Beta Pic heeft ontdekt. Onduidelijk is nog hoe de ‘kattenstaart’ is ontstaan. Rebollido en haar team hebben verschillende scenario’s doorgerekend om deze structuur na te bootsen. Uit de resultaten leiden ze af dat de kattenstaart het resultaat is van een gebeurtenis waarbij veel stof vrijkomt – bijvoorbeeld een botsing tussen planetesimalen – die slechts honderd jaar geleden heeft plaatsgevonden. Rekening houdend met de helderheid van de staart, schatten de wetenschappers dat de daarin aanwezige hoeveelheid stof ruwweg overeenkomt met de massa van een forse planetoïde. Het voorkeursmodel van het team verklaart de scherpe hoek van de staart ten opzichte van de secundaire schijf als een eenvoudige optische illusie. De schuine stand is het gevolg van een combinatie van ons perspectief en de gebogen vorm van de staart, waarvan het beginstuk in feite een hoek van slechts vijf graden maakt met de schijf. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd tijdens de 243e bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in New Orleans, Louisiana (VS) wordt gehouden. (EE)
→ NASA’s Webb Discovers Dusty 'Cat's Tail' in Beta Pictoris System
10 januari 2024
Nieuwe gegevens, verkregen met de Keck-sterrenwacht op Mauna Kea (Hawaï), bevestigen dat exoplaneet WASP-69b – bekend vanwege zijn ontsnappende atmosfeer – een komeetachtige staart heeft ontwikkeld. Een team van de Universiteit van Californië te Los Angeles (UCLA) heeft tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week wordt gehouden bekendgemaakt dat deze staart veel langer is dan gedacht: minstens 560.000 kilometer (The Astrophysical Journal, 9 januari). WASP-69b cirkelt om een ster op 160 lichtjaar van de aarde. Zijn afstand tot die ster is dermate klein, dat het jaar op deze planeet nog geen vier aardse dagen duurt. En de atmosfeer van de planeet heeft ernstig te lijden onder de intense straling waarmee zij door de ster wordt bestookt. Hoewel WASP-69b ongeveer drie keer minder massa heeft als de planeet Jupiter, is hij door de extreme hete van zijn moederster tien procent groter. Door het opzwellen van zijn atmosfeer kan daaruit gemakkelijk gas ontsnappen. Het ontsnappende gas produceert een ‘wind’ die in wisselwerking staat met de wind van de moederster, en daardoor heeft zich een lange staart van heliumgas gevormd. WASP-69b verliest ongeveer één aardmassa aan gas per miljard jaar, maar met een totale massa die bijna negentig keer zo groot is als die van de aarde, loopt de planeet geen gevaar om binnen afzienbare tijd zijn atmosfeer kwijt te raken. (EE)
→ WASP-69b: New Images Reveal Exoplanet’s Comet-Like Tail Is Surprisingly Longer Than Previously Observed
8 januari 2024
Met behulp van de Europese Very Large Telescope Interferometer (VLTI) heeft een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van József Varga van de Konkoly-sterrenwacht in Boedapest (Hongarije), de stofverdeling onderzocht in het centrale deel van de planeet-vormende schijf rond de jonge ster HD 144432 - het gebied dat overeenkomt met de zone waar de rotsachtige planeten in ons eigen zonnestelsel zijn gevormd. Daarbij hebben ze ontdekt dat het stof in deze schijf zich heeft opgehoopt in drie concentrische ringen. De eerste op Mercurius-afstand, de tweede op Mars-afstand en de derde in de buurt van de Jupiterbaan. Ringstructuren in de schijf rond een jonge ster wijzen erop dat er planeten worden gevormd (Astronomy & Astrophysics, 8 januari). HD 144432 is het eerste voorbeeld van een complex ringenstelsel zo dicht bij de centrale ster. Ervan uitgaande dat er in de openingen tussen de de ringen twee planeten-in-wording rondcirkelen, schatten de astronomen dat hun massa’s ongeveer gelijk zijn aan die van de planeet Jupiter. De astronomen hebben vastgesteld dat de samenstelling van het stof rond HD 144432 vergelijkbaar is met die van de aarde en de rotsachtige planeten in ons eigen zonnestelsel: het bevat verschillende silicaten en andere mineralen die in de aardkorst en -mantel te vinden zijn, en mogelijk ook metallisch ijzer, zoals dat aanwezig is in de kernen van Mercurius en de aarde. Indien bevestigd, zou het voor het eerst zijn dat er ijzer is ontdekt in een planeet-vormende schijf. Het stof in het centrale deel van HD 144432 kan tot wel 1500 graden heet zijn; dat verder naar buiten slechts 25 graden Celsius. In het hete deel kunnen mineralen en ijzer smelten en vervolgens weer tot kristallen condenseren. Koolstofdeeltjes zijn niet bestand tegen hitte en verdampen tot koolstofmonoxide of -dioxidegas. Wel kan koolstof een belangrijk bestanddeel zijn van de vaste deeltjes in het buitendeel van de schijf. De combinatie van ijzerrijk en koolstofarm stof zou goed passen bij de omstandigheden in ons eigen zonnestelsel. Mercurius en de aarde zijn ijzerrijke planeten, maar de aarde bevat relatief weinig koolstof. (EE)
→ Three iron rings in a planet-forming disk
18 december 2023
Een team van astronomen, onder leiding van Eder Martioli (LNA/MCTI, Brazilië) en Guillaume Hébrard (Institut d’astrophysique de Paris, Frankrijk), heeft twee nieuwe planetenstelsels ontdekt die rond sterren draaien die veel op onze zon lijken. De gegevens die nodig waren voor de ontdekking van de twee planetenstelsels, TOI-1736 en TOI-2141 geheten, zijn verkregen met NASA-satelliet TESS en de SOPHIE-spectrograaf van de 1,93-meter telescoop van het Observatoire de Haute-Provence in Zuid-Frankrijk (Astronomy & Astrophysics, 15 december). TOI-2141 is een ster op 250 lichtjaar afstand, die bijna net zo groot is als onze zon. Hij is wel iets ouder en bevat ook minder zware elementen. Zijn planeet, TOI-2141b, werd gedetecteerd met behulp van de transitmethode. Deze methode maakt gebruik van het feit dat de planeet vanaf de aarde gezien met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs schuift, waardoor het sterlicht periodieke helderheidsdipjes vertoont. TOI-2141b is drie keer zo groot als de aarde, en zijn massa ongeveer 24 keer zo groot. Daarmee is hij een zogeheten ‘mini-Neptunus’. De planeet draait in ruim achttien dagen om zijn ster, op een afstand die ongeveer acht keer zo klein is als de afstand tussen de aarde en de zon. Door de nabijheid van de ster kan zijn temperatuur oplopen tot ongeveer 450 graden Celsius. Zijn dichtheid doet vermoeden dat de planeet een rotsachtige kern heeft en een atmosfeer die veel water bevat – in dampvorm uiteraard.
Het planetenstelsel van de ster TOI-1736 is wat exotischer. TOI-1736 is 290 lichtjaar van ons verwijderd en lijkt sterk op de zon, vooral wat temperatuur en leeftijd betreft. De astronomen hebben ontdekt dat deze ster, samen met een kleinere en koelere ster een dubbelstersysteem vormt. De beide sterren staan echter ver genoeg uit elkaar om verstoring van het planetenstelsel van TOI-1736, dat uit minstens twee planeten bestaat, te voorkomen. (EE)
→ Discovery of Two Planetary Systems Around Sun-like Stars
8 december 2023
Astronomen hebben al meer dan 5300 exoplaneten opgespoord, maar tot nu toe zijn bij slechts twee daarvan ook mogelijke manen ontdekt. En zelfs daar zijn nu grote twijfels over (Nature Astronomy, 7 december). In ons zonnestelsel hebben bijna alle planeten manen. Wetenschappers achten het dan ook waarschijnlijk dat er ook rond planeten bij andere sterren manen cirkelen. Tot nu toe waren echter alleen bij de Jupiter-achtige exoplaneten Kepler-1625b en Kepler-1708b aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van manen – forse exemplaren zelfs, groter dan de aarde. Dit geringe aantal is op zich niet zo verrassend. Een maan is immers veel kleiner dan zijn moederplaneet en daardoor ook veel moeilijker te vinden. Bovendien kost het erg veel tijd om de meetgegevens van duizenden exoplaneten uit te pluizen op mogelijke manen. Om de zoektocht te vergemakkelijken hebben de Duitse onderzoekers Michael Hippke en René Heller vorig jaar een zoekalgoritme ontwikkeld. Maar toen ze dit algoritme loslieten op de meetgegevens van Kepler-1625b en Kepler-1708b, ontdekten ze tot hun verbazing dat de vermeende manen van deze planeten hierin niet terug te vinden waren. Exoplaneet Kepler-1625b maakte vijf jaar geleden furore toen Amerikaanse onderzoekers sterke aanwijzingen gevonden meenden te hebben dat er om deze planeet een grote maan draait. Zij baseerden dit op gegevens van de Kepler-ruimtetelescoop, die meer dan tweeduizend exoplaneten heeft opgespoord. In de jaren die volgden speelde de vermeende exomaan echter verstoppertje. Bij het verwijderen van de ‘ruis’ in de Kepler-gegevens verdween ook het zwakke signaal van de maan. Maar desondanks werden bij vervolgwaarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop opnieuw aanwijzingen voor het bestaan van de maan ontdekt. En vorig jaar kwam daar nog de ontdekking van de grote maan bij exoplaneet Kepler-1708b bij. Als een exoplaneet vanaf de aarde gezien voor zijn ster langs schuift, wordt de ster een heel klein beetje zwakker. Zo’n planeetovergang of transit herhaalt zich bij elke omloop van de planeet rond zijn ster. Een eventueel aanwezige maan geeft een vergelijkbaar verduisterend effect, maar dan veel zwakker. Om toch manen te kunnen detecteren, heeft het Duitse duo miljoenen simulaties van kunstmatige planeetovergangen berekend voor planeet-maancombinaties van uiteenlopende afmetingen en op uiteenlopende onderlinge afstanden van elkaar. Een algoritme heeft deze kunstmatige planeetovergangen vervolgens vergeleken met de beschikbare waarneemgegevens. In het geval van Kepler-1708b hebben de onderzoekers nu ontdekt dat scenario’s zonder maan de waarnemingsgegevens net zo goed kunnen verklaren als scenario’s met een maan. Met andere woorden: de gegevens kunnen het bestaan van een exomaan bij Kepler-1708b niet bewijzen. Iets soortgelijks geldt voor de vermeende maan van Kepler-1625b. Dee planeetovergangen die bij deze ster door Kepler en Hubble zijn geregistreerd worden sterk beïnvloed door diens randverzwakking – het verschijnsel dat ervoor zorgt dat de helderheid van een ster naar de rand toe minder wordt. Dit effect kan gemakkelijk worden aangezien voor het verduisterende signaal van een grote maan. (EE)
→ Giant doubts about giant exomoons
6 december 2023
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder leiding van Ardjan Sturm (Universiteit Leiden), heeft met behulp van de Webb-ruimtetelescoop voor het eerst een tweedimensionale inventaris gemaakt van het ijs in een planeet-vormende schijf van stof en gas rond een jonge ster (Astronomy & Astrophysics, 6 december). IJs is belangrijk voor de vorming van planeten en kometen. Dankzij ijs klonteren stofdeeltjes aan elkaar tot grotere brokken waaruit planeten en kometen ontstaan. Daarnaast hebben inslagen van ijshoudende kometen waarschijnlijk bijgedragen aan de hoeveelheid water op aarde, waardoor haar zeeën gevormd zijn. Het ijs bevat ook de voor leven belangrijke atomen koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. IJs in planeet-vormende schijven was echter nog nooit in detail in kaart gebracht. Dat komt doordat telescopen op aarde woorden gehinderd door de waterdamp in onze atmosfeer, en doordat andere ruimtetelescopen niet groot genoeg waren om zulke zwakke objecten te detecteren. De Webb-ruimtetelescoop lost deze problemen op. De onderzoekers bestudeerden het licht van de schijf rond de jonge ster HH 48 NE, die op een afstand van ongeveer 600 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon staat. De schijf ziet eruit als een hamburger, met twee heldere vlakken, gescheiden door een donkere balk, omdat we er van opzij tegenaan kijken. Het sterlicht komt onderweg naar de telescoop veel moleculen van de schijf tegen. Daardoor ontstaan absorptiespectra met pieken die specifiek zijn voor elk molecuul. De onderzoekers zagen in de absorptiespectra duidelijke pieken van waterijs (H2O), koolstofdioxide-ijs (CO2) en koolstofmonoxide-ijs (CO). Verder vonden ze aanwijzingen voor ijs van ammoniak (NH3), cyanaat (OCN–), carbonylsulfide (OCS) en zware koolstofdioxide (13CO2). Met de verhouding tussen gewone en zware koolstofdioxide konden de onderzoekers voor de eerste keer berekenen hoeveel koolstofdioxide er in de schijf aanwezig is. Een van de interessante uitkomsten van het onderzoek is dat het koolstofmonoxide-ijs gemengd kan zijn met het minder vluchtige water- en koolstofdioxide-ijs, wat betekent dat het bevroren kan blijven in een groter gedeelte van de schijf. De onderzoekers gaan in de nabije toekomst uitgebreidere spectra van dezelfde planeet-vormende schijf bestuderen. Daarnaast kunnen ze nu naar andere planeet-vormende schijven kijken. Uiteindelijk willen de onderzoekers zo meer te weten komen over de vorming en resulterende samenstelling van planeten, planetoïden en kometen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
30 november 2023
Astronomen hebben een exoplaneet ontdekt die qua massa vergelijkbaar is met de planeet Neptunus. Maar anders dan laatstgenoemde draait hij op geringe afstand om zijn ster, een zeer lichte rode dwerg met de aanduiding LHS 3154. Dat is opmerkelijk, omdat tot nu toe werd aangenomen dat er geen zware planeten op zo’n kleine afstand om een kleine ster als deze kunnen cirkelen (Science, November 30). Planeten vormen zich in de dichte schijven van gas en stof rond pasgeboren sterren. Hoe zwaar zulke planeten-in-wording kunnen worden, wordt bepaald door de hoeveelheid materie die zich in de schijf bevindt. En omdat de massa van het stof en gas in protoplanetaire schijven nauw samenhangt met de massa van de moederster, voorspellen theorieën over planeetvorming dat rode dwergsterren geen exoplaneten kunnen herbergen met massa’s groter dan die van Neptunus (17 aardmassa’s). Weliswaar zijn er rond enkele zeer lichte dwergsterren zware planeten ontdekt, maar deze volgen allemaal zeer wijde omloopbanen om hun ster. Met behulp van nauwkeurige radiale snelheidsmetingen in het nabij-infrarood met de HPF-spectrograaf van de Hobby–Eberly Telescope, heeft een team onder leiding van de IJslandse astrofysicus Guõmundur Stefánsson nu echter ontdekt dat om de rode dwergster LHS 3154 een planeet van het kaliber Neptunus cirkelt met een een omlooptijd van slechts 3,7 dagen. LHS 3154 zelf heeft bijna tien keer zo weinig massa als onze zon. Volgens Stefánsson en zijn collega’s kunnen de bestaande theorieën over de vorming van planeten maar moeilijk verklaren hoe zo’n zware planeet op zo’n kleine afstand van deze lichte ster kan zijn gevormd. Aan de hand van computersimulaties hebben ze aangetoond dat dit alleen kan lukken wanneer de hoeveelheid stof in de protoplanetaire schijf waarin de planeet zich heeft gevormd minstens tien keer zo groot was als doorgaans in de schijven rond lichte dwergsterren wordt waargenomen. (EE)
→ Discovery of planet too big for its sun throws off solar system formation models
30 november 2023
Rotsachtige planeten zoals onze aarde, inclusief planeten met water, kunnen zelfs ontstaan in de meest extreme stervormingsgebieden, die doordrenkt zijn met harde ultraviolette straling van zware sterren. Dit hebben astronomen ontdekt aan de hand van waarnemingen van zo’n gebied met de Webb-ruimtetelescoop (Astrophysical Journal Letters, 30 november). Aan het onderzoek onder leiding van het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPA) in Heidelberg (Duitsland) werkten astronomen van de Radboud Universiteit, de Rijksuniversiteit Groningen en de Universiteit van Amsterdam mee. Met behulp van het MIRI-instrument van Webb hebben de astronomen water en koolstofhoudende moleculen ontdekt in een schijf van gas en stof rondom een jonge, zonachtige ster, die zich in een van de meest extreme omgevingen in ons Melkwegstelsel bevindt: de emissienevel NGC 6357. Het team astronomen onder leiding van María C. Ramírez-Tannus (MPA) heeft met Webb het binnenste gedeelte van deze schijf bekeken, waar naar verwachting planeten worden gevormd. De schijf, die de astronomen XUE-1 noemen, staat bloot aan intense ultraviolette straling van nabijgelegen hete, zware sterren. Maar zelfs daar vonden ze zowel water als eenvoudige organische moleculen. Dit laat laat zien dat ook in de meest barre omgevingen in onze Melkweg de omstandigheden geschikt kunnen zijn voor de vorming van aardachtige planeten en de ingrediënten voor leven. De nieuwe waarnemingen zijn de eerste in hun soort. Eerdere gedetailleerde waarnemingen van planeet-vormende schijven waren beperkt tot nabije stervormingsgebieden die geen zware sterren bevatten. Stervormingsgebieden met zware sterren zijn compleet anders: daar worden talloze sterren op ongeveer hetzelfde moment geboren, waaronder zeldzame, maar zeer zware sterren. Zware sterren geven grote hoeveelheden hoogenergetische UV-straling af, en gedacht werd dat zij hun omgeving zodanig zouden verstoren dat de vorming van aardachtige planeten zeldzaam zou zijn. Maar dat is dus niet zo: de binnenste regionen van protoplanetaire schijven dicht bij zware sterren blijken net zo goed in staat om aardachtige, rotsachtige planeten te vormen als hun tegenhangers met een lage massa.
→ Oorspronkelijk persbericht
29 november 2023
Een team van astronomen, onder leiding van Rafael Luque (Universiteit van Chicago), heeft een bijzonder planetenstelsel ontdekt dat uit zes planeten bestaat. De planeten draaien om een ster met de aanduiding HD110067, die op ongeveer honderd lichtjaar afstand in het noordelijke sterrenbeeld Coma Berenices staat. En hun omlooptijden zijn nauwkeurig op elkaar afgestemd (Nature, 29 november). In 2020 detecteerde NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) dipjes in de helderheid van HD110067 die erop wezen dat er planeten voor de ster langs schoven. Door de gegevens van TESS te combineren met die van de Europese Cheops-satelliet, hebben Luque en zijn team nu het bijzondere karakter van dit planetenstelsel weten vast te stellen. In ons Melkwegstelsel zijn vele voorbeelden bekend van sterren waar meerdere planeten omheen cirkelen. Maar planetenstelsels waarin de planeten in strikte resonantie met elkaar zijn, komen minder vaak voor. Een bekend eerder voorbeeld is het planetenstelsel van de ster TRAPPIST-1, dat uit zeven planeten bestaat. Bij de ster HD110067 maakt de planeet die het dichtst bij de ster staat (b) drie omlopen voor elke twee van de volgende planeet (c) – een zogeheten 3:2 resonantie. Dezelfde verhouding is tevens te zien tussen de omlooptijden van de planeten c en d, en tussen die van d en e. De omlooptijden van de buitenste planeten verhouden zich als 4:3. En al deze baanresonanties staan als een huis: de zes planeten zijn waarschijnlijk al sinds hun vorming, miljarden jaren geleden, in deze ritmische dans verwikkeld. Baanresonante planetenstelsels zijn heel interessant, omdat ze astronomen iets vertellen over de vorming en de daaropvolgende evolutie van het planetenstelsel. Planeten rond sterren hebben de neiging om zich in resonantie te vormen, maar hun omloopbanen kunnen gemakkelijk verstoord raken – bijvoorbeeld door de aanwezigheid van een zeer zware planeet, door een passerende ster of door een grote inslag. Daardoor zijn stelsels waarin de planeten hun onderlinge resonanties hebben behouden zeldzaam. Naar schatting blijft slechts ongeveer één procent van alle planetenstelsels langdurig in resonantie. (EE)
→ Scientists discover rare 6-planet system that moves in strange synchrony
16 november 2023
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een exoplaneet bekeken die met regelmatige tussenpozen voor zijn betrekkelijk nabije moederster langs schuift. Zo’n planeetovergang of ‘transit’ stelt astronomen in staat om de grootte van de exoplaneet te bepalen. Vervolgonderzoek kan mogelijk uitwijzen of de planeet een atmosfeer heeft (The Astronomical Journal, 16 november). De kleine planeet LTT 1445Ac werd in 2022 voor het eerst opgemerkt door NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), maar deze satelliet heeft niet de vereiste optische resolutie om zijn diameter vast te kunnen stellen. Hubble’s waarnemingen van een volledige planeetovergang hebben nu aangetoond dat de planeet 1,07 keer zo groot is als de aarde. Dit betekent dat LTT 1445Ac een rotsachtige wereld is, net als de aarde, met ongeveer dezelfde zwaartekracht aan het oppervlak. Maar met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 260 graden Celsius is hij te heet voor leven zoals wij dat kennen. De planeet draait om een ster met de aanduiding LTT 1445A. Deze maakt deel uit van een stelsel van drie rode dwergsterren, op 22 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eridanus. Om de ster draaien nog twee andere planeten die groter zijn dan LTT 1445Ac. Ongeveer 4,5 miljard kilometer verderop bevindt zich nog een stelsel van twee andere dwergsterren. De Hubble-waarnemingen wijzen erop dat alle sterren en planeten zich in hetzelfde vlak bevinden. (EE)
→ NASA's Hubble Measures the Size of the Nearest Transiting Earth-Sized Planet
15 november 2023
Een team van Europese astronomen, met onder anderen wetenschappers van SRON, de Radboud Universiteit en de Universiteit Leiden, heeft een weersysteem op basis van silicaat gevonden op een ‘wollige’ gasplaneet bij de ster WASP-107. Het is voor het eerst dat astronomen zandwolken en -regen hebben ontdekt. Ze hebben bovendien vastgesteld dat de temperatuur dieper in de atmosfeer snel stijgt (Nature, 15 november). Exoplaneet WASP-107b draait om een ster die iets koeler en lichter is dan onze zon. De planeet is ongeveer even zwaar als Neptunus, maar een stuk groter, met bijna de omvang van Jupiter. Dat maakt zijn dichtheid veel lager dan wat we gewend zijn in ons zonnestelsel, waarmee hij de bijnaam suikerspinplaneet heeft verdiend. Die wolligheid stelt astronomen in staat om vijftigmaal dieper in de atmosfeer te kijken dan in die van Jupiter. Zo kregen ze zicht op de aanwezigheid van waterdamp, zwaveldioxide, silicaatwolken, en de afwezigheid van methaan. De astronomen gebruiken de spectra van waterdamp en zwaveldioxide om ze te vergelijken met die in hun modellen voor planeten met en zonder wolken. De spectra vertonen weinig scherpe details, net zoals in de modellen met wolken. ‘Wolken hoog in de atmosfeer verbergen grotendeels de waterdamp en zwaveldioxide’, aldus medeauteur Rens Waters (Radboud Universiteit). ‘De aanwezigheid van wolken is al op andere planeten aangetoond, maar dit is de eerste keer dat we zien waar ze van gemaakt zijn. In dit geval is het antwoord: silicaat, dus eigenlijk zand.’ Terwijl we op aarde water zien verdampen bij hoge temperaturen, zien weersystemen er anders uit op gasplaneten met temperaturen van rond de 1000 °C. Daar zijn het silicaatdeeltjes die verdampen als het warm wordt. Maar op WASP-107b is het ‘slechts’ 500 °C in de buitenste atmosfeerlaag. Bij het uitregenen van een wolk zou de zandregen dan pas diep in het binnenste weer verdampen – te diep om als wolk weer helemaal naar boven te drijven. Toch moeten de wolken steeds weer opnieuw ontstaan, anders zagen we ze nu niet.
→ Oorspronkelijk persbericht
15 november 2023
Volgens een bekende theorie zouden de moleculaire bouwstenen voor het leven op aarde door kometen op onze planeet zijn afgeleverd. Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben nu uitgepuzzeld onder welke omstandigheden dit kan gebeuren (Proceedings of the Royal Society A, 15 november). Om organisch materiaal op een planeet te kunnen afleveren, moeten kometen relatief langzaam bewegen – met snelheden van minder dan 15 kilometer per seconde. Bij hogere snelheden zouden de benodigde moleculen het niet overleven: door de hitte van de inslag vallen ze uit elkaar. De meest waarschijnlijke plek in een planetenstelsel waar kometen de juiste snelheid hebben, is waar de omloopbanen van een aantal planeten dicht bij elkaar liggen. In dat geval zou een komeet als het ware van de ene planeet naar de andere kunnen worden doorgegeven, waardoor zijn snelheid afneemt. Bij voldoende lage snelheid zou de komeet vervolgens op het oppervlak van een van de planeten neerstorten en daarbij de moleculen afleveren waarvan wetenschappers vermoeden dat ze nodig zijn voor het ontstaan van leven. Met behulp van verschillende wiskundige modelleringstechnieken hebben de onderzoekers vastgesteld dat kometen de benodigde moleculen alleen in specifieke gevallen ongeschonden kunnen afleveren. In het geval van planeten die rond een ster zoals onze zon draaien moet de planeet een geringe massa hebben en is het gunstig als zijn omloopbaan dicht bij die van naburige planeten in het stelsel ligt. De onderzoekers hebben ontdekt dat dit des te meer geldt voor planeten rond sterren die minder massa hebben dan onze zon, waar doorgaans veel hogere snelheden worden bereikt. In zo’n stelsel zou een komeet door de zwaartekracht van de ene planeet naar binnen getrokken kunnen worden om, voordat hij inslaat, aan een andere planeet te worden doorgegeven. Als dit zich maar vaak genoeg herhaalt, zou de komeet zo sterk worden afgeremd dat sommige prebiotische moleculen de uiteindelijke tocht door de atmosfeer van een planeet kunnen overleven. Voor planeten die om een lichtere ster cirkelen, een rode dwergster bijvoorbeeld, zou de aanvoer van complexe moleculen door kometen veel stroever verlopen, vooral als de diverse planeetbanen verder uiteen liggen. De rotsachtige planeten in stelsels als deze hebben ook meer te lijden van inslagen met hoge snelheid, wat het ontstaan van leven verder kan bemoeilijken. (EE)
→ ‘Bouncing’ comets could deliver building blocks for life to exoplanets
9 november 2023
Wetenschappers die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop hebben een baanbrekende ontdekking gedaan over hoe planeten ontstaan. Door waterdamp in zogeheten protoplanetaire schijven te observeren, bevestigde Webb een fysisch proces waarbij in ijs gehulde vaste stoffen van de buitenste regionen van de schijf naar de zone van de rotsachtige planeten migreren (Astrophysical Journal Letters, 8 november). Al geruime tijd bestaat het vermoeden dat ijzige steentjes die zich in de koudste zone van een protoplanetaire schijf vormen – hetzelfde gebied waar de kometen in ons zonnestelsel ontstaan – de cruciale ’groeikernen’ van het planeetvormingsproces zijn. De belangrijkste vereiste van deze theorie is dat de steentjes door de wrijving met het gas in de schijf naar de centrale ster toe worden gedreven en de planeten op die manier van zowel vaste stoffen als water voorzien. De theorie voorspelt dat wanneer de ijzige steentjes binnen de zogeheten ‘sneeuwgrens’ rond de ster belanden – de plek waar ijs overgaat in damp – ze grote hoeveelheden koude waterdamp moeten vrijgeven. En dit is precies wat nu met MIRI – de midden-infraroodcamera van Webb – is waargenomen. Astronomen hebben met MIRI vier protoplanetaire schijven – twee compacte en twee wijde – rond vier zonachtige sterren onderzocht. Al deze sterren zijn naar schatting tussen de 2 en 3 miljoen jaar oud – piepjong naar kosmische maatstaven. De verwachting is dat in de compacte schijven een sterke migratie van steentjes optreedt, die worden ‘afgeleverd’ op een afstand die vergelijkbaar is met die van de omloopbaan van de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. In de wijde schijven verzamelen de steentjes zich in meerdere ringen op maximaal zes keer zo grote afstand van de ster. De Webb-waarnemingen hadden tot doel om vast te stellen of de zone van de rotsachtige planeten in compacte schijven in vergelijking met wijde schijven meer water bevat, zoals wordt verwacht bij een efficiënte binnenwaartse migratie van steentjes. De Webb-waarnemingen hebben dat nu bevestigd. (EE)
→ NASA’s Webb Findings Support Long-Proposed Process of Planet Formation
6 november 2023
Bij een nadere analyse van gegevens die door de in 2018 uitgeschakelde Kepler-satelliet zijn verzameld, is vastgesteld dat rond de 4670 lichtjaar verre ster Kepler-385 zeven planeten cirkelen. Sommige van deze planeten waren in 2014 al opgespoord, maar van de overige kon het bestaan tot nu toe nog niet worden vastgesteld. Het Kepler-385-stelsel is een van de opvallendste aanvullingen op de Kepler-catalogus, die bijna 4400 kandidaat-planeten bevat, waaronder meer dan 700 stelsels met meerdere planeten. De centrale ster van het Kepler-385-stelsel is een zonachtige ster die ongeveer tien procent groter en vijf procent heter is dan de zon. De twee binnenste planeten zijn groter dan de aarde, waarschijnlijk rotsachtig en hebben mogelijk een dunne atmosfeer. De overige zijn ongeveer tweemaal zo groot als de aarde en hebben naar verwachting een dichte atmosfeer. Alle planeten van Kepler-385 ontvangen meer stralingswarmte van hun moederster dan welke planeet in ons zonnestelsel dan ook. Hoewel de Kepler-satelliet allang geen waarnemingen doet, kunnen zijn gegevens nog steeds worden gebruikt om nieuwe ontdekkingen te doen. Dat is onder meer te danken aan de Europese astrometrische satelliet Gaia, die nauwkeurige gegevens verzameld over grote aantallen sterren in ons Melkwegstelsel. De nieuwe Kepler-catalogus maakt gebruik van deze verbeterde bepalingen van de eigenschappen van sterren, en aan de hand daarvan kunnen de omlooptijden van daaromheen cirkelende planeten nauwkeuriger worden berekend. Daarbij is onder meer aan het licht gekomen dat wanneer er meerdere planeten om een ster draaien, deze doorgaans vaker cirkelvormige omloopbanen doorlopen dan wanneer een ster slechts één of twee planeten heeft. (EE)
→ Scorching, Seven-Planet System Revealed by New Kepler Exoplanet List
16 oktober 2023
Onderzoekers die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop hebben minuscule kwartskristallen ontdekt in de hoge wolken van WASP-17 b, een hete Jupiter-achtige exoplaneet op 1300 lichtjaar van de aarde. Het is voor het eerst dat er kwartsdeeltjes zijn waargenomen in de atmosfeer van een exoplaneet (The Astrophysical Journal Letters, 16 oktober). Silicaten (mineralen die rijk zijn aan silicium en zuurstof) vormen het overgrote deel van de aarde, de maan en andere rotsachtige objecten in ons zonnestelsel, en komen ook in de rest van het Melkwegstelsel veel voor. Maar de silicaatdeeltjes die eerder in de atmosferen van exoplaneten en bruine dwergen zijn aangetroffen bestaan uit magnesiumrijke silicaten zoals olivijn en pyroxeen, niet alleen uit kwarts. Met een volume dat meer dan zeven keer zo groot is als dat van de planeet Jupiter, maar een massa die minder dan half zo groot is, is WASP-17b een van de grootste en meest opgeblazen exoplaneten die we kennen. In combinatie met zijn omlooptijd van slechts 3,7 aardse dagen, maakt dit de planeet tot een ideaal doelwit voor transmissiespectroscopie: een techniek waarbij wordt gekeken naar hoe de atmosfeer van een planeet sterlicht filtert en verstrooit. Webb observeerde het WASP-17-stelsel bijna tien uur lang en deed meer dan 1275 helderheidsmetingen in het infrarood op het moment dat de planeet voor zijn ster langs schoof. Door de helderheid van de afzonderlijke golflengten van het licht dat ten tijde van deze planeetovergang door de ruimtetelescoop werd opgevangen af te trekken van het licht van de ster zelf, konden de astronomen berekenen hoeveel van elke golflengte door de planeetatmosfeer werd geabsorbeerd. Daarbij kwam een onverwachte piek tevoorschijn op een golflengte van 8,6 micron – een piek die kenmerkend is voor kwarts. Hoewel de betreffende deeltjes qua vorm waarschijnlijk lijken op de puntige zeshoekige prisma’s die in geodes op aarde te vinden zijn, hebben deze kristallen waarschijnlijk een middellijn van slechts een miljoenste van een millimeter. In tegenstelling tot de mineralen in aardse wolken, zijn de kwartskristallen die in de wolken van WASP-17 b zijn gedetecteerd niet afkomstig van een rotsachtig oppervlak: ze zijn in de atmosfeer van de planeet ontstaan. WASP-17 b is extreem heet – ongeveer 1500 graden Celsius – en de druk waarbij de kwartskristallen zich hoog in de atmosfeer vormen is slechts ongeveer een duizendste van die op aarde. Onder deze omstandigheden kunnen vaste kristallen zich direct uit gas vormen, zonder eerst een vloeibare fase te doorlopen. Hoeveel kwarts er precies is, en hoe wijd de wolken verspreid zijn, laat zich moeilijk vaststellen. Omdat steeds dezelfde zijde van de planeet naar de ster is gericht, heeft hij een zeer hete dagkant en een koelere nachtkant. Dat maakt het waarschijnlijk dat de wolken in zijn atmosfeer verdampen zodra ze de dagzijde bereiken. (EE)
→ NASA’s Webb Detects Tiny Quartz Crystals in Clouds of Hot Gas Giant
11 oktober 2023
Een internationaal team van astronomen heeft voor het eerst de warmtegloed waargenomen van een botsing tussen twee ijzige reuzenplaneten, en de door de botsing ontstane puinwolk, die enkele jaren later voor de zonachtige moederster langs trok, gezien. Onder leiding van de Leidse astronoom Matthew Kenworthy hebben ze de helderheidsvariaties van de ster twee jaar lang in de gaten gehouden (Nature, 11 oktober). De zonachtige ster in kwestie heet ASASSN-21qj. Hij is genoemd naar het netwerk van telescopen dat als eerste het dimmen van de ster op zichtbare golflengten ontdekte. De ster is vervolgens intensief bestudeerd door een netwerk van amateur- en professionele astronomen, die de helderheidsveranderingen in de gaten hielden. Ondertussen werd bij toeval ontdekt dat de ster zo’n drie jaar voordat hij op zichtbare golflengten zwakker werd, helderder was geworden in het infrarood. Dat bleek uit gegevens van de Amerikaanse NEOWISE-satelliet. De meest waarschijnlijke verklaring voor het gedrag van de ster is dat twee reusachtige ijsplaneten met elkaar in botsing zijn gekomen. Daarbij werd de infrarode gloed geproduceerd die door NEOWISE is opgepikt. De uitdijende wolk van planetair puin schoof een jaar of drie later voor de ster langs, waardoor deze op zichtbare golflengten minder helder werd. Computersimulaties hebben bevestigd dat de temperatuur en omvang van de puinwolk in overeenstemming zijn met dit scenario. Volgens de astronomen kwam er bij de botsing tussen de twee planeten veel waterdamp vrij, die de puinwolk hielp afkoelen tot een temperatuur van ongeveer 700 graden Celsius. De komende jaren zal de puinwolk zich naar verwachting verder verdelen langs diens baan om het object dat bij de samensmelting tussen de twee planeten is ontstaan. Het is denkbaar dat het puin zal samenklonteren tot een serie manen rond de nieuwe planeet. De astronomen zullen de gebeurtenissen dan ook nauwlettend blijven volgen. (EE)
→ Volledig persbericht
26 september 2023
In het planetenstelsel TRAPPIST-1, veertig lichtjaar van ons vandaan, cirkelen zeven aarde-achtige planeten om een koele rode dwergster. Nieuwe gegevens van de Webb-ruimtetelescoop wijzen erop dat de binnenste planeet, TRAPPIST-1, geen atmosfeer van betekenis heeft (The Astrophysical Journal Letters, 25 september). Het feit dat de waarnemingen geen atmosfeer rond TRAPPIST-1 b laten zien, betekent niet per se dat de planeet een kale rots is. Hij zou nog dunne wolken van waterdamp hoog in zijn atmosfeer kunnen hebben of zware moleculen zoals koolstofdioxide kunnen bevatten waardoor zijn atmosfeer te dun is om te kunnen detecteren. Bij het onderzoek, geleid door Olivia Lim van het Trottier Institute for Research on Exoplanets aan de Universiteit van Montreal, is gebruik gemaakt van een techniek die transmissiespectroscopie wordt genoemd. Door het licht van de centrale ster te analyseren op het moment dat het tijdens een zogeheten transit door de atmosfeer van de exoplaneet heen schijnt, kunnen astronomen de ‘vingerafdrukken’ zien doe moleculen en atomen in deze atmosfeer hebben achtergelaten. Een andere belangrijke conclusie van het onderzoek is dat sterren zoals TRAPPIST-1 van grote invloed zijn op de metingen van de atmosferen van hun planeten. Deze zogeheten stellaire vervuiling wordt veroorzaakt door de donkere vlekken en heldere fakkelvelden die zich op het steroppervlak kunnen ontwikkelen. Het team van Lim heeft duidelijke aanwijzingen gevonden dat stellaire vervuiling een cruciale rol speelt bij de vorming van de transmissiespectra van TRAPPIST-1 b en waarschijnlijk ook van de overige planeten in dit stelsel. De activiteit van de centrale ster kan ‘spooksignalen’ veroorzaken die de waarnemer doen geloven dat hij een bepaald molecuul in de atmosfeer van de exoplaneet heeft ontdekt. Dit resultaat onderstreept hoe belangrijk het is om rekening te houden met stellaire vervuiling bij het plannen van toekomstige waarnemingen van andere planetenstelsels. Dit geldt met name voor stelsels rond rode dwergsterren, omdat die heel actief kunnen zijn en veel ‘zonnevlekken’ en heldere uitbarstingen vertonen. (EE)
→ JWST’s first spectrum of a TRAPPIST-1 planet
4 augustus 2023
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Amaury Triaud van de Universiteit van Birmingham (VK), heeft een bijzondere exoplaneet ter grootte van Jupiter ontdekt. De planeet, TOI-4860 b geheten, draait om de lichte ster TOI-4860 in het sterrenbeeld Corvus (Raaf). De nieuw ontdekte gasreus is om twee redenen bijzonder: van sterren met zo’n lage massa wordt niet verwacht dat ze Jupiter-achtige planeten hebben en de planeet lijkt sterk verrijkt te zijn met elementen zwaarder dan helium (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 4 augustus). De planeet is in eerste instantie opgemerkt met de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een satelliet van NASA die exoplaneten opspoort door de helderheden van een groot aantal nabije sterren te meten. Wanneer een ster regelmatige helderheidsdipjes vertoont, kan dit erop wijzen dat er een planeet omheen cirkelt. Zo’n ster krijgt dan de aanduiding TOI (TESS Object of Interest). Om na te gaan of er ook werkelijk een planeet in het spel is, moeten er vervolgwaarnemingen worden gedaan. Voor dit doel heeft het team gebruik gemaakt van de zuidelijke SPECULOOS-sterrenwacht, die zich in de Atacama-woestijn in Chili bevindt. Deze sterrenwacht, van Belgische makelij, bestaat uit vier autonoom werkende telescopen. Met dit instrumentarium hebben de astronomen kunnen bevestigen dat de helderheidsdipjes van TOI-4860 inderdaad door een planeet worden veroorzaakt. Tot slot heeft het team samengewerkt met een Japanse onderzoeksgroep die gebruikmaakt van de Subaru-telescoop op Hawaï. Samen hebben ze de massa van de planeet gemeten om deze definitief te kunnen bevestigen. De astronomen vermoeden dat de vorming van exoplaneet TOI-4860 b iets te maken heeft met zijn bijzondere samenstelling. Ook zijn moederster is verrijkt met elementen zwaarder dan helium, en dat suggereert dat dit gegeven bevorderlijk is voor de vorming van grote planeten. Exoplaneet TOI-4860 b maakt in iets meer dan anderhalve aardse dag een rondje om zijn moederster. Dit betekent dat hun onderlinge afstand heel klein is. Maar omdat de ster zelf licht en koel is, is de planeet niet erg heet: hij behoort tot de bijzondere subklasse van planeten die ‘warme Jupiters’ worden genoemd. (EE)
→ New exoplanet discovery builds better understanding of planet formation
12 september 2023
Nieuw onderzoek met de Webb-ruimtetelescoop wijst erop dat K2-18 b, een exoplaneet die bijna negen keer zoveel massa heeft als de aarde, koolstofhoudende moleculen bevat, waaronder methaan en koolstofdioxide. De ontdekking is een aanvulling op recente studies die suggereren dat K2-18 b een zogeheten hyceaanse planeet kan zijn. ‘Hyceaans’ is afgeleid van de Engelse woorden voor waterstof (hydrogen) en oceaan (oceaan). Planeten van dit type kunnen een waterstofrijke atmosfeer en een met oceaanwater bedekt oppervlak hebben. K2-18 b cirkelt binnen de zogeheten leefbare zone om de koele, 120 lichtjaar verre dwergster K2-18 in het sterrenbeeld Leeuw. Exoplaneten zoals K2-18 b houden het midden tussen de aarde en Neptunus, en worden ook wel ‘sub-Neptunussen’ genoemd. In ons eigen zonnestelsel komen zulke planeten niet voor. De suggestie dat de sub-Neptunus K2-18 b een hyceaanse exoplaneet zou kunnen zijn is intrigerend, omdat sommige astronomen denken dat deze werelden veelbelovende omgevingen zijn om naar aanwijzingen voor buitenaards leven te zoeken. De overvloed aan methaan en koolstofdioxide en het gebrek aan ammoniak ondersteunen de hypothese dat er een oceaan op K2-18B is, gehuld in een atmosfeer die rijk is aan waterstof. De Webb-waarnemingen hebben ook een mogelijke detectie van het molecuul dimethylsulfide opgeleverd, maar die is nog onzeker. Op aarde wordt dimethylsulfide alleen geproduceerd door levende organismen, met name door fytoplankton. Dat K2-18 b zich binnen de leefbare zone van zijn ster bevindt en koolstofhoudende moleculen bevat, betekent niet per se dat de planeet geschikt is voor leven. Van hyceaanse werelden wordt weliswaar voorspeld dat ze oceanen van water hebben, maar het is goed mogelijk dat deze te heet zijn voor leven. (EE)
→ Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b
27 juli 2023
Een jonge planeet die om een nukkige rode dwergster cirkelt vertoont heftige, onvoorspelbare veranderingen. Het ene moment verliest hij helemaal geen materiaal in de vorm van waterstofgas, en het andere moment juist heel veel. Astronomen staan voor een raadsel (The Astronomical Journal, 27 juli). Moederster AU Microscopii (AU Mic) bevindt zich op 32 lichtjaar van de aarde en herbergt een van de jongste planetenstelsels die ooit zijn waargenomen. De ster is minder dan 100 miljoen jaar oud – een fractie van de leeftijd van onze zon, die 4,6 miljard jaar oud is. En haar binnenste planeet, AU Mic b, heeft een omlooptijd van ruim acht dagen en bevindt zich op slechts 6 miljoen kilometer van de ster (ongeveer een tiende van de afstand tussen de planeet Mercurius en onze zon). De opgezwollen, gasrijke planeet is ongeveer vier keer zo groot als onze aarde. AU Mic b werd in 2020 ontdekt door de ruimtetelescopen Spitzer en TESS. Hij werd gespot met behulp van de transitmethode, wat betekent dat een kleine dip in de helderheid van de ster te zien is wanneer de planeet voor haar langs trekt. Rode dwergen zoals AU Mic zijn de meestvoorkomende sterren in ons Melkwegstelsel. Daarom is het ook aannemelijk dat de meeste planeten in ons Melkwegstelsel om sterren van dit type cirkelen. Of planeten rond sterren als AU Mic geschikt voor leven is vers twee. Een groot probleem is dat jonge rode dwergen hevige uitbarstingen vertonen waarbij ze grote hoeveelheden schadelijke straling uitzenden. Deze uitbarstingen worden aangedreven door sterke magnetische velden die in elkaar verstrikt raken door wervelingen in de atmosfeer van de ster. Als de verstrengeling te groot wordt, breken de veldlijnen om zich vervolgens weer met elkaar te verbinden. Bij deze zogeheten reconnecties komt honderd tot duizend keer zoveel energie vrij als bij de grootste uitbarstingen van onze zon. De uitzonderlijke veranderingen in de uitstoot van atmosferisch gas door exoplaneet AU Mic b wijzen erop dat de uitbarstingen van zijn moederster zeer variabel zijn. Een mogelijke verklaring voor het ontbreken van uitgestoten waterstofgas tijdens een van de planeetovergangen zou kunnen zijn dat een krachtige uitbarsting van de ster, die zeven uur eerder plaatsvond, het ontsnappende gas zodanig heeft geïoniseerd dat het transparant werd voor licht en daardoor niet waarneembaar was. Een andere verklaring zou kunnen zijn dat de sterrenwind van AU Mic b zelf de regie heeft over de uitstroom van atmosferisch gas, waardoor deze op sommige momenten wel en op andere momenten niet waarneembaar is, en er zelfs voor zorgt dat een deel van de uitstroom vóór de planeet uit ‘hikt’. Vervolgwaarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop zullen hier mogelijk uitsluitsel over kunnen geven. (EE)
→ Hubble Sees Evaporating Planet Getting the Hiccups
25 juli 2023
Een spectaculaire nieuwe opname die vandaag is vrijgegeven door de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) bevat aanwijzingen over hoe planeten ter grootte van Jupiter zouden kunnen ontstaan. Met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben onderzoekers in de buurt van een jonge ster grote samenklonteringen van stof ontdekt die tot reuzenplaneten zouden kunnen samensmelten (The Astrophysical Journal Letters, 25 juli). De opname is verkregen met het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE)-instrument van de VLT, dat boeiende details laat zien van het materiaal rond de ster V960 Mon. Deze jonge ster bevindt zich op meer dan 5000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Monoceros (Eenhoorn) en trok de aandacht van astronomen toen hij in 2014 plotseling meer dan twintig keer zo helder werd. SPHERE-waarnemingen die kort na het begin van deze helderheidsuitbarsting werden gedaan, lieten zien dat de materie die om V960 Mon draait, samenkomt in een aantal complexe ‘spiraalarmen’ die zich uitstrekken over afstanden groter dan ons hele zonnestelsel. Deze ontdekking bracht astronomen ertoe om archiefwaarnemingen van hetzelfde stersysteem te analyseren die met ALMA zijn gedaan. De VLT-waarnemingen tasten het oppervlak van het stofrijke materiaal rond de ster af, terwijl ALMA dieper in de structuur ervan kan kijken. De ALMA-gegevens laten duidelijk zien dat de spiraalarmen aan het verbrokkelen zijn. Astronomen denken dat reuzenplaneten ontstaan door ‘kernaccretie’ – het samenklonteren van stofdeeltjes tot een grote kern – of door ‘gravitationele instabiliteit’ – een proces waarbij grote brokstukken materiaal rond een ster samentrekken tot planetaire bouwstenen. Voor het eerste scenario hebben onderzoekers al eerder bewijs gevonden, maar voor het tweede scenario was bestond weinig steun – tot nu toe dan. (EE)
→ Volledig persbericht
24 juli 2023
Met behulp van het Mid-InfraRed Instrument (MIRI) aan boord van de Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen hete waterdamp ontdekt in het binnenste deel van een schijf van gas en stof rond de jonge ster PDS 70. Eventuele rotsachtige planeten-in-wording in dit deel van de schijf zouden dus kunnen profiteren van een aanzienlijk lokaal waterreservoir en al tijdens hun vorming van water worden voorzien (Nature, 24 juli). Met een geschatte leeftijd van 5,4 miljoen jaar is PDS 70 de eerste relatief oude schijf waarin astronomen water hebben gedetecteerd. Het gas- en stofgehalte van planeetvormende schijven neemt na verloop van tijd af. Het stof en gas rond een ster wordt verdreven door de straling of wind van de centrale ster of klontert samen tot grotere brokstukken die uiteindelijk planeten vormen. Omdat bij eerdere onderzoeken van vergelijkbare schijven geen water werd ontdekt, vermoedden astronomen dat het water in het centrale deel van een planeetvormende schijf niet bestand is tegen de intense straling van de ster, wat ertoe zou leiden dat de omgeving waar rotsachtige planeten ontstaan heel droog is. De MIRI-waarnemingen laten zien dat de centrale delen van oudere, stofarme schijven toch niet zo droog zijn. En als dat klopt, zouden veel aardse planeten die zich in deze regionen vormen weleens geboren kunnen worden met een cruciaal ingrediënt voor de instandhouding van leven. Daarbij moet wel worden opgemerkt dat er tot nu toe geen planeten zijn opgespoord in het centrale deel van de schijf rond PDS 70. Wel hebben astronomen verder naar buiten twee zogeheten gasreuzen ontdekt: PDS 70 b en c. Deze planeten hebben tijdens hun groei stof en gas om zich heen verzameld terwijl ze om hun moederster draaiden, waardoor er een brede ringvormige opening in de schijf is ontstaan waarin bijna geen materiaal (meer) te vinden is. Omdat de aanwezigheid van water enigszins onverwacht was, onderzoeken de wetenschappers nu verschillende scenario’s om hun ontdekking te verklaren. Eén mogelijkheid is dat het water een overblijfsel is van de waterrijke nevel die aan de schijffase voorafging. Een andere bron zou gas kunnen zijn dat binnenkomt vanuit de buitenste delen van de schijf van PDS 70. Onder bepaalde omstandigheden kunnen daar zuurstof- en waterstofgas samenkomen en waterdamp vormen. Deze damp kan vervolgens worden meegesleept door ijskoude stofdeeltjes die vanuit de buitenste stofring naar binnen migreren. De centrale ster is nog zo zwak dat hij het waterijs in de buitendelen van de schijf niet kan doen verdampen. Pas wanneer de stofdeeltjes dichter bij de ster komen, verandert het ijs dat ze meenemen in gas. (EE)
→ Water discovered in rocky planet-forming zone offers clues on habitability
19 juli 2023
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen het mogelijke broertje of zusje gevonden van een planeet die rond een verre ster draait. Het team heeft een wolk met brokstukken ontdekt die mogelijk in dezelfde baan als deze planeet draait. Volgens hen kan de wolk de bouwstenen bevatten van een nieuwe planeet of het overblijfsel zijn van een al gevormde planeet. Als deze ontdekking wordt bevestigd, zou dat het sterkste bewijs tot nu toe zijn dat twee exoplaneten één en dezelfde baan kunnen delen (Astronomy & Astrophysics, 19 juli). Trojanen, rotsachtige objecten in dezelfde baan als een planeet, komen veel voor in ons eigen zonnestelsel. Het bekendste voorbeeld zijn de Trojaanse planetoïden van Jupiter — meer dan 12.000 rotsachtige objecten die zich in dezelfde baan rond de zon bevinden als de gasreus. En nu is er dus een sterke aanwijzing gevonden dat er ook Trojaanse planeten kunnen bestaan. De ontdekking is gedaan bij de jonge ster PDS 70, waarvan al bekend was dat er twee Jupiter-achtige planeten omheen draaien: PDS 70b en PDS 70c. Na analyse van gearchiveerde ALMA-waarnemingen hebben de astronomen een wolk van brokstukken ontdekt op de plaats in de baan van de planeet PDS 70b waar eventuele Trojaanse planeten zouden kunnen voorkomen. Trojanen bevinden zich in de zogeheten Lagrange-zones. Dat zijn twee uitgestrekte gebieden in de baan van een planeet waar de gecombineerde zwaartekracht van de ster en de planeet materie in haar greep houdt. Bij het onderzoeken van deze twee gebieden in de baan van PDS 70b werd een zwak signaal van één ervan gedetecteerd. Dat wijst erop dat zich daar een wolk van brokstukken kan bevinden met een massa die ruwweg twee keer zo groot is als die van onze maan. Om deze detectie te kunnen bevestigen, moet het team geduld hebben tot na 2026. Dan willen ze ALMA gebruiken om te zien of PDS 70b en zijn naburige wolk van brokstukken – zoals verwacht – gelijk optrekken in hun baan rond de ster.
→ Oorspronkelijk persbericht
10 juli 2023
Exoplaneet LTT9779b weerkaatst maar liefst 80% van het opvallende licht van zijn moederster. Dat blijkt uit precisiemetingen van de Europese ruimtesonde Cheops. Het hoge albedo (reflecterend vermogen) van de planeet is te danken aan de aanwezigheid van wolken van metaal.
LTT9779b werd in 2020 ontdekt door de Amerikaanse exoplanetenjager TESS. De planeet is bijna vijf keer zo groot als de aarde (in diameter) en bijna twee keer zo zwaar als Neptunus. Hij draait in een periode van slechts 19 uur in een kleine baan rond zijn moederster, waardoor de temperatuur aan de dagzijde maar liefst 2000 graden bedraagt.
Volgens de onderzoekers, die hun resultaten publiceren in Astronomy & Astrophysics, is de dampkring van de planeet verzadigd met silicaat- en metaaldampen (voornamelijk titanium), waardoor er sterk reflecterende wolken van metaaldruppeltjes ontstaan.
In ons eigen zonnestelsel is Venus de sterkst reflecterende planeet, met een albedo van 75%. De aarde weerkaatst gemiddeld slechts 30% van het opvallende zonlicht; de maan niet meer dan 5%. (GS)
→ Origineel persbericht
28 juni 2023
Een acht jaar geleden ontdekte exoplaneet lijkt aan een catastrofe te zijn ontsnapt. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen, dat heeft ontdekt dat de ster in het sterrenbeeld Kleine Beer waar de planeet omheen cirkelt in het verleden moet zijn opgezwollen tot een zogeheten rode reus. Normaal gesproken zou de planeet daarbij door de ster verzwolgen moeten zijn (Nature, 28 juni). Als onze zon over vijf miljard jaar het einde van haar bestaan bereikt, zal zij honderd keer zo groot worden als nu. En daarbij zal ze onze thuisplaneet waarschijnlijk overspoelen met heet plasma en compleet roosteren. Veel planeten in andere zonnestelsels staat eenzelfde lot te wachten wanneer hun moedersterren oud worden. Maar voor sommige bestaat hoop. De Jupiter-achtige gasplaneet 8 UMi b, bijgenaamd Halla, draait dicht om zijn reusachtige moederster, die ongeveer 520 lichtjaar van de aarde is verwijderd. Met behulp van waarnemingen van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hebben de astronomen ontdekt dat deze ster in zijn kern helium verbrandt in plaats van waterstof. Dit betekent dat hij op een gegeven moment is uitgegroeid tot een rode reuzenster. Toen de voorraad waterstof in zijn kern opraakte, zou de ster zijn opgezwollen tot voorbij de huidige omloopbaan van de planeet, om vervolgens ineen te krimpen tot zijn huidige omvang. Inmiddels is hij nog ‘maar’ bijna elf keer zo groot als onze zon en heeft hij ruim anderhalf keer zoveel massa. Halla werd in 2015 met behulp van de radiële-snelheidsmethode ontdekt door een team van Koreaanse astronomen. Bij deze methode worden de kleine regelmatige schommelingen gemeten die een ster vertoont wanneer er een planeet omheen draait. Halla is slechts ongeveer 0,46 astronomische eenheden – bijna de helft van de afstand tussen zon en aarde – van zijn ster verwijderd en behoort daarmee tot de ‘hete Jupiters’. Vermoed wordt dat deze gasreuzen zijn ontstaan in banen die oorspronkelijk veel verder van hun ster verwijderd waren, en vervolgens naar deze toe zijn gemigreerd. Maar hoe kan Halla dan de latere sterke uitdijing van zijn ster hebben overleefd? De meest aannemelijke verklaring is dat hij nooit het gevaar heeft gelopen om opgeslokt te worden. Volgens de astronomen was het 8 Umi-stelsel waarschijnlijk vergelijkbaar met de fictieve planeet Tatooine uit Star Wars, die om twee zonnen draait. Als het stelsel oorspronkelijk uit twee sterren bestond, zou hun uiteindelijke samensmelting hebben kunnen voorkomen dat een van hen voldoende zou uitdijen om de planeet op te slokken. Dit komt doordat de twee sterren tijdens de overgang van twee waterstof-verbrandende sterren naar wat nu één helium-verbrandende rode reuzenster is gas van elkaar af hebben gesnoept. Een andere mogelijkheid is dat Halla een pasgeboren planeet is. Bij de botsing tussen de twee sterren kan een gaswolk zijn vrijgekomen waaruit later de planeet is ontstaan. In dat geval zou Halla dus een planetair ‘nakomertje’ zijn. (EE)
→ Life after death: Hawaiʻi astronomers find a planet that shouldn’t exist
19 juni 2023
Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop heeft een groep astronomen onder leiding van Sebastian Zieba (MPIA, Sterrewacht Leiden) gezocht naar een atmosfeer rond de rotsachtige exoplaneet TRAPPIST-1 c. Hoewel de planeet qua grootte en temperatuur bijna identiek is aan Venus, en de verwachting was dat hij een dikke dampkring zou hebben, blijkt de atmosfeer heel anders te zijn. Door de warmte die de planeet afgeeft te analyseren, concluderen de astronomen dat de planeet mogelijk slechts een ijle atmosfeer heeft met een minimale hoeveelheid koolstofdioxide (Nature, 19 juni). Moederster TRAPPIST-1 bevindt zich op een afstand van ongeveer veertig lichtjaar van ons vandaan en is omgeven door zeven rotsachtige planeten ter grootte van de aarde, waarvan er drie zich in de ‘leefbare’ zone bevinden. Dit betekent dat er theoretisch vloeibaar water op dit drietal kan bestaan. Omdat TRAPPIST-1 c zich niet binnen de leefbare zone bevindt, vermoedden de astronomen dat dit eerder een Venus-achtige planeet zou zijn. Zijn diameter en massa liggen dicht in de buurt van die van de aarde. Bovendien is de hoeveelheid straling die de planeet van de centrale ster ontvangt bijna gelijk aan die van Venus. De omvang, druk en samenstelling van een atmosfeer bepalen de temperatuur van een planeet, afhankelijk van het licht dat hij van zijn ster ontvangt. Omgekeerd bepaalt de temperatuur hoeveel infraroodlicht de planeet uitzendt. Op die manier geven infraroodmetingen in combinatie met modellen aanwijzingen over diens atmosfeer en samenstelling ervan. Maar het karakteriseren van de atmosfeer van een rotsachtige planeet ter grootte van de aarde is een uitdagende opgave – zelfs voor Webb en diens midinfraroodinstrument MIRI. Daarom heeft het team de waarnemingen gecombineerd met modelberekeningen om de meest waarschijnlijke reeks atmosferische eigenschappen te vinden. Op basis daarvan kunnen de astronomen met zekerheid uitsluiten dat TRAPPIST-1 c een Venus-achtige atmosfeer heeft. Tegen de verwachting in, lopen de temperaturen op de planeet op tot ‘slechts’ 110 graden Celsius – ruwweg 400 graden lager dan op Venus. Het infraroodlicht dat TRAPPIST-1 c uitzendt, komt ook niet overeen met die van een Venusatmosfeer, die rijk is aan het gas koolstofdioxide, dat een sterk broeikaseffect veroorzaakt. Eerder dit jaar gepubliceerde resultaten over een andere planeet van TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1 b) toonden aan dat deze geen atmosfeer heeft, net als Mercurius. Maar daar lijkt de overeenkomst tussen dit planetenstelsel en ons zonnestelsel dus ook op te houden. (EE)
→ JWST-waarnemingen suggereren dat TRAPPIST-1 c een dunne atmosfeer heeft
14 juni 2023
Een internationaal team onder leiding van Stefan Pelletier, promovendus aan de Universiteit van Montreal (Canada), heeft een gedetailleerde studie gemaakt van de grote, extreem hete exoplaneet WASP-76 b. Met behulp van de Gemini-North Telescope op Hawaï was het team in staat om de abundanties van elf chemische elementen in de atmosfeer van de planeet te meten, waaronder een aantal ‘rotsvormende’ elementen (Nature, 14 juni). WASP-76 b bereikt extreme temperaturen, omdat hij zich heel dicht bij zijn moederster bevindt – een enorme ster op 634 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Vissen. Zijn massa is vergelijkbaar met die van de planeet Jupiter, maar zijn volume is bijna zes keer zo groot. De planeet is dus behoorlijk opgezwollen. Doordat hij zo dicht bij zijn ster staat, heeft WASP-76 b een temperatuur van ruim boven de 2000°C. Hierdoor zijn veel elementen die hier op aarde normaal gesproken gesteenten vormen (zoals magnesium en ijzer) verdampt en als gassen aanwezig in zijn hoge atmosfeer. Het bestuderen van deze bijzondere planeet geeft een ongekend inzicht in de overvloed aan gesteente-vormende elementen in reuzenplaneten, omdat deze elementen bij koelere reuzenplaneten zoals Jupiter lager in de atmosfeer zitten en niet te detecteren zijn. De abundanties van veel elementen die Pelletier en zijn team in de atmosfeer van de exoplaneet hebben gemeten – zoals mangaan, chroom, magnesium, vanadium, barium en calcium – komen heel goed overeen met die van zijn moederster en van onze eigen zon. Deze hoeveelheden zijn het directe product van de oerknal, en de daaropvolgende miljarden jaren van stellaire nucleosynthese. Hierdoor meten wetenschappers in alle sterren ongeveer dezelfde samenstelling. Wel verschilt hun samenstelling van die van rotsachtige planeten zoals de aarde, die op een complexere manier zijn gevormd. De resultaten van het nieuwe onderzoek wijzen erop dat reuzenplaneten mogelijk de globale samenstelling behouden van de protoplanetaire schijf waaruit ze zijn gevormd. Maar interessant genoeg vertoont WASP-76 b in vergelijking met zijn ster juist een tekort aan sommige elementen: elementen die een hoge temperatuur nodig hebben om te verdampen, zoals titanium en aluminium. De interpretatie van het ontdekkingsteam is dat de waargenomen samenstelling van de bovenste atmosferen van reuzenplaneten mogelijk extreem temperatuurgevoelig is. Afhankelijk van de condensatietemperatuur van een element, zal het in gasvorm aanwezig zijn in het bovenste deel van de atmosfeer, of condenseren tot een vloeistof en naar grotere diepte zinken. In gasvorm speelt het een belangrijke rol bij het absorberen van licht en is het waarneembaar voor astronomen. Maar als het gecondenseerd is, verdwijnt het volledig uit het zicht. Als deze bevinding wordt bevestigd, zou dat betekenen dat twee grote exoplaneten van iets verschillende temperaturen een heel andere atmosfeer kunnen hebben. Een andere interessante bevinding van Pelletier en zijn collega’s is de ontdekking van een molecuul dat vanadiumoxide heet. Dit is van groot belang voor astronomen, omdat ze weten dat vanadiumoxide een grote invloed kan hebben op hete reuzenplaneten. Het molecuul speelt een soortgelijke rol als ozon in de atmosfeer van de aarde: het is extreem efficiënt in het opwarmen van de bovenste atmosfeer. Dit zorgt ervoor dat de temperatuur toeneemt met de hoogte in plaats van af te nemen, zoals bij koelere planeten het geval is. (EE)
→ A scorching-hot exoplanet scrutinized by UdeM astronomers
8 juni 2023
Astronomen hebben, met behulp van de Hobby-Eberly Telescoop van de McDonald-sterrenwacht in Texas (VS), een van de langste gasstaarten ontdekt die ze ooit uit een planeet hebben zien ontsnappen. De planeet, HAT-P-32b, is bijna twee keer zo groot als Jupiter en verliest zijn atmosfeer via enorme jets van heliumgas die zich voor en achter hem ontvouwen. De resulterende gasstaart is langer dan vijftig Jupiters op een rijtje (Science Advances, 7 juni). Het is niet voor het eerst dat een staart van ontsnappend materiaal bij een exoplaneet is waargenomen. Zo’n staart kan bijvoorbeeld ontstaan wanneer een planeet in botsing komt met een ander object. Maar hij kan ook worden veroorzaakt door de hitte van een nabije ster, die de planeetatmosfeer doet opzwellen en de ruimte in blaast. Staarten zo lang als die van HAT-P-32b zijn echter uitzonderlijk. Om meer te weten te komen over de atmosfeer van een planeet buiten ons zonnestelsel, kunnen astronomen waarnemingen doen van diens moederster op het moment dat de planet voor deze langs schuift. Dit wordt een planeetovergang of ‘transit’ genoemd. Tijdens zo’n transit schijnt het licht van de ster door de eventuele atmosfeer van de planeet heen. Met behulp van spectroscopie kunnen astronomen dit licht bestuderen om vast te stellen welke elementen er in de planeetatmosfeer zitten. Met spectroscopie wordt het licht opgesplitst in verschillend gekleurde lichtbundels, het zogeheten spectrum. De diverse kleurbanden in dit spectrum komen overeen met verschillende elementen. De staart van HAT-P-32b was al bij eerdere onderzoeken ontdekt. Maar omdat astronomen de planeet alleen hadden waargenomen op de momenten dat hij voor zijn ster langs trok, bleef de ware omvang ervan onbekend. Nu heeft een team onder leiding van Zhoujian Zhang van de Universiteit van Californië te Santa Cruz (VS) HAT-P-32b gedurende meerdere nachten waargenomen – zowel voor, tijdens als na het moment waarop de planeet voor zijn ster langs schoof. Daarbij is de planeet gedurende een volledige omloop om zijn ster gevolgd en werd de volledige omvang van zijn staart zichtbaar. De staart van HAT-P-32b is waarschijnlijk veroorzaakt doordat zijn atmosfeer tot koken wordt gebracht door zijn moederster. HAT-P-32b behoort tot de zogeheten ‘hete Jupiters’, wat betekent dat hij groot, heet en gasvormig is en op geringe afstand om zijn ster cirkelt. Door de hitte van zijn nabije moederster is de atmosfeer van HAT-P-32b zo sterk opgezwollen dat een deel van het aanwezige gas is ontsnapt aan de zwaartekracht van de planeet en in een baan rond de ster is getrokken. (EE)
→ Astronomers Observe Giant Tails of Helium Escaping Jupiter-Like Planet
1 juni 2023
Astronomen hebben vastgesteld dat om de kleinste en meest voorkomende soort sterren in het heelal, de zogeheten rode dwergen, maar heel zelden Jupiter-achtige sterren cirkelen. Het ontbreken van reuzenplaneten kan grote gevolgen hebben voor de ontwikkeling van aarde-achtige planeten rond rode dwergen.Om een schatting te kunnen maken van de aantallen Jupiter-achtige planeten, heeft een team onder leiding van Emily Pass van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) een steekproef van tweehonderd rode dwergen met elk slechts tien tot dertig procent van de massa van de zon onderzocht. Deze kleine sterren zijn de kosmische norm: ze zijn veel talrijker dan sterren ter grootte van onze zon. Bij hun onderzoek vertrouwden de astronomen op de radiële-snelheidsmethode. Als er een zware planeet om een ster cirkelt, zorgt dat ervoor dat de ster een beetje gaat ‘wiebelen’ – een effect dat waarneembaar is in het licht van de ster. In hun hele steekproef hebben de onderzoekers echter geen enkele planeet van het kaliber Jupiter aangetroffen. Daaruit leiden ze af dat om minder dan twee procent van de rode dwergsterren een Jupiter-achtige planeet cirkelt. Deze conclusie staat in schril contrast met vergelijkbare onderzoeken van middelgrote sterren zoals onze zon, waarbij vaak wel zware planeten te vinden zijn. De enorme massa van deze werelden – Jupiter alleen al bevat meer massa dan alle andere planeten van ons zonnestelsel bij elkaar – vertaalt zich in een enorme zwaartekracht, en een enorme zwaartekracht vertaalt zich weer in een verreikende invloed op de omgeving. Een belangrijk voorbeeld hiervan is de migratie van Jupiter in de eerste paar honderd miljoen jaar van het bestaan van ons zonnestelsel. Na zijn ontstaan in het verre buitengebied van het zonnestelsel is Jupiter, samen met de overige buitenplaneten, dichter naar de zon toe gemigreerd. Daarbij heeft zijn sterke zwaartekracht ervoor gezorgd dat grote aantallen ijsrijke kometen op ramkoers kwamen met de vier rotsachtige planeten in het hart van het zonnestelsel. Een groot aantal van deze ijzige hemellichamen kwam in botsing met de jonge aarde en leverde daar grote hoeveelheden water en mogelijk ook organische moleculen af. Uiteindelijk werden deze moleculen complexer en begonnen ze zichzelf te vermenigvuldigen, waardoor ze evolueerden tot wat wij leven noemen. Zonder Jupiter waren deze omstandigheden misschien niet tot stand gekomen en zou er mogelijk nooit leven zijn geweest op onze planeet. Dat betekent overigens niet dat de omstandigheden in planetenstelsels rond kleine dwergsterren per definitie ongeschikt zijn voor het ontstaan van leven. De afwezigheid van Jupiter-achtige reuzenplaneten betekent immers dat er meer grondstoffen beschikbaar zijn voor de vorming van rotsachtige planeten. Andere onderzoeken wijzen er inderdaad op dat de rotsachtige werelden die om rode dwergsterren cirkelen in verhouding groter en ook talrijker zijn dan die rond zonachtige sterren. En meer planeten betekent: meer plekken waar zich leven kan ontwikkelen. (EE)
→ The Case of the Missing Jupiters: Gas Giant Planets are a No-Show around Small Red Stars
29 mei 2023
Een analyse door astronomen van de Universiteit van Florida (VS) laat zien dat een derde van alle planeten in ons Melkwegstelsel zich in omloopbanen bevindt die veilig genoeg zijn om leven te kunnen herbergen (PNAS, 29 mei). Onze vertrouwde warme, gele zon is een relatieve zeldzaamheid in het Melkwegstelsel. Verreweg de meeste sterren zijn aanzienlijk kleiner en koeler, en hebben hooguit half zoveel massa als de zon. Rond deze zogeheten rode dwergsterren cirkelen alles bij elkaar miljarden planeten. Om genoeg warmte op te vangen om leefbaar te zijn, moeten deze planeten zich vrij dicht in de buurt van hun sterren bevinden. Maar dat maakt ze weer gevoelig voor enorm sterke getijdenkrachten. Op basis van de nieuwste gegevens van de ruimtetelescopen Kepler en Gaia hebben Ballard en Sagear vastgesteld dat twee op de drie planeten rond de alomtegenwoordige kleine sterren zo sterk worden opgewarmd dat ze als onleefbaar moeten worden beschouwd. Maar dan blijven er nog altijd honderden miljoenen exoplaneten over waar de temperaturen gematigd genoeg blijven om vloeibaar water vast te houden. Bij hun onderzoek hebben Sagear en Ballard de excentriciteiten gemeten van een steekproef van meer dan 150 planeten, ongeveer zo groot als Jupiter, die rond rode dwergsterren draaien. De excentriciteit geeft aan hoe sterk de baan van een hemellichaam afwijkt van de cirkelvorm: hoe groter de excentriciteit, des te ovaler is de baan. Op ongeveer de afstand waarop de planeet Mercurius om onze zon draait, kan zo’n excentrische baan ervoor zorgen dat er zogeheten getijdenverwarming optreedt. Dat betekent dat de planeet wordt uitgerekt en vervormd door de veranderlijke zwaartekrachten die hij in zijn langgerekte omloopbaan ondervindt. In het uiterste geval kan hij daarbij dermate heet worden, dat al het vloeibare water op zijn oppervlak verdampt. Sagear en Ballard hebben ontdekt dat sterren met meerdere planeten de kans op planeten in cirkelbanen – oftewel leefbare exoplaneten – het grootst is. Bij sterren met slechts één planeet zijn de getijdenkrachten veelal dermate extreem dat de kans op leefbare omstandigheden gering is. (EE)
→ One-third of galaxy’s most common planets could be in habitable zone
26 mei 2023
Een studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Luik die gebruik maken van waarnemingen van NASA-ruimtetelescoop TESS, heeft tot de ontdekking geleid van een stelsel van twee exoplaneten die iets groter zijn dan de aarde. Het tweetal draait om een koele ster op 150 lichtjaar van de aarde die bekendstaat als TOI-2096. De ontdekking is gepubliceerd in het vaktijdschrift Astronomy & Astrophysics. De ontdekking is het resultaat van een nauwe samenwerking tussen Europese en Amerikaanse universiteiten en werd mogelijk gemaakt door de Amerikaanse ruimtemissie TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), die tot doel heeft planeten te vinden die om nabijgelegen heldere sterren draaien. TESS speurt de hemel af met behulp van de transitmethode. Dat wil zeggen dat de helderheden van duizenden sterren worden gemonitord. Wanneer een ster kleine regelmatige helderheidsdipjes vertoont, kan dat erop wijzen dat er een of meer planeten om hem heen draaien, die vanaf de aarde gezien voor de ster langsschuiven. Om het planetaire karakter van de gedetecteerde signalen te bevestigen, zijn echter vervolgwaarnemingen met telescopen op aarde nodig. De planeten TOI-2096 b en TOI-2096 c zijn waargenomen met een internationaal netwerk van telescopen, met onder meer de Belgische telescopen TRAPPIST en SPECULOOS. De betrokken astronomen hebben ontdekt dat de twee planeten in resonantie zijn met elkaar: in de tijd dat de buitenste planeet om de ster draait, voltooit de binnenste planeet twee omlopen. Dit is een bijzondere configuratie, die een sterke zwaartekrachtinteractie tussen de planeten veroorzaakt. Deze interactie vertraagt of versnelt de passage van de planeten voor hun ster en zou het in de nabije toekomst mogelijk kunnen maken om, met behulp van grotere telescopen, de massa’s van beide planeten te bepalen. De onderzoekers achter de ontdekking schatten dat planeet b, die het dichtst bij zijn ster staat, twintig procent groter is dan de aarde. Hij heeft waarschijnlijk een rotsachtige samenstelling en zou ook omgeven kunnen zijn door een dunne atmosfeer. Planeet c is bijna tweemaal zo groot als de aarde, oftewel ongeveer half zo groot als Neptunus. Daarmee behoort hij mogelijk tot de mini-Neptunussen: planeten met een kern van gesteente en ijs, omgeven door een uitgebreide atmosfeer van waterstof of waterdamp. (EE)
→ Astronomers from the University of Liège discover a key planetary system to understand the formation mechanism of the mysterious 'super-Earths'
17 mei 2023
Astronomen hebben een exoplaneet ter grootte van de aarde ontdekt die mogelijk bezaaid is met vulkanen. De planeet, LP 791-18 d geheten, zou net zo vulkanisch actief kunnen zijn als de Jupitermaan Io – het meest vulkanisch actieve hemellichaam in ons zonnestelsel. LP 791-18 d draait om een kleine rode dwergster op ongeveer negentig lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Beker en heeft ongeveer net zoveel massa als de aarde (Nature, 17 mei). LP 791-18 d vertoont een synchrone of ‘gebonden’ rotatie, wat wil zeggen dat steeds dezelfde kant van de planeet naar zijn ster is gericht. Op dat halfrond is het waarschijnlijk te heet voor vloeibaar water aan het oppervlak. Astronomen wisten al vóór deze ontdekking van het bestaan van twee andere werelden in dit planetenstelsel, met de aanduidingen LP 791-18 b en c. De binnenste van de twee is ongeveer twintig procent groter dan de aarde, de buitenste is ongeveer 2,5 keer zo groot en meer dan zeven keer zo zwaar als de aarde. Tijdens elke omloop passeren de planeten d en c elkaar zeer dicht. Steeds als dit gebeurt, oefent de zware planeet c aantrekkingskracht uit op planeet d, waardoor diens omloopbaan enigszins ellipsvormig is geworden. Deze ellipsbaan zorgt ervoor dat de planeet met regelmatige tussenpozen zijn ster nadert en enigszins wordt vervormd. De interne wrijving die daarbij optreedt kan ervoor zorgen dat het inwendige van de planeet heet wordt en in vulkanische activiteit resulteert. De planeet Jupiter en enkele van zijn manen beïnvloeden Io op vergelijkbare wijze. Planeet d bevindt zich aan de aan de rand van de zogeheten leefbare zone, het gebied rond een ster waar de temperaturen op een planeet zodanig gematigd zijn, dat er vloeibaar water op zijn oppervlak kan voorkomen. Maar als de planeet zo geologisch actief is als nu wordt vermoed, zou hij een atmosfeer kunnen vasthouden en kan er aan zijn nachtzijde zelfs water condenseren. LP 791-18d is ontdekt met behulp van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de allang uitgerangeerde ruimtetelescoop Spitzer, en een aantal sterrenwachten op de vaste grond. (EE)
→ NASA’s Spitzer, TESS Find Potentially Volcano-Covered Earth-Size World
10 mei 2023
Een team van onderzoekers onder leiding van Eliza Kempton (Universiteit van Maryland, VS) heeft ontdekt dat GJ 1214b, een exoplaneet op veertig lichtjaar van de aarde, te heet is om ‘leefbaar’ te zijn, maar dat zijn atmosfeer waarschijnlijk waterdamp bevat – mogelijk zelfs aanzienlijke hoeveelheden – en voornamelijk bestaat uit moleculen die zwaarder zijn dan waterstof (Nature, 10 mei). Astronomen doen al meer dan tien jaar pogingen om GJ 1214b nader te bestuderen. Het grootste obstakel daarbij is de dikke laag smog die de planeet omhult en aan het zicht van ruimtetelescopen onttrekt. Een team van onderzoekers onder leiding van Eliza Kempton (Universiteit van Maryland, VS) heeft nu de Webb-ruimtetelescoop ingezet om de atmosfeer van deze zogeheten sub-Neptunus – een planeet die groter is dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus – te onderzoeken. Daarbij is voor het eerst het licht van een exoplaneet van dit type rechtstreeks gedetecteerd. Sub-Neptunussen zijn het meest voorkomende soort planeten in ons Melkwegstelsel, al komen ze in ons zonnestelsel niet voor. Ondanks zijn troebele atmosfeer meenden Kempton en haar collega’s dat GJ 1214b nog steeds de beste kans bood om de atmosfeer van zo’n sub-Neptunus waar te nemen, omdat hij om een weliswaar heldere, maar zeer kleine ster – een zogeheten rode dwerg – cirkelt. Webb detecteert licht van langere golflengten dan eerdere ruimtetelescopen, wat het mogelijk maakt om de door GJ 1214b uitgestraalde warmte te meten en een temperatuurkaart van de planeet te maken. De onderzoekers maten het infrarode licht dat GJ 1214b over een periode van ongeveer veertig uur – de tijd die de planeet nodig heeft om eenmaal rond zijn ster te draaien – uitzond. Bij de overgang van dag naar nacht, hangt de hoeveelheid warmte die van de ene naar de andere kant van een planeet opschuift grotendeels af van de samenstelling van diens atmosfeer. Uit de warmteschommelingen die in de atmosfeer van GJ 1214b optreden leiden de astronomen af dat zijn atmosfeer niet grotendeels uit waterstof kan bestaan, maar mogelijk wel veel waterdamp bevat. Ook eerdere waarnemingen met de ‘oude’ Hubble-ruimtetelescoop wezen er al op dat GJ 1214b een ‘waterwereld’ zou kunnen zijn – de term die astronomen losjes gebruiken voor een planeet die aanzienlijke hoeveelheden water bevat. De nieuwe Webb-gegevens tonen sporen van water, methaan of een mengsel van beide. Deze verbindingen komen overeen met de subtiele absorptie van licht in het door Webb waargenomen golflengtegebied. Verdere onderzoek zal nodig zijn om de exacte samenstelling van de atmosfeer van de planeet vast te stellen. De onderzoekers deden daarnaast nog een verrassende ontdekking: GJ 1214b is sterk reflecterend. De planeet bleek wat minder heet dan verwacht, wat betekent dat er iets in zijn atmosfeer zit dat licht weerkaatst. Eerder dachten onderzoekers dat de hoge laag van smog in de atmosfeer van GJ 1214b een donkere, roetachtige substantie zou kunnen zijn die licht absorbeert, maar de ontdekking dat de exoplaneet zoveel licht weerkaatst, maakt dat twijfelachtig. (EE)
→ Researchers measure the light emitted by a sub-Neptune planet’s atmosphere for the first time
9 mei 2023
Astronomen hebben, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, het warme stof rond de nabije jonge ster Fomalhaut in beeld gebracht, en zo de eerste planetoïdengordel die ooit buiten ons zonnestelsel is waargenomen in infraroodlicht kunnen bestuderen. Tot hun verrassing bleken de stofstructuren rond de ster veel complexer dan de planetoïdengordel en Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel. In totaal blijkt het om drie in elkaar geneste gordels te gaan, die zich uitstrekken tot op 23 miljard kilometer van de ster – 150 keer de afstand van de aarde tot de zon (Nature Astronomy, 8 mei). Fomalhaut is de helderste ster van het sterrenbeeld Zuidervis en vanaf het zuidelijk halfrond gemakkelijk waarneembaar met het blote oog. De stofgordels rond de ster bestaan uit puin dat is vrijgekomen bij botsingen tussen kleine hemellichamen, vergelijkbaar met planetoïden en kometen. Ze worden waarschijnlijk in stand gehouden door de zwaartekracht van planeten, net zoals de planeten Jupiter en Neptunus de planetoïdengordel en Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel in bedwang houden. Eerder hadden de ruimtetelescopen Hubble en Herschel en de radiotelescoop ALMA al scherpe opnamen gemaakt van de buitenste gordel van Fomalhaut, maar de binnenste gordel was op die beelden niet te zien. Webb heeft ook een grote stofwolk in beeld gebracht die vermoedelijk is veroorzaakt door een botsing tussen twee planetaire ‘bouwstenen’ in de buitenste gordel van Fomalhaut. Dit is een andere structuur dan de vermeende planeet die in 2013 op beelden van de Hubble-ruimtetelescoop te zien was, maar in 2014 alweer was verdwenen. De meest plausibele verklaring is dat de nieuwe stofwolk, net als zijn voorganger, is veroorzaakt door een botsing tussen twee planetaire bouwstenen. Het idee dat sterren omgeven kunnen zijn door een protoplanetaire schijf gaan terug tot het einde van de achttiende eeuw, toen de geleerden Immanuel Kant en Pierre-Simon Laplace onafhankelijk van elkaar de theorie ontwikkelden dat de zon en haar planeten zijn ontstaan uit een draaiende gaswolk die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrok en platter werd. Puinschijven zoals die rond Fomalhaut ontwikkelen zich pas ná de vorming van planeten. Ze zijn het bewijs dat kleine hemellichamen zoals planetoïden met elkaar in botsing kunnen komen en daarbij enorme wolken van stof en ander puin achterlaten. (EE)
→ Webb Looks for Fomalhaut's Asteroid Belt and Finds Much More
1 mei 2023
Astronomen hebben de Webb-ruimtetelescoop gebruikt om een rotsachtige exoplaneet te onderzoeken die bekendstaat als GJ 486 b. De planeet staat te dicht bij zijn ster om zich binnen diens leefbare zone te bevinden, en heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 430 graden Celsius. Toch zijn in waarnemingen met de Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) van de ruimtetelescoop sporen van waterdamp te zien. Als de waterdamp bij de planeet hoort, zou dat erop wijzen dat deze ondanks zijn verzengende temperatuur een atmosfeer heeft. Het onderzoeksteam benadrukt echter dat de waterdamp ook in diens ster – en specifiek in koele ‘zonnevlekken’ – kan zitten. GJ 486 b is ongeveer dertig procent groter dan de aarde en heeft drie keer zoveel massa. Dat betekent dat deze rotsachtige planeet een sterkere zwaartekracht heeft dan de aarde. Hij draait in iets minder dan anderhalve aardse dag om een rode dwergster. Naar verwachting loopt zijn rotatie synchroon met de omlooptijd om zijn ster, en is altijd dezelfde zijde van de planeet naar de ster toe gekeerd. Van ons uit gezien schuift GJ 486 b met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs. Als hij inderdaad een atmosfeer heeft, dan zou het sterlicht tijdens zo’n planeetovergang door de daarin aanwezige gassen worden ‘gefilterd’. Daarbij laat zijn atmosfeer dan chemische vingerafdrukken achter in het licht van de ster, die met behulp van zogeheten transmissiespectroscopie kunnen worden vastgelegd. De astronomen hebben twee planeetovergangen waargenomen, die elk ongeveer een uur duurden. Vervolgens gebruikten ze drie verschillende methoden om de gegevens te analyseren. De resultaten zijn onderling consistent: ze laten een overwegend vlak spectrum zien met een intrigerende stijging bij de kortste infrarode golflengten. Computermodellen laten zien dat dit signaal waarschijnlijk door waterdamp wordt veroorzaakt. Hoewel dit erop zou kunnen wijzen dat GJ 486 b een atmosfeer heeft, is een (minstens) even plausibele verklaring dat de waterdamp in diens ster zit. Ook in onze zon komt soms waterdamp voor: dat is dan met name het geval in zonnevlekken, die erg koel zijn vergeleken met de rest van het zonsoppervlak. De ster van GJ 486 b is veel koeler dan de zon, dus zou er nog meer waterdamp in diens zonnevlekken kunnen zitten. En daardoor kan een signaal ontstaan dat een planeetatmosfeer nabootst. Een atmosfeer van waterdamp zal naar verwachting eroderen onder invloed van de hitte en straling van de ster. Als GJ 486 b zo’n atmosfeer heeft, zou deze dus voortdurend moeten worden ‘aangevuld’, bijvoorbeeld door vulkanen die waterdamp uit het binnenste van de planeet uitbraken. (EE)
→ Webb Finds Water Vapor, But From a Rocky Planet or Its Star?
27 april 2023
Onderzoekers van de Universiteit van Lund (Zweden) hebben een bijzonder element opgespoord in de atmosfeer van de ‘ultra-hete’ Jupiter-achtige exoplaneet KELT-9 b. Het betreffende element, terbium, was nog niet eerder in een exoplaneet aangetroffen (Astronomy & Astrophysics, 27 april). Kelt-9b draait om een ster op 670 lichtjaar van de aarde en is – voor zover bekend – de heetste exoplaneet van ons Melkwegstelsel. De gemiddelde temperatuur op deze planeet bedraagt maar liefst 4000 graden Celsius. Terbium is een zeldzaam aardmetaal dat behoort tot de zogeheten lanthaniden. Het werd in 1843 door de Zweedse chemicus Carl Gustaf Mosander ontdekt in een groeve nabij Stockholm. Als vrij element komt terbium op aarde niet voor, maar het wordt in lage concentraties aangetroffen in mineralen die tevens andere lanthaniden bevatten. Bij hun ontdekking hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van een geavanceerde analyse, waarbij al bestaande gegevens van de spectrografen van twee verschillende telescopen met elkaar werden gecombineerd, om zo een betere signaal/ruis-verhouding te bewerkstelligen. Op die manier kon niet alleen de aanwezigheid van terbium worden aangetoond, maar ook die van zes andere zware elementen die nog niet eerder in de atmosfeer van Kelt-9b waren ontdekt: calcium, chroom, nikkel, strontium, titanium en barium. Kennis over de hoeveelheid zware elementen in de atmosferen van exoplaneten stelt astronomen onder andere in staat om hun leeftijden te bepalen. (EE)
→ Scientists discover rare element in exoplanet’s atmosphere
19 april 2023
Sterren die relatief veel zware elementen bevatten, bieden minder gunstige omstandigheden voor het ontstaan van complex leven dan metaalarme sterren. Dat is de conclusie van een internationaal team van de Max-Planck-instituten voor zonnestelsel-onderzoek (Göttingen) en chemie (Mainz) alsmede de Universiteit van Göttingen (Duitsland). Het team heeft een verband ontdekt tussen de ‘metalliciteit’ van een ster en het vermogen van diens planeten om een beschermende ozonlaag op te bouwen (Nature Communications, 18 april). De nieuwe studie richtte zich op het ozongehalte van de atmosferen van exoplaneten. Net als op aarde kan deze verbinding van drie zuurstofatomen het oppervlak van een planeet (en de daar aanwezige levensvormen) beschermen tegen cel-beschadigende ultraviolette straling. Een ozonlaag is dus een belangrijke voorwaarde voor het ontstaan van complex leven. Maar welke eigenschappen moet een ster hebben opdat zijn planeten zo’n beschermende laag kunnen vormen? Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers zich met name gericht op sterren met oppervlaktetemperaturen van 5000 tot 6000 graden Celsius – de groep waartoe ook onze zon behoort. In de atmosferische chemie van de aarde speelt de uv-straling van de zon een dubbelrol. Bij reacties met afzonderlijke zuurstofatomen en -moleculen kan ozon zowel worden aangemaakt als vernietigd. Terwijl de langgolvige uv B-straling ozon afbreekt, draagt de kortgolvige uv C-straling juist bij tot de vorming ervan. Het lag daarom voor de hand te veronderstellen dat ultraviolet licht een vergelijkbaar complexe invloed zou kunnen hebben op de atmosferen van exoplaneten. De onderzoekers berekenden daarom de exacte golflengten waaruit de uv-straling van de sterren bestaat. Daarbij keken ze voor het eerst ook naar de invloed die de metalliciteit van een ster daarbij speelt. De metalliciteit geeft de verhouding aan tussen de hoeveelheden waterstof en zwaardere elementen (door astronomen vaak simpelweg ‘metalen’ genoemd) in het bouwmateriaal van een ster. Zo bevat onze zon ruim 31.000 waterstofatomen voor elk ijzeratoom. Vervolgens onderzocht het team hoe de berekende uv-straling de atmosfeer zou beïnvloeden van planeten die binnen de ‘leefbare zone’ om deze sterren draaien. (De leefbare zone is de gordel rond een ster waar gematigde temperaturen – niet te warm en niet te koud – heersen.) Voor zulke werelden hebben de wetenschappers met behulp van computersimulaties uitgezocht welke processen door de uv-straling van de moederster in de planeetatmosferen in gang worden gezet. Het resultaat was verrassend. Metaalarme sterren zenden in totaal weliswaar meer uv-straling uit dan metaalrijke, maar de verhouding tussen de ozon-genererende uv C-straling en de ozon-vernietigende uv B-straling blijkt sterk af te hangen van de metalliciteit: bij metaalarme sterren overheerst de uv C-straling, waardoor zich een dichte ozonlaag kan ontwikkelen. In metaalrijke sterren, met hun overheersende uv B-straling, is deze beschermende laag volgens de simulaties veel dunner. Dit brengt de onderzoekers tot de bijna paradoxale conclusie dat het ouder wordende heelal steeds vijandiger zal worden voor leven. Opeenvolgende generaties van sterren produceren mettertijd immers steeds meer metalen en andere zware elementen die – afhankelijk van de massa van de ster – vrijkomen als sterrenwind of als onderdeel van een supernova-explosie: het bouwmateriaal voor de volgende generatie van sterren. Hierdoor bevat elke nieuw gevormde ster dus meer metalen dan zijn voorgangers, waardoor zijn eventuele planeten het met een dunnere ozonlaag moeten doen. (EE)
→ Metal-poor stars are more life-friendly
14 april 2023
Astronomen hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor het opsporen van exoplaneten die zich met grote telescopen op aarde rechtstreeks laten fotograferen. Dat heeft al geresulteerd in een directe opname van een Jupiter-achtige reuzenplaneet op ruim 132 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Zwaan. De planeet, met de aanduiding HIP 99770 b, is de eerste buiten ons zonnestelsel die met behulp van een combinatie van astrometrie en directe fotografie is ontdekt (Science, 14 april). De eerste beelden van HIP 99770 b, gemaakt in het infrarood, zijn vastgelegd met de grote telescopen Keck II en Subaru op Maunakea (Hawaï). De benodigde astrometrische gegevens, waren afkomstig van de Europese ruimtetelescoop Gaia en haar voorganger Hipparcos. Het detecteren van HIP 99770 b is niet eenvoudig, omdat de planeet heel zwak is en amper boven de gloed van zijn heldere moederster uitkomt. Deze nieuwe manier om vanaf de aarde naar nabije exoplaneten te zoeken is een grote verbetering ten opzichte van de traditionele methode. De afgelopen veertien jaar hebben astronomen met behulp van zogeheten ‘blinde’ surveys de hemel afgespeurd naar sterren waar mogelijk grote reuzenplaneten omheen draaien die we, gezien de leeftijd en afstand van het stersysteem, vanaf de aarde zouden kunnen waarnemen. Deze aanpak heeft echter een laag rendement. Met behulp van precisie-astrometrie kan worden gezocht naar sterren die schommelbewegingen vertonen, die aan de zwaartekracht van een onzichtbare begeleider (zoals een planeet) kunnen worden toegeschreven. Bij stersystemen die nabij genoeg zijn kan vervolgens worden geprobeerd om die begeleider te fotograferen. Uit de infraroodopnamen die Subaru en Keck II van HIP 99770 b hebben gemaakt, leiden astronomen af dat deze exoplaneet veertien tot zestien keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter en om een ster draait die ongeveer tweemaal zoveel massa heeft als onze zon. De afstand tussen de planeet en zijn ster is driemaal zo groot als de afstand zon-Jupiter, maar omdat de ster veel feller straalt dan de zon, ontvangt HIP 99770 b bijna net zoveel licht en warmte als Jupiter. Ook kon worden vastgesteld dat zijn atmosfeer water en koolstofmonoxide bevat en dat het stersysteem HIP 99770 is omgeven door een schijf van ijzig stof, vergelijkbaar met de Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel. (EE)
→ New Exoplanet-Hunting Technique Leads To Successful Direct Image Of A Super-Jupiter
3 april 2023
De Amerikaanse astronomen Sebastian Pineda en Jackie Villadsen hebben aanwijzingen gevonden dat YZ Ceti b – een van de drie planeten van de nabije rode dwergster YZ Ceti (afstand 12 lichtjaar) – een magnetisch veld heeft. Bij waarnemingen met de Very Large Array-radiotelescoop is namelijk een zich herhalend radiosignaal ontdekt dat wordt toegeschreven aan de interactie tussen het magnetische veld van de planeet en dat van diens moederster (Nature Astronomy, 3 april). Een magnetisch veld kan voorkomen dat de atmosfeer van een planeet ‘wegslijt’ onder invloed van de energierijke deeltjes die zijn ster uitstoot. Als de rotsachtige exoplaneet YZ Ceti b inderdaad een sterk magnetisch veld heeft, vergroot dat dus de kans dat hij langdurig een atmosfeer aan zich kan binden. De radiogolven die worden opgewekt bij de interacties tussen het magnetische veld van een exoplaneet en de ster waar hij omheen draait, moeten heel sterk zijn om waarneembaar te zijn vanaf de aarde. Daarom selecteren Pineda en Villadsen voor hun waarnemingen planeten die zich heel dicht bij hun ster bevinden. Dat vergroot de kans dat hun magnetische interacties detecteerbaar zijn. De kleine ster YZ Ceti en haar planeet YZ Ceti b vormen een ideaal paar, omdat de exoplaneet zich zo dicht bij zijn ster bevindt dat hij in slechts twee dagen een volledige omloop voltooid. (Ter vergelijking: de binnenste planeet van ons zonnestelsel, Mercurius, heeft een omlooptijd van 88 dagen.) Steeds als de ster een wolk van geladen deeltjes (plasma) uitstoot, komt het tot een wisselwerking tussen de magnetische velden van ster en planeet, waarbij sterke radiogolven worden gegenereerd. Het is overigens niet voor het eerst dat radiogolven zijn waargenomen die aan de interactie tussen een rode dwergster en een van diens planeten worden toegeschreven. Drie jaar geleden deed een team onder leiding van Harish Vedantham van ASTRON een vergelijkbare ontdekking bij de nabije rode dwergster GJ1151. (EE)
→ Do Earth-like exoplanets have magnetic fields?
28 maart 2023
Een internationaal team van onderzoekers heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, de temperatuur gemeten van de rotsachtige exoplaneet TRAPPIST-1 b. De meting is gebaseerd op de thermische emissie van de planeet: warmte-energie die wordt uitgestraald in de vorm van infrarood licht. Het resultaat geeft aan dat de dagzijde van de planeet een temperatuur heeft van ongeveer 225 graden Celsius en wijst erop dat de planeet geen atmosfeer van betekenis heeft (Nature, 27 maart). Het is voor het eerst dat er licht (van welke soort dan ook) is waargenomen van een exoplaneet die zo klein is als de rotsachtige planeten in ons eigen zonnestelsel. Het resultaat geeft aan dat Webb in principe in staat moet zijn om aarde-achtige exoplaneten te karakteriseren. TRAPPIST-1b maakt deel uit van een stelsel van zeven rotsachtige exoplaneten rond een ‘ultrakoele’ rode dwergster op veertig lichtjaar van de aarde. Het opmerkelijke van dit planetenstelsel, dat begin 2017 door Belgische astronomen werd ontdekt, is dat de afmetingen en massa’s van de exoplaneten dicht bij die van de rotsachtige planeten van ons zonnestelsel liggen. Eerdere waarnemingen van TRAPPIST-1 b, met de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer, konden niet uitsluiten dat deze planeet een atmosfeer heeft. Om dat te kunnen vaststellen moesten nauwkeurige temperatuurmetingen worden gedaan. Aangezien steeds dezelfde zijde van de planeet naar de ster gericht is, zou zijn dagzijde normaal gesproken veel heter moeten zijn dan zijn nachtzijde ténzij er een atmosfeer aanwezig is die de warmte laat circuleren. Om dit te onderzoeken hebben de astronomen een techniek gebruikt die secundaire-eclipsfotometrie wordt genoemd. Het komt erop neer dat de infraroodcamera MIRI van Webb de helderheidsverandering van het planetenstelsel heeft gemeten op het moment dat TRAPPIST-1 b achter zijn ster langs schoof. De planeet is niet heet genoeg om zelf lichtbaar licht uit te zenden, maar produceert wel een infrarode gloed. Door tijdens vijf van deze secundaire eclipsen de helderheid van de ster alleen te meten, en deze af te trekken van die van de ster en de planeet samen, kon worden berekend hoeveel infrarood licht de (duizend keer zwakkere) planeet uitzendt. Een analyse van de waarnemingen laat zien dat de temperatuur van TRAPPIST-1 b vrijwel exact overeenkomt met die van een kaal rotsachtig hemellichaam zonder atmosfeer. Om te kunnen vaststellen of de dagzijde van de planeet inderdaad altijd veel heter is dan de nachtzijde, worden momenteel nog meer waarnemingen gedaan. Op die manier hopen de astronomen te kunnen meten hoe groot (en constant) de temperatuurverschillen tussen dag- en nachtzijde zijn. (EE)
→ NASA's Webb Measures the Temperature of a Rocky Exoplanet
22 maart 2023
Wetenschappers die waarnemingen doen met de Webb-ruimtetelescoop, hebben signaturen van silicaatwolken ontdekt in de turbulente atmosfeer van een hete exoplaneet – een planeet buiten ons zonnestelsel. Gedurende diens 22 uur durende dag stijgt heter materiaal op, om na afkoeling weer omlaag te zakken. Als gevolg van deze turbulenties vertoont de planeet uitzonderlijk sterke helderheidsfluctuaties. Het onderzoeksteam, onder leiding van Brittany Miles van de Universiteit van Arizona (VS), heeft in het spectrum van de planeet duidelijke sporen aangetroffen van water, methaan en koolstofmonoxide (CO), en mogelijk ook van koolstofdioxide (CO2). Nooit eerder zijn bij een exoplaneet zoveel verschillende moleculen ‘gezien’. De planeet, die te boek staat als VHS 1256 b, bevindt zich op ongeveer veertig lichtjaar afstand en draait niet om één, maar om twee sterren. Hij is ongeveer vier keer zo ver van de dubbelster verwijderd als Pluto van onze zon, wat maakt dat hij relatief gemakkelijk waarneembaar is. De wolken hoog in de atmosfeer van de exoplaneet bereiken temperaturen tot wel 830 graden Celsius. In die wolken heeft de ruimtetelescoop grotere en kleinere stofdeeltjes bestaande uit silicaten ontdekt. De kleinere deeltjes zijn vergelijkbaar met rookdeeltjes, de grotere hebben meer weg van fijn zand. De hoge temperatuur van de planeet wijst erop dat hij naar astronomische maatstaven vrij jong is: ruwweg 150 miljoen jaar. De hitte is een overblijfsel van zijn vormingsproces. De komende miljarden jaren zal hij geleidelijk afkoelen, en zullen zijn dichte zandwolken oplossen. (EE)
→ Hot sand clouds on a young gas-giant planet orbiting two stars
9 maart 2023
Een groot internationaal onderzoeksteam heeft ontdekt dat de detectie van een exoplaneet bij de ster 40 Eridani – bekend van Star Trek – op een vergissing berust. De wetenschappers hebben een artikel gepubliceerd op de preprint-server arXiv, waarin ze een aantal sterren met mogelijke planeten nog eens goed onder de loep hebben genomen. Star Trek maakte in 1966 zijn debuut op de Amerikaanse tv. Een groot succes was de sciencefiction-serie aanvankelijk niet: al na drie seizoenen werd de stekker eruit getrokken. Maar dankzij vele herhalingen werden de avonturen van kapitein James T. Kirk en Mister Spock mettertijd steeds populairder. Er werd een recordaantal spin-offs van de serie gemaakt en ook elf bioscoopfilms zagen het licht. In de serie was Mister Spock afkomstig van de fictieve planeet Vulcan, die in een baan om de ster 40 Eridani A zou draaien. Het kwam dus mooi uit dat in 2018 inderdaad de ontdekking van een exoplaneet bij deze ster kon worden gemeld. Die planeet kreeg overigens niet de naam Vulcan, maar de formele aanduiding 40 Eri b. Sommige astronomen vroegen zich kort na de ontdekking al af of 40 Eri b wel echt een planeet was. Het leek namelijk nogal toevallig dat de duur van één omloop van de planeet precies gelijk was aan de duur van één omwenteling van zijn ster. Deze sceptici hebben nu gelijk gekregen. De ontdekking van 40 Eri b was gebaseerd op een analyse van kleine regelmatige fluctuaties in de golflengte van het licht van 40 Eridani. Zulke fluctuaties kúnnen het gevolg zijn van de aanwezigheid van een om de ster draaiende planeet, wiens zwaartekracht de ster een beetje aan het schommelen brengt. Maar een nauwgezette analyse van het lichtspectrum van 40 Eridani, tevens bekend als HD 26965, heeft nu laten zien dat de waargenomen fluctuaties niet worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van een planeet, maar door activiteit aan het oppervlak van de ster. HD 26965 b is overigens niet de enige exoplaneet die bij dit onderzoek is gesneuveld: hetzelfde lot trof ook de vermeende planeten HD 20794 c, HD 85512 b en HD 114613 b. (EE)
→ Star Trek's planet Vulcan found to not be a planet after all (Phys.org)
21 februari 2023
De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft twee opnamen gepresenteerd van een Jupiter-achtige planeet die rond de 88 lichtjaar verre ster AF Leporis draait. De planeet is in beeld gebracht door twee onafhankelijke teams van astronomen die gebruik maakten van het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope in Chili. De teams, onder leiding van Dino Mesa (INAF, Italië) en Robert De Rosa (ESO, Chili), onderzochten sterrencatalogi van de Europese astrometrische ruimtetelescopen Hipparcos en Gaia. In de loop van de jaren hebben deze nauwkeurige metingen gedaan van de posities en bewegingen van sterren in ons Melkwegstelsel. Planeten oefenenen aantrekkingskracht uit op hun moederster, en verstoren zo diens beweging aan de hemel. Beide teams hebben vastgesteld dat ook de ster AF Leporis zo’n verstoorde baan vertoont – een duidelijk teken dat er een planeet om deze ster draait. Om daar zekerheid over te krijgen, hebben Mesa en De Rosa de Very Large Telescope op de ster gericht. Daarbij is het ze gelukt om de planeet rechtstreeks in beeld te brengen. De camera waarmee ze de planeet hebben gefotografeerd, SPHERE geheten, is voorzien van adaptieve optiek die beeldonscherpte ten gevolge van turbulenties in de aardatmosfeer corrigeert, en tevens het licht van de centrale ster afschermt met een speciaal masker. Uit de verzamelde gegevens leiden de astronomen af dat de planeet slechts enkele malen zwaarder is dan de planeet Jupiter in ons eigen zonnestelsel. Daarmee is het de lichtste exoplaneet die ontdekt is met de combinatie van astrometrische metingen en directe beeldvorming. Het AF Leporis-stelsel vertoont duidelijke overeenkomsten met ons zonnestelsel. De centrale ster heeft ongeveer dezelfde massa, grootte en temperatuur als de zon, en de planeet draait rond de ster op een afstand die vergelijkbaar is met die tussen Saturnus en de zon. Het stelsel bevat tevens een puingordel die vergelijkbaar is met de Kuipergordel. Een groot verschil is wel dat het AF Leporis-stelsel slechts 24 miljoen jaar oud is, oftewel bijna tweehonderd keer zo jong als ons zonnestelsel. (EE)
→ Spotting a hidden exoplanet
15 februari 2023
Astronomen weten al lang dat planetenstelsels niet noodzakelijkerwijs dezelfde structuur hebben als ons eigen zonnestelsel. Onderzoekers van de universiteiten van Bern en Genève (Zwitserland) hebben nu kunnen aantonen dat er vier soorten planetenstelsels bestaan en dat ons zonnestelsel in feite tamelijk uniek is (Astronomy & Astrophysics, 14 februari). Ons zonnestelsel is netjes geordend: de kleinere rotsachtige planeten, zoals Venus, de aarde en Mars, bevinden zich relatief dichtbij de zon, terwijl de grote gas- en ijsreuzen, zoals Jupiter, Saturnus en Neptunus, meer afstand houden. Tien jaar geleden merkten astronomen, op basis van waarnemingen met de Kepler-ruimtetelescoop, echter op dat planeten in andere stelsels qua grootte en massa meestal op hun naaste buren lijken – zoals als erwten in een dop. Maar onduidelijk was het om een echte systematiek ging of dat de bevinding te wijten was aan de beperkingen van de waarnemingsmethoden, en de planeten in werkelijkheid onderling net zoveel verschilden als die in ons zonnestelsel. Om daar meer inzicht in te krijgen, heeft een team onder leiding van astronoom Lokesh Mishra een methode ontwikkeld om de verschillen en overeenkomsten tussen de planeten van hetzelfde stelsel te bepalen. Daarbij hebben de onderzoekers ontdekt dat er onderscheid kan worden gemaakt tussen ‘gelijksoortige’, ‘geordende’, ‘anti-geordende’ en ‘gemengde’ planetenstelsels. Planetenstelsels waarin de massa’s van naburige planeten op elkaar lijken, hebben een gelijksoortige architectuur. Geordende planetenstelsels zijn stelsels waarin de massa van de planeten toeneemt met de afstand tot de ster - net als in ons zonnestelsel. Als daarentegen de massa’s van de planeten ruwweg afnemen met de afstand tot de ster, is sprake van een anti-geordende architectuur. En in een gemengd stelsel lopen de massa’s van planeet tot planeet sterk uiteen. Uit de resultaten van Mishra en collega’s blijkt dat gelijksoortige planetenstelsels het meest voorkomen: ongeveer acht op de tien stelsels valt onder deze categorie. De geordende categorie, waar ons zonnestelsel onder valt, is verrassend genoeg de meest zeldzame. Volgens Mishra zijn er aanwijzingen dat zowel de massa van de gas- en stofschijf waaruit de planeten ontstaan, als de hoeveelheid zware elementen in hun moederster een rol spelen. Uit vrij kleine, lichte schijven en sterren met weinig zware elementen ontstaan gelijksoortige planetenstelsels. Uit grote, zware schijven rond een ster met veel zware elementen ontstaan meer geordende en anti-geordende systemen. En uit middelgrote schijven ontstaan gemengde systemen. Daarbij geldt wel dat de uiteindelijke architectuur van een planetenstelsel mede wordt bepaald door interacties – zoals botsingen en verdrijvingen – tussen de planeten onderling. (EE)
→ Four classes of planetary systems
3 februari 2023
Een team van astronomen onder leiding van Diana Kossakowski van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland) heeft een exoplaneet van ongeveer één aardmassa ontdekt die binnen de leefbare zone om de rode dwergster Wolf 1069 cirkelt. De rotatie van de planeet, Wolf 1069 b genaamd, loopt synchroon met zijn omloop om de ster, wat betekent dat het op het ene halfrond permanent dag is en op het andere permanent nacht. Toch denken de astronomen dat op een groot deel van Wolf 1069 b min of meer aangename omstandigheden kunnen heersen (Astronomy & Astrophysics, 3 februari). Astronomen hebben tot nu toe meer dan vijfduizend exoplaneten ontdekt, maar slechts anderhalf procent daarvan heeft een massa van minder dan twee aardmassa’s. En slechts een stuk of tien daarvan bevinden zich in de zogeheten leefbare zone om hun ster – de gordel waarbinnen dusdanig gematigde temperaturen heersen dat er vloeibaar water op het planeetoppervlak kan zijn. Het opsporen van zulke kleine, lichte planeten vormt nog steeds een grote uitdaging. Een van de manieren om de ‘pakkans’ te vergroten is door sterren met een geringe massa te onderzoeken op regelmatige schommelingen zoals die door om de ster heen draaiende planeten worden veroorzaakt. Dit is precies wat Diana Kossakowski en haar collega’s hebben gedaan in het kader van het CARMENES-programma, een project dat gebruik maakt van de Calar Alto-sterrenwacht in Spanje. Toen zij de gegevens van de slechts 31 lichtjaar verre rode dwergster Wolf 1069 analyseerden, ontdekten de astronomen een duidelijk signaal dat door een planeet van aardse proporties wordt veroorzaakt. De planeet draait in bijna zestien dagen om de ster, op een afstand die vijftien keer zo klein is als de afstand zon-aarde. Hoewel hij zich veel dichter bij zijn ster bevindt, ontvangt Wolf 1069 b ongeveer 35 procent minder licht en warmte dan onze planeet. In vergelijking met de zon straalt zijn moederster namelijk beduidend minder fel. Om die reden ligt de leefbare zone ook een stuk verder naar binnen. Vloeibaar water is niet de enige factor die bepaalt of een planeet leefbaar kan zijn. Net als op aarde kan in zijn atmosfeer een natuurlijk broeikaseffect optreden, dat de gemiddelde temperatuur op het planeetoppervlak opvijzelt. Berekeningen laten zien dat als Wolf 1069 b een kale rotsplaneet is, zijn oppervlaktetemperatuur slechts –23 °C bedraagt. Maar als hij is gehuld in een aardse atmosfeer, kan de gemiddelde temperatuur oplopen tot +13 °C. In dat geval zou water in een groot gebied aan de dagzijde van de planeet vloeibaar blijven. Zo’n atmosfeer zou ook bescherming bieden tegen energierijke elektromagnetische straling en deeltjes die afkomstig zijn uit de ruimte of van de centrale ster. Rode dwergsterren zijn berucht om hun hevige uitbarstingen van ultraviolette straling, die een schijnbaar leefbare planeet volledig doods kunnen maken. Daar staat tegenover dat de ster Wolf 1069 b zich veel kalmer gedraagt dan bijvoorbeeld de nog nabijere rode dwergster Proxima Centauri. Veel schadelijke activiteit lijkt hij niet te vertonen. Het is dus niet ondenkbaar dat als exoplaneet Wolf 1069 b al vroeg een atmosfeer heeft ontwikkeld, hij deze tot op de dag van vandaag heeft behouden. (EE)
→ A nearby potentially habitable Earth-mass exoplanet
12 januari 2023
Een onderzoeksteam, onder leiding van Kevin Stevenson en Jacob Lustig-Yaeger van de Johns Hopkins University (VS), heeft met behulp van de Webb-ruimtetelescoop voor het eerst een exoplaneet, een planeet buiten ons zonnestelsel, kunnen bevestigen. De planeet, formeel aangeduid als LHS 475 b, is bijna precies even groot als de onze. Het resultaat is gisteravond gepresenteerd tijdens een persconferentie van de American Astronomical Society. De astronomen kozen ervoor om Webb op de moederster van LHS 475 b te richten, nadat zij zorgvuldig gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hadden bekeken, die op het bestaan van de planeet wezen. De nabij-infraroodspectrograaf van Webb legde de planeet gemakkelijk en duidelijk vast met slechts twee zogeheten transitwaarnemingen. Van alle operationele telescopen is alleen Webb in staat de atmosferen van exoplaneten ter grootte van de aarde te karakteriseren. Daarom hebben de astronomen ook geprobeerd om na te gaan wat er in de atmosfeer van de planeet zit, door te onderzoeken of het licht van de moederster op specifieke golflengten wordt geabsorbeerd. Hoewel uit de gegevens blijkt dat het om een aardse planeet gaat, kunnen zij nog geen definitieve conclusies trekken over diens atmosfeer. Ze kunnen echter wel met zekerheid zeggen wat er niet is: hij kan geen dikke methaanrijke atmosfeer hebben, zoals de Saturnusmaan Titan. Hoewel het mogelijk is dat de planeet géén atmosfeer heeft, kunnen enkele soorten atmosferen, zoals een zuivere CO2-atmosfeer, nog niet worden uitgesloten. Zo’n atmosfeer is veel compacter en daarom moeilijk te detecteren. Uit de Webb-gegevens blijkt dat de planeet een paar honderd graden warmer is dan de aarde, dus als er wolken worden gedetecteerd, zou dat erop kunnen wijzen dat LHS 475 b meer wegheeft van Venus, die een CO2-atmosfeer heeft en voortdurend in dikke wolken is gehuld. De onderzoekers hebben ook bevestigd dat de planeet in slechts twee dagen een rondje om zijn ster draait. Hoewel LHS 475 b dus veel dichter bij zijn ster staat dan de binnenste planeet van ons eigenzonnestelsel, is zijn rode dwergster ruim twee keer minder heet dan onze zon. Daarom verwachten de wetenschappers dat hij toch een atmosfeer kan hebben. LHS 475 b staat relatief dichtbij, op slechts 41 lichtjaar afstand, in het zuidelijke sterrenbeeld Octant. (EE)
→ NASA’s Webb Confirms Its First Exoplanet
19 december 2022
Astronomen hebben voor het eerst een exoplaneet waargenomen wiens omloopbaan rond een wat oudere moederster in verval is. De planeet lijkt voorbestemd om steeds dichter naar zijn ster toe te spiralen, om uiteindelijk door deze te worden verzwolgen (The Astrophysical Journal Letters, 19 december). De verdoemde exoplaneet staat bekend als Kepler-1658b. Zoals deze aanduiding al aangeeft, hebben astronomen de planeet ontdekt met de (inmiddels uitgeschakelde) Kepler-ruimtetelescoop, die tussen 2009 en 2018 meer dan 2600 exoplaneten heeft opgespoord. Vreemd genoeg was het de allereerste exoplaneet die Kepler ooit heeft waargenomen. Het heeft echter bijna tien jaar gekost om het bestaan van de planeet te bevestigen. Vandaar dat hij officieel te boek staat als de 1658ste Kepler-planeet. Kepler-1658b is een zogeheten hete Jupiter, de aanduiding die wordt gegeven aan exoplaneten die qua massa en grootte vergelijkbaar zijn met Jupiter, maar op geringe afstand om hun moederster cirkelen. In het geval van Kepler-1658b is deze afstand acht keer zo klein als die tussen onze zon en Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel. Planeten van dit type gaan hun ondergang tegemoet doordat ze geleidelijk naar hun ster toe spiralen. De hoofdoorzaak van dit zogeheten baanverval is hetzelfde verschijnsel dat verantwoordelijk is voor het dagelijkse stijgen en dalen van de oceanen op aarde: de getijden. Getijden ontstaan door zwaartekrachtinteracties tussen twee hemellichamen, zoals onze planeet en de maan, of Kepler-1658b en zijn ster. Afhankelijk van de onderlinge afstanden, de afmetingen en de rotatiesnelheid van de betrokken hemellichamen, kunnen zulke interacties ertoe leiden dat hun onderlinge afstand toeneemt – zoals in het geval van onze langzaam naar buiten spiralende maan – of juist afneemt, zoals bij Kepler-1658b. Het meten van het baanverval van een exoplaneet kost veel geduld, omdat het proces heel langzaam verloopt. Volgens het nieuwe onderzoek, onder leiding van Shreyas Vissapragad van het Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics, neemt de omlooptijd van Kepler-1658b af in een tempo van iets meer dan een tiende seconde per jaar. En hoe korter de omlooptijd, des te kleiner is de afstand tussen planeet en ster. Helemaal begrijpen doen astronomen het krachtenspel tussen sterren en hun planeten nog niet. Vandaar dat ze zeer geïnteresseerd zijn in stersystemen als deze. Bekend is dat moederster Kepler-1658 zo ver is geëvolueerd dat zij begint op te zwellen, net zoals onze zon dat naar verwachting over ruim vijf miljard jaar zal gaan doen. Dit proces zal het baanverval van exoplaneet Kepler-1658b doen versnellen, waardoor het zich gemakkelijker laat volgen. De nieuwe onderzoeksresultaten bieden mogelijk ook een verklaring voor een bijzondere eigenschap van de ster Kepler-1658, die helderder en heter lijkt dan verwacht. Mogelijk zorgen de getijdeninteracties die de baan van de planeet verkleinen er ook voor dat diens inwendige wordt opgewarmd – een proces dat bijvoorbeeld ook bij de vulkanisch actieve Jupitermaan Io optreedt. (EE)
→ Alien planet found spiraling to its doom around an aging star
15 december 2022
Een team onder leiding van Caroline Piaulet van het Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) van de Universiteit van Montreal (Canada) heeft bewijs gevonden dat twee exoplaneten die rond een rode dwergster in het sterrenbeeld Lier draaien voor een groot deel uit water bestaan. Daarmee onderscheiden de twee werelden, die 218 lichtjaar van ons verwijderd zijn, zich van alle planeten in ons zonnestelsel (Nature Astronomy, 15 december). Piaulet en collega’s hebben de exoplaneten Kepler-138 c en Kepler-138 d waargenomen met de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer. Maar het tweetal is, samen met een kleinere planeet dichter bij dezelfde ster, oorspronkelijk ontdekt met de Kepler-ruimtetelescoop van NASA. Bij het nieuwe onderzoek zijn ook aanwijzingen gevonden voor het bestaan van nog een vierde planeet, die de aanduiding Kepler-138 e heeft gekregen. Het water bij Kepler-138 c en d is niet rechtstreeks waargenomen. Het bestaan ervan wordt afgeleid uit de gemeten afmetingen en massa’s van de twee planeten. Tot nu toe werd gedacht dat dit zogeheten superaardes waren –samenballingen van metaal en gesteente, iets groter dan de aarde. Maar bij nader inzien blijkt dat Kepler-138 c en d een veel lagere dichtheid hebben dan de aarde. Hun volume is meer dan drie keer zo groot als dat van de onze planeet, maar hun massa’s slechts tweemaal zo groot. Daaruit leiden de astronomen af dat een aanzienlijk deel van hun volume – misschien wel de helft – uit materialen moet bestaan die lichter zijn dan gesteente, maar zwaarder dan waterstof of helium (de elementen waaruit grote gasplaneten zoals Jupiter zijn opgebouwd). In dat opzicht vertonen ze overeenkomsten met sommige van de ijsmanen in het buitengebied van ons zonnestelsel, die grotendeels bestaan uit (bevroren) water rond een rotsachtige kern. De onderzoekers benadrukken dat de twee mogelijke waterwerelden zich niet bevinden binnen de leefbare zone rond hun ster – de gordel rond de ster waar de temperaturen zo gematigd zijn dat een rotsachtige planeet vloeibaar water op zijn oppervlak kan hebben. De temperatuur in de atmosfeer van Kepler-138 d ligt waarschijnlijk zelfs boven het kookpunt van water, wat betekent dat deze planeet mogelijk is gehuld in een dikke, dichte atmosfeer van stoom. Alleen onder deze ‘stoomatmosfeer’ zou zich mogelijk vloeibaar water onder hoge druk kunnen bevinden, of zelfs water in een andere fase die bij hoge druk voorkomt: een zogeheten superkritische vloeistof. De kleine vierde planeet in het stelsel bevindt zich wel in de leefbare zone, maar over deze is nog maar weinig bekend. (EE)
→ Two Planets May Be Mostly Water, NASA’s Hubble and Spitzer Find
8 december 2022
Nieuw onderzoek verklaart waarom de ‘helleplaneet’ 55 Cancri e (ook wel ‘Janssen’ genoemd) zo enorm heet is geworden en hoe dat ook met andere exoplaneten kan gebeuren (Nature Astronomy, 8 december). Janssen is bijna twee keer zo groot als de aarde – een zogeheten superaarde dus – en draait op een afstand van slechts twee miljoen kilometer om zijn ster. Door de nabijheid van de ster moet zijn oppervlak dermate heet zijn dat zijn korst is veranderd in een reusachtige oceaan van lava. Van de aarde uit gezien schuift Janssen eens in de achttien uur voor zijn ster langs. Daarbij neemt niet alleen de helderheid van de ster een beetje af, maar vertoont diens licht ook subtiele kleurveranderingen – een gevolg van het zogeheten Rossiter–McLaughlin-effect. Eerdere pogingen om dit effect te meten hadden niets opgeleverd, maar met de nieuwe, uiterst gevoelige EXPRES-spectrograaf van de Lowell Discovery Telescope in Arizona is het nu wel gelukt. Uit de nieuwe metingen, verricht onder leiding van Lily Zhao van het Center for Computational Astrophysics in New York, blijkt dat de omloopbaan van Janssen precies langs de evenaar van zijn moederster ligt. Daarin onderscheidt hij zich van de overige vier planeten rond deze ster, waarvan de omloopbanen zodanig gekanteld zijn dat ze vanaf de aarde gezien nooit voor hun ster langs bewegen. Volgens de onderzoekers is het aannemelijk dat ook Janssen oorspronkelijk in een gekantelde, wijdere baan om zijn ster heeft gedraaid. Door interacties met de overige planeten zou hij vervolgens geleidelijk dichter naar het centrum van het stelsel zijn gemigreerd. De daar aanwezige ster draait zo snel om zijn as, dat hij rond zijn evenaar een beetje uitpuilt. Deze asymetrie heeft er uiteindelijk voor gezorgd dat Janssen naar het evenaarsvlak van de ster werd gemanoeuvreerd. (EE)
→ How the ‘hell planet’ got so hot
25 november 2022
Een team van astronomen onder leiding van Olga Zakhozhay van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland) heeft een reusachtige exoplaneet ontdekt bij de zonachtige ster HD 114082. Met een leeftijd van slechts 15 miljoen jaar is deze ‘super-Jupiter’ de jongste exoplaneet in zijn soort waarvan de astronomen de straal en de massa hebben kunnen bepalen. Hij is ongeveer net zo groot als ‘onze’ Jupiter, maar heeft acht keer zoveel massa. Deze combinatie laat zich moeilijk rijmen met de meest gangbare modellen voor planeetvorming (Astronomy & Astrophysics Letters, 25 november). Astronomen denken dat reuzenplaneten op twee manieren kunnen ontstaan. Beide vinden plaats binnen de protoplanetaire schijf van gas en stof rond een jonge centrale ster. Bij het eerste proces, zogeheten ‘kernaccretie’, wordt in eerste instantie een vaste kern van rotsachtig materiaal opgebouwd. Zodra deze kern een kritische massa heeft bereikt, trekt zijn zwaartekracht het omringende waterstof- en heliumgas aan, waardoor zich uiteindelijk een grote gasplaneet vormt. Het tweede scenario, dat ‘schijfinstabiliteit’ wordt genoemd, gaat uit van gravitationeel instabiele dichte gaswolken die direct ineenstorten tot een grote gasplaneet zonder rotskern. Afhankelijk van de aannames voor deze twee scenario’s zou het gas met verschillende snelheden moeten afkoelen, wat bepalend is voor de temperatuur van de jonge gasplaneet. Nieuwe planeten kunnen dus een ‘koude start’ of een ‘hete start’ doormaken, wat leidt tot waarneembare verschillen aan de hand waarvan onderscheid kan worden gemaakt tussen de modellen. Momenteel geven astronomen bij reuzenplaneten zoals HD 114082 de voorkeur aan het kernaccretiescenario met hete start. Aangezien heet gas een groter volume omvat dan koud gas, zou men opmerkelijke verschillen tussen de omvang van de waargenomen planeten moeten meten. Deze verschillen zouden het grootst zijn bij jonge planeten, en in de loop van de honderden miljoenen jaren na hun vorming geleidelijk afnemen. Op het eerste gezicht tart HD 114082 b alle verwachtingen. De planeet is ongeveer even groot als Jupiter, maar zijn massa bedraagt maar liefst acht Jupitermassa’s. Dit betekent dat de dichtheid van HD 114082 b in vergelijking met de huidige modellen twee à drie keer te groot is voor een jonge gasreus van slechts 15 miljoen jaar oud. Opmerkelijk genoeg is de dichtheid van de gasplaneet tweemaal zo groot als die van de aarde, terwijl deze laatste een rotsachtige planeet is met een ijzer-nikkelkern, en niet grotendeels uit de lichte elementen waterstof en helium bestaat, zoals Jupiter. In vergelijking met de huidige modellen is HD 114082 b dus duidelijk te klein voor zijn massa. Dat kan betekenen dat hij een ongewoon grote vaste kern heeft. Maar het is ook denkbaar dat de modellen onjuist zijn en dat ze de snelheid waarmee deze gasreuzen kunnen afkoelen onderschatten. Of misschien is het wel een combinatie van beide. (EE)
→ A young gas giant exoplanet has astronomers puzzled
22 november 2022
Waarnemingen van de exoplaneet WASP-39b met de Webb-ruimtetelescoop, onder leiding van Natalia Batalha van de Universiteit van Californië te Santa Cruz (VS), hebben een schat aan informatie opgeleverd over diens dichte atmosfeer (Nature, 22 september). WASP-39b is een ‘donzige’ versie van de planeet Saturnus in ons eigen zonnestelsel – al weten we niet of hij ringen heeft. Hij draait om een 700 lichtjaar verre ster die iets minder massa heeft dan onze zon. Bij de nieuwe waarnemingen is gebruik gemaakt van zogeheten transits oftewel planeetovergangen. Zo’n transit vindt plaats als een om een ster draaiende planeet van ons uit gezien voor zijn moederster langs trekt. Exoplaneten staan doorgaans te ver weg om daadwerkelijk te kunnen waarnemen hoe het donkere planeetschijfje voor zijn ster schuift. Maar wat wel kan worden waargenomen zijn de bijbehorende helderheidsvariaties. Tijdens een transit blokkeert de planeet immers een deel van het sterlicht. De aldus veroorzaakte helderheidsdipjes kunnen worden gebruikt om meer te weten te komen over de atmosfeer van de exoplaneet. WASP-39b heeft een relatief dikke atmosfeer. Als je tijdens een transit de planeet daadwerkelijk tegen de heldere ster zou zien afsteken (wat niet zo is), zou je een donker schijfje zien, omgeven door een dunne gekleurde ring van sterlicht dat door de atmosfeer van de planeet is gefilterd. Dit heeft tot gevolg dat het ‘dimmen’ van het sterlicht kleurafhankelijk is: het hangt af van de golflengte waarop we de ster en haar planeet waarnemen. Als het donkere planeetschijfje bijvoorbeeld omgeven is door een dunne blauwe ring, betekent dit dat zijn atmosfeer wel blauw licht doorlaat, maar geen rood licht. Hierdoor zou het dimmen van het sterlicht door een roodfilter duidelijker te zien zijn dan door een blauwfilter. De Webb-ruimtetelescoop neemt bij onderzoeken als deze de transit niet waar door filters, maar maakt gebruik van spectroscopie om de planeetovergang op een breed scala van infrarode golflengten te observeren. Door deze spectroscopische waarnemingen te vergelijken met modellen van de atmosfeer van de planeet hebben de astronomen een schat aan informatie kunnen verzamelen. In augustus van dit jaar maakten Batalha en haar team al de ontdekking bekend van koolstofdioxide in de atmosfeer van WASP-39b. Van een toen nog raadselachtig kenmerk in het spectrum is nu vastgesteld dat het door zwaveldioxide wordt veroorzaakt. Net als ozon in de aardatmosfeer worden zwaveldioxidemoleculen gevormd wanneer de bovenste delen van de atmosfeer van een exoplaneet worden bestookt met energierijke fotonen van diens moederster. Het feit dat WASP-39b zo dicht bij zijn ster staat (acht keer dichterbij dan Mercurius bij onze zon) maakt hem tot een ideaal onderzoeksobject voor deze reacties. Uit andere gegevens kunnen conclusies worden getrokken over het vormingsproces van de planeet. Met name de verhoudingen tussen koolstof en zuurstof, kalium en zuurstof, en zwavel en waterstof wijzen op een ontstaansgeschiedenis waarbij kleine rotsachtige objecten (‘planetesimalen’) op elkaar botsten en samensmolten tot de huidige, vrij grote planeet. Het gegeven dat WASP-39b veel meer zuurstof bevat dan koolstof, suggereert dat hij aanvankelijk veel verder van zijn ster verwijderd was dan nu. De vergelijking van waarnemingen met modellen leverde ook informatie op over het wolkendek van de planeet: dat is geen egale ‘deken’, maar een versnipperde verzameling wolken, die niet uit water bestaan, maar uit sulfiden en silicaten. (EE)
→ Milestone for JWST exoplanet observations: atmosphere properties in more detail than ever before
14 november 2022
Waarnemingen en simulaties van 237 witte dwergsterren versterken het vermoeden dat planeten en sterren snel samen ontstaan en uitgroeien tot planetenstelsels. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen en planeetwetenschappers, onder wie Tim Lichtenberg van het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen (Nature Astronomy, 14 november). Planeten vormen zich in een schijf van waterstof, helium en kleine deeltjes ijs en stof rond een jonge ster. De stofdeeltjes klonteren samen en groeien eerst langzaam. Als er genoeg bij elkaar zijn, kunnen zogeheten planetesimalen ontstaan. Die kunnen vervolgens uitgroeien tot planeten. Eventuele brokstukken blijven achter wanneer planetoïden of planetesimalen af en toe nog inslaan op de ster en daarmee een soort fossiele afdruk achterlaten van vroege geologische processen. Onder astronomen en planeetwetenschappers bestaat discussie over de vraag of eerst de ster wordt gevormd en pas vele miljoenen jaren later de planeten, of dat de planeetvorming vrijwel gelijktijdig met de ster begint. Het nieuwe onderzoek versterkt de hypothese dat sterren en planeten snel samen groeien. De onderzoekers analyseerden licht uit de atmosferen van 237 zogeheten vervuilde witte dwergen. Deze ‘stervende’ sterren worden vervuild genoemd, omdat ze naast helium en waterstof tijdelijk ook zwaardere elementen zoals silicium, magnesium, ijzer, zuurstof, calcium, koolstof, chroom en nikkel in hun atmosfeer hebben. ‘De verrijking met zware elementen duidt erop dat er planetesimalen met een ijzerkern op de ster zijn gevallen,’ aldus Tim Lichtenberg. ‘En zo’n ijzerkern kan eigenlijk alleen ontstaan als het brokstuk eerder sterk is verhit. Dan worden ijzer, gesteente en meer vluchtige elementen namelijk van elkaar gescheiden.’ Aanvullende computersimulaties van botsingen tussen planetoïden onderbouwen de waarnemingen, en laten zien dat de brokstukken die op de sterren vallen vrij klein moeten zijn. ‘De ijzerkernen zijn, net als bij planetoïden in ons eigen zonnestelsel, waarschijnlijk ontstaan door de warmte die vrijkomt bij het verval van kortlevende radioactieve elementen,’ aldus Lichtenberg. ‘We vermoeden dat het daarbij gaat om aluminium-26 – het element dat ook in ons eigen zonnestelsel voor de vorming van planeetkernen heeft gezorgd.’ Aluminium-26 heeft een halfwaardetijd van ongeveer 700.000 jaar. Mede daarom stellen de onderzoekers dat de planeetvorming rond wat nu witte dwergsterren zijn, moet hebben plaatsgevonden in de eerste paar honderdduizend jaar van hun bestaan.
→ Oorspronkelijk persbericht
3 november 2022
Planeten kunnen ervoor zorgen dat hun moedersterren zich jonger gedragen dan ze in werkelijkheid zijn. Dat blijkt uit recent onderzoek van dubbelstersystemen met behulp van de röntgen-ruimtetelescopen Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA). Bij het onderzoek is specifiek gekeken naar ‘hete Jupiters’ – grote gasplaneten die op geringe afstand (ruwweg de afstand zon-Mercurius) om een ster draaien. Zo’n hete Jupiter kan zijn moederster beïnvloeden door middel van getijdenkrachten. Als gevolg hiervan draait de ster dan sneller dan wanneer er geen hete Jupiter in haar buurt zou zijn. En de versnelde draaiing zorgt ervoor dat de ster meer activiteit vertoont en meer röntgenstraling produceert – gedrag dat doorgaans wordt met jonge sterren geassocieerd. Maar hoe kun je zo’n wat oudere ‘gerevitaliseerde’ ster onderscheiden van een ster die daadwerkelijk jong is? Bij het nieuwe Chandra-onderzoek, onder leiding van Nikoleta Ilic van het Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (Duitsland), is dit dilemma opgelost door specifiek naar dubbelstersystemen te kijken waarin twee sterren ver uit elkaar staan, en slechts één van beide een hete Jupiter heeft. Zo kan het gedrag van een ster mét hete Jupiter rechtstreeks worden vergeleken met dat van een even oude ster zónder planeet. Om te bepalen hoe ‘jong’ een ster zich gedraagt hebben Ilic en haar team gekeken naar de hoeveelheid röntgenstraling die een ster produceert. En daaruit bleek dat sterren met hete Jupiters doorgaans een grotere röntgenhelderheid hebben dan hun begeleiders zonder hete Jupiters. Dit verband tussen hete Jupiters en ‘jeugdig ogende’ moedersterren was overigens al eerder opgemerkt, maar nog niet zo systematisch onderzocht. (EE)
→ Planets Can Be Anti-Aging Formula for Stars
25 oktober 2022
Bij de meeste sterren kan het planeetvormingsproces miljoenen jaren langer duren dan tot nu toe werd aangenomen: vijf tot tien miljoen jaar in plaats van één tot drie miljoen jaar. Dat is de conclusie van onderzoek door een team onder leiding van Susanne Pfalzner van het Forschungszentrum Jülich (Duitsland). Zowel grote als kleine planeten ontstaan uit de schijven van gas en stof rond jonge sterren. Zodra zo’n schijf leegraakt, stopt het planeetvormingsproces. Bij eerdere onderzoeken werd de levensduur van planeet-vormende schijven geschat door te kijken naar de aantallen jonge sterren van verschillende leeftijden die nog een schijf hebben. Dat gebeurde met name door sterrenhopen van bekende leeftijden onder de loep te nemen. Maar Pfalzer en haar collega’s hebben iets vreemds ontdekt: hoe verder een sterrenhoop van de aarde verwijderd is, des te korter valt bij deze manier van werken de geschatte levensduur van zijn schijf uit. Dat is nogal vreemd, want waarom zou de levensduur van een planeet-vormende schijf afhangen van zijn afstand tot de aarde? De onderzoekers komen dan ook met een logischere verklaring: bij verre sterrenhopen kost het meer moeite om afzonderlijke sterren te zien. Met name sterren met de laagste massa’s – de zeer talrijke dwergsterren – worden vaak over het hoofd gezien. Met deze achterliggende gedachte hebben Pfalzer en haar team daarom alleen naar de meest nabije jonge sterrenhopen gekeken. Daarbij hebben ze vastgesteld dat in deze nabije sterrenhopen het percentage sterren met een planeet-vormende schijf veel hoger is. Daaruit kan worden afgeleid dat de planeet-vormende schijven rond lichte sterren een veel langere levensduur hebben. Dat de schijven rond zware sterren sneller uiteenvallen, komt wellicht doordat de intense straling van deze sterren het omringende gas en stof sneller wegduwt. (EE)
→ Most stars may have much more time to form planets than previously thought (ScienceNews)
24 oktober 2022
Een aarde-achtige planeet bij een rode dwergster – het meest voorkomende stertype in het heelal – blijkt in het geheel geen atmosfeer te hebben. Omdat rode dwergen alomtegenwoordig zijn, kan deze ontdekking grote implicaties hebben voor de zoektocht naar leven op andere planeten. De planeet zonder atmosfeer, die bekendstaat als GJ 1252b, draait in ongeveer twaalf uur om zijn kleine moederster. Hij is iets groter dan de aarde en staat veel dichter bij zijn ster dan de aarde bij de zon. Hierdoor is GJ 1252b niet alleen intens heet, maar is de stralingsdruk van zijn ster ook hevig genoeg om een eventuele atmosfeer weg te blazen. Ook de aarde verliest, onder invloed van de zon, in de loop van de tijd een deel van haar atmosfeer, maar vulkanische uitstoot en allerlei kringloopprocessen vangen dat verlies op. In de nabijheid van een ster kunnen de verloren gegane gassen echter niet worden aangevuld. Dat laatste is precies wat er met de planeet Mercurius lijkt te zijn gebeurd. Mercurius heeft wel een atmosfeer, maar die is uiterst ijl en bestaat uit atomen die door de zon uit zijn oppervlak worden weggeslagen. Door de extreem hoge temperatuur op de planeet ontsnappen deze atomen de ruimte in. Om vast te stellen of ook GJ 1252b geen atmosfeer heeft, hebben astronomen de infraroodstraling van de planeet gemeten op de momenten dat deze achter zijn ster langs trok en zowel zijn eigen licht als het door hem weerkaatste licht van de ster wordt tegengehouden. De metingen laten zien dat de dagtemperatuur op GJ 1252b ongeveer 1137 graden Celsius bedraagt – zo heet dat goud, zilver en koper op de planeet zouden smelten. Dit komt overeen met de verwachte temperatuur van een onbeschermd rotsoppervlak, en daaruit leiden de astronomen af dat GJ 1252b geen atmosfeer heeft. Overigens zijn rode dwergsterren doorgaans veel actiever dan onze zon, en produceren ze geregeld enorme uitbarstingen. Dat maakt de kans dat hun eventuele planeten een atmosfeer kunnen behouden nóg kleiner. (EE)
→ Discovery could dramatically narrow search for space creatures
20 oktober 2022
Astronomen hebben een gasreusachtige exoplaneet ontdekt met de dichtheid van een marshmallow. De planeet draait om de 580 lichtjaar verre rode dwergster TOI-3757 en heeft een omlooptijd van slechts drieënhalve dag (Astrophysical Journal, 20 oktober). Hoe de ‘luchtige’ exoplaneet kan zijn ontstaan is nog onduidelijk. Volgens zijn ontdekkers zou zijn geringe dichtheid het gevolg kunnen zijn van twee factoren. De eerste houdt verband met de rotsachtige kern van de planeet. Gasreuzen beginnen als zware rotsachtige kernen die ongeveer tien keer zoveel massa hebben als de aarde, waarna ze snel grote hoeveelheden gas uit hun omgeving aantrekken. Omdat de kleine moederster relatief weinig zware elementen bevat, kan dit ertoe hebben geleid dat de kern van de planeet zich maar langzaam heeft gevormd, waardoor de aantrekking van gas laat op gang kwam. Een andere factor is de enigszins ellipsvormige baan die de planeet doorloopt. Deze heeft tot gevolg dat hij het ene moment dichter bij zijn ster staat dan het andere, wat resulteert in een aanzienlijke opwarming en opzwelling van zijn atmosfeer. De planeet is ontdekt door NASA-satelliet TESS. Een onderzoeksteam onder leiding van Shubham Kanodia van het Carnegie Institution for Science (VS) heeft daarop vervolgwaarnemingen gedaan met telescopen op aarde. TESS nam de planeet waar op het moment waarop deze voor zijn ster langs schoof. Uit de helderheidsdip die de ster daarbij vertoonde konden de astronomen afleiden dat de planeet een diameter van ongeveer 150.000 kilometer heeft. Daarmee is hij iets groter dan Jupiter. Vervolgens hebben de astronomen met onder meer een instrument van de 3,5-meter WIYN-telescoop de snelheid gemeten waarmee de ster door de om haar heen draaiende planeet aan het schommelen wordt gebracht. Daaruit kon worden afgeleid dat de planeet ongeveer vier keer zo weinig massa heeft als Jupiter. Uit de gemeten grootte en massa volgt dat de dichtheid van de planeet 0,27 gram per kubieke centimeter bedraagt – minder dan de helft van de dichtheid van de planeet Saturnus en vergelijkbaar met de dichtheid van een marshmallow. (EE)
→ ‘Marshmallow’ World Orbiting a Cool Red Dwarf Star
13 oktober 2022
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen het zwaarste element ontdekt dat ooit in de atmosfeer van een exoplaneet is aangetroffen: barium. Tot hun verrassing ontdekten zij dit element op grote hoogte in de atmosfeer van de ultrahete gasreuzen WASP-76 b en WASP-121 b. De onverwachte ontdekking roept vragen op over hoe deze exotische atmosferen eruit kunnen zien. WASP-76 b en WASP-121 b staan bekend als ultrahete Jupiters, omdat ze qua grootte vergelijkbaar zijn met Jupiter, terwijl ze extreem hoge oppervlaktetemperaturen van meer dan 1000 °C hebben. Dit is te danken aan de nabijheid van hun moederster, waar ze in slechts één tot twee dagen omheen draaien. Dit geeft deze planeten nogal exotische kenmerken: astronomen vermoeden bijvoorbeeld dat het op WASP-76 b ijzer regent. Desondanks waren de wetenschappers verrast om barium, dat 2,5 keer zo zwaar is als ijzer, aan te treffen in de hoge atmosferen van WASP-76 b en WASP-121 b. Gezien de sterke zwaartekracht van deze planeten zou het zware barium snel naar de onderste langen van de atmosfeer moeten zakken. Onduidelijk is ook waar het barium vandaan komt. Het bepalen van de samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet vereist zeer specialistische apparatuur. Bij hun ontdekking hebben de astronomen het ESPRESSO-spectrograaf van de VLT gebruikt om sterlicht te analyseren dat was ‘gefilterd’ door de atmosferen van WASP-76 b en WASP-121 b. Hierdoor konden verschillende elementen, waaronder dus barium, duidelijk worden gedetecteerd. (EE)
→ Volledig persbericht
23 september 2022
Volgens een onderzoek waarvan de resultaten deze week zijn gepresenteerd op het Europlanet Science Congress (EPSC) 2022 in Granada, Spanje, hebben superdunne kraamkamers van planeten een verhoogde kans om grote planeten te vormen. Een internationaal team, onder leiding van Marion Villenave van NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL), heeft de opmerkelijk dunne schijf van gas en stof rond een jonge ster waargenomen, en ontdekte dat de structuur ervan het proces van samenklontering van gruis tot planeten versnelt. Planeten hebben maar een beperkte kans om zich te vormen, voordat de schijf van gas en stof rond hun moederster – hun ‘kraamkamer’ – onder invloed van de straling van de ster verdwijnt. De oorspronkelijke deeltjes ter grootte van een micrometer waaruit zo’n schijf bestaat, moeten snel uitgroeien tot korrels ter grootte van een millimeter – de bouwsteentjes van planeten. Een voorbeeld van zo’n protoplanetaire schijf is Oph163131, in een nabijgelegen stervormingsgebied in het sterrenbeeld Slangendrager. Nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili laten zien dat de wat grotere deeltjes in deze dunne schijf zich, door het gecombineerde effect van de zwaartekracht van de ster en de interactie met het gas, nabij het middenvlak hebben verzameld. Het resultaat is een van de dunste planetaire kraamkamers die tot nu toe zijn waargenomen. Computersimulaties die het onderzoeksteam op basis van de waarnemingen heeft uitgevoerd, geven aan dat de ‘groeikernen’ van grote gasplaneten, die minstens tienmaal zo zwaar moeten zijn als de aarde, zich in het buitenste deel van deze schijf in minder dan 10 miljoen jaar kunnen vormen. Dat is binnen de typische levensduur van een protoplanetaire schijf voordat deze is weggevaagd. Volgens de onderzoekers zijn dit soort ‘pannenkoek-dunne’ schijven niet alleen gunstig voor de vorming van grote planeten. Ze kunnen ook de vorming van planeten op grote afstand van de centrale ster bevorderen. (EE)
→ Big planets get a head start in pancake-thin nurseries
20 september 2022
Bij de zoektocht naar aarde-achtige planeten bij andere sterren kan maar beter niet worden uitgekeken naar ‘een bleke blauwe stip’ – de term waarmee astronoom Carl Sagan de aarde omschreef. Volgens een Zwitsers-Duits onderzoeksteam, dat vandaag zijn resultaten heeft gepresenteerd tijdens het Europlanet Science Congress 2022 in Granada (Spanje), heeft een jacht op droge ’bleke gele stippen’ meer kans van slagen. De evenwichtige verdeling van land en water op onze planeet zou namelijk weleens heel ongewoon kunnen zijn. Aan de hand van computermodellen hebben Tilman Spohn en Dennis Höning hoe de evolutie en kringlopen van continenten en water de ontwikkeling van aardse exoplaneten zouden kunnen bepalen. Hun resultaten wijzen erop dat planeten ongeveer tachtig procent kans hebben om grotendeels bedekt te zijn met land. De overige twintig procent zijn waarschijnlijk voornamelijk oceaanwerelden. Slechts in één op de honderd gevallen rolde er een planeet uit met een aarde-achtige land-waterverdeling. De modellen van het team suggereren ook dat de gemiddelde oppervlaktetemperaturen voor de diverse ‘aardes’ niet al te sterk verschillen – misschien een graad of vijf. De verschillen in de verdeling van land en water zouden echter in sterk uiteenlopende klimaten resulteren, van vochtig en warm tot droog en koel. Dat neemt niet weg dat alle gunstig gepositioneerde aardse planeten in principe leefbaar kunnen zijn. Maar eventuele dieren en planten zouden – vanwege de sterk uiteenlopende omstandigheden – heel verschillend zijn. (EE)
→ Earth-like exoplanets unlikely to be another ‘pale blue dot’
14 september 2022
Een internationaal team van astronomen heeft twee nieuwe ‘superaardes’ ontdekt bij de (relatief) nabije rode dwergster LP 890-9. De twee exoplaneten, die de aanduidingen LP 890-9 b en LP 890-9 c hebben gekregen, zijn iets groter dan de aarde. ’Superaardes’ zijn rotsachtige planeten die qua massa tussen de aarde en de planeet Neptunus in zitten. Hoewel de term ‘superaarde’ alleen betrekking heeft op de massa van de planeet, wordt hij door astronomen ook gebruikt om planeten te beschrijven die groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan de zogeheten ‘mini-Neptunussen’ (die twee tot vier keer zo groot zijn als de aarde). De beide planeten zijn ontdekt door een team onder leiding van Laetitia Delrez van de Universiteit van Luik. Zij hebben LP 890-9 waargenomen met NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Deze spoort exoplaneten op door sterren te onderzoeken op kleine regelmatige helderheidsdipjes, zoals die optreden wanneer er één of meer planeten om een ster cirkelen en met vaste tussenpozen voor deze langs schuiven. Met TESS werd de binnenste van de twee planeten (‘b’) ontdekt. Vervolgwaarnemingen met de SPECULOOS-telescoop in het noorden van Chili brachten het bestaan van een tweede planeet (‘c’) met een langere omlooptijd aan het licht. Planeet LP 890-9 b is ongeveer dertig procent groter dan de aarde en heeft maximaal dertien keer zoveel massa. Hij draait op een afstand van 2,7 miljoen kilometer in 65 uur om zijn moederster. De berekende temperatuur van de planeet bedraagt ongeveer 123 graden Celsius. LP 890-9 c is 37 procent groter dan de aarde en heeft ongeveer tweemaal zoveel massa als LP 890-9 b. Hij is 6 miljoen kilometer van de ster verwijderd, heeft een omlooptijd van ruim acht dagen en een temperatuur rond het vriespunt van water. Het stelsel is ongeveer 104 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
→ Astronomers discover two ‘super-Earths’ orbiting nearby star
9 september 2022
Nieuw onderzoek wijst erop dat veel meer planeten in verre zonnestelsels grote hoeveelheden water bevatten dan tot nu toe werd aangenomen. Zulke werelden bestaan misschien wel voor de helft uit water, maar dat bevindt zich waarschijnlijk ondergronds (Science, 8 september). Water heeft een cruciale rol gespeeld bij het ontstaan van leven op aarde. En de waterkringloop houdt het klimaat op onze planeet op een aangenaam niveau. Vandaar dat astronomen bij hun zoektocht naar buitenaards leven eerst en vooral naar waterrijke planeten kijken. Dankzij betere waarneemtechnieken ontdekken astronomen steeds meer verre zonnestelsels. Een team onder leiding van Rafael Luque van de Universiteit van Chicago (VS) heeft de daarin aangetroffen planeten nu aan een ‘demografisch onderzoek’ onderworpen. Daarbij hebben ze gekeken naar een steekproef van 43 planeten die rond zogeheten M-dwergen cirkelen. Deze kleine, koele sterren zijn de meest voorkomende sterren in ons Melkwegstelsel. Omdat sterren zoveel helderder zijn dan hun planeten, zijn deze laatste niet rechtstreeks waarneembaar. Maar ze kunnen hun bestaan verraden door met regelmatige tussenpozen voor hun ster langs te schuiven, waardoor deze gedeeltelijk wordt verduisterd. Ook veroorzaken exoplaneten kleine, maar meetbare schommelbewegingen bij hun moederster. Deze twee effecten geven verschillende informatie over de exoplaneten. Uit de ‘sterverduisteringen’ kunnen astronomen afleiden hoe groot een exoplaneet is. En uit de schommelbewegingen volgt hoeveel massa de planeet heeft. Uit de combinatie van beide kan vervolgens worden afgeleid of de planeet voornamelijk uit gas bestaat, zoals Jupiter, of rotsachtig van karakter is, zoals de aarde. De resultaten van Luque en collega’s laten zien dat een groot percentage van de onderzochte planeten te weinig massa heeft om geheel uit gesteente te bestaan. Waarschijnlijk bestaan deze planeten voor de helft uit water of andere lichte moleculen. Het ligt voor de hand om deze planeten voor te stellen als oceaanwerelden. Maar de meeste staan zo dicht bij hun ster dat ze in een superkritische gasfase zouden moeten verkeren – een toestand die het midden houdt tussen een gasfase en een vloeistoffase. In dat geval zouden ze een grotere omvang hebben, maar dat is in de steekproef niet terug te zien. Hieruit leiden de onderzoekers af dat het water zich niet óp, maar ónder het planeetoppervlak bevindt. De ontdekking steunt een theorie over de vorming van planeten die de afgelopen jaren uit de gratie is geraakt, namelijk dat veel planeten op grote afstand van hun ster ontstaan en als samenklonteringen van ijs en gesteente geleidelijk daar naartoe migreren. (EE)
→ Surprise finding suggests ‘water worlds’ are more common than we thought
3 september 2022
Gisteren, 2 september, is de Amerikaanse astronoom Frank Drake overleden. Drake was een pionier op het gebied van de zoektocht naar buitenaards leven – SETI in het Engels. Hij ondernam al in 1960 een poging om buitenaardse communicatiesignalen te detecteren. Zelf zond hij, met behulp van de grote radioschotel op Arecibo, veertien jaar later een boodschap naar de bolvormige sterrenhoop M13, die gecodeerde informatie bevatte over de mensheid. Maar het bekendst is Drake misschien nog wel van zijn wiskundige formule die een schatting geeft van het aantal intelligente beschavingen in ons Melkwegstelsel dat via radio met ons zou kunnen communiceren. Drake’s formule kwam uit op een aantal van 10 tot 1000 communicerende beschavingen, maar tot nog toe heeft geen van deze zich op enigerlei wijze kenbaar gemaakt. Frank Drake is 92 jaar oud geworden. (EE)
25 augustus 2022
De James Webb Space Telescope heeft definitief bewijs gevonden voor de aanwezigheid van kooldioxide (CO2) in de atmosfeer van een reuzenplaneet die rond een zonachtige ster draait op 700 lichtjaar van ons vandaan. Het resultaat verschaft belangrijke inzichten in de samenstelling en vorming van deze gasreus, en is een goede aanwijzing voor het vermogen van Webb om CO2 op te sporen en te meten in de dunnere atmosferen van kleinere rotsachtige planeten rond sterren buiten ons zonnestelsel. Het resultaat van de internationale groep van astronomen, onder wie Yamila Miguel (Sterrewacht Leiden, SRON) en Jean-Michel Désert (UvA), is geaccepteerd voor publicatie in Nature.
Het gaat om de planeet WASP-39 b, een hete gasreus met een massa van ongeveer een kwart van die van Jupiter (ongeveer even groot als Saturnus) en een diameter die 1,3 keer zo groot is als die van Jupiter. Dat hij zo extreem is opgezwollen houdt gedeeltelijk verband met zijn hoge temperatuur (ongeveer 900°C). In tegenstelling tot de koelere, compactere gasreuzen in ons zonnestelsel draait WASP-39 b zeer dicht om zijn ster - slechts ongeveer een achtste van de afstand tussen de zon en Mercurius - en legt hij één omloop af in iets meer dan vier dagen.
Gefilterd sterlichtWASP-39 b beweegt vanaf de aarde gezien precies voor zijn ster langs. Tijdens zo’n planeetovergang wordt een beetje sterlicht door de planeet tegengehouden en een deel wordt via de atmosfeer van de planeet doorgelaten. De atmosfeer filtert sommige kleuren meer dan andere, afhankelijk van factoren zoals samenstelling, dikte en de aanwezigheid van wolken. Doordat verschillende gassen verschillende combinaties van kleuren absorberen, kunnen onderzoekers kleine verschillen in helderheid van het doorgelaten licht over een spectrum van golflengten analyseren om precies te bepalen waar een atmosfeer van gemaakt is. WASP-39 b een ideaal object voor transmissiespectroscopie omdat de atmosfeer is opgezwollen en de planeet vaak voor zijn ster langs beweegt. Het team gebruikte Webbs nabij-infraroodspectrograaf NIRSpec om de waarnemingen te doen.
Eerste duidelijke detectie van kooldioxideDe onderzoekers zien het eerste, duidelijke, gedetailleerde en onweerlegbare bewijs voor koolstofdioxide bij een planeet buiten het zonnestelsel als een goed voorteken voor de detectie op kleinere, rotsachtige planeten. Natalie Batalha van de Universiteit van Californië in Santa Cruz, VS, die leidinggeeft aan het team onderzoekers dat met Webb deze zogeheten ‘transiting’ exoplaneten bestudeert: “ Zelfs zonder de robuuste kooldioxide-eigenschap zou dit spectrum opmerkelijk zijn. Geen enkel observatorium heeft ooit eerder zulke subtiele verschillen in helderheid gemeten van zoveel afzonderlijke kleuren in het 3 tot 5,5 micron-bereik in het transmissiespectrum van een exoplaneet. Toegang tot dit deel van het spectrum is van cruciaal belang voor het meten van concentraties gassen als water, methaan, en kooldioxide, waarvan wordt aangenomen dat ze in veel verschillende soorten exoplaneten voorkomen."
“Inzicht in de samenstelling van de atmosfeer van een planeet is belangrijk omdat het ons iets vertelt over de oorsprong van de planeet en hoe hij is geëvolueerd”, voegt coauteur Yamila Miguel toe, die aan modellen en het interpreteren van de data heeft gewerkt. Jean-Michel Désert: “Door deze kooldioxide-eigenschap te meten, kunnen we bepalen hoeveel vast en hoeveel gasvormig materiaal is gebruikt om deze gasreus te vormen. In het komende decennium zal Webb dit soort metingen doen aan verschillende soorten planeten. Zo krijgen we meer inzicht in het vormingsproces van planeten en de vraag of ons eigen zonnestelsel uniek is."
Early Release ScienceDe NIRSpec-waarnemingen van WASP-39 b zijn onderdeel van een groter onderzoek waarbinnen verschillende andere methoden en instrumenten zijn gebruikt, ook voor de waarnemingen van twee andere planeten die voor hun ster langs schuiven. Het onderzoek maakt deel uit van het Early Release Science-programma, dat is opgezet om de exoplaneet-onderzoeksgemeenschap zo snel mogelijk van Webb-gegevens te voorzien. “Het doel is om de Early Release Science-waarnemingen onmiddellijk te analyseren en instrumenten te ontwikkelen waarmee iedereen in de toekomst Webb-gegevens kan analyseren", legt coauteur Vivien Parmentier van de Universiteit van Oxford uit. "Dit zorgt ervoor dat de beste wetenschap uit de waarnemingen zal voortkomen."
→ Origineel persbericht
10 augustus 2022
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), voor het eerst gas waargenomen in een circumplanetaire schijf – een schijf van materie rond een exoplaneet. Ook zijn er aanwijzingen gevonden dat de planeet in het centrum van de schijf heel jong is. Een circumplanetaire schijf is een samenraapsel van gas, stof en grover puin. Door samenklontering van dit materiaal ontstaan manen en andere kleine rotsachtige objecten – een proces dat zich ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ook rond de planeet Jupiter moet hebben afgespeeld. Onderzoek van jonge circumplanetaire schijven biedt dus een kijkje in de vroege jeugd van ons eigen zonnestelsel. Bij het bekijken van AS 209, een jonge ster die zich op ongeveer 395 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Slangendrager bevindt, ontdekten de astronomen een lichtvlek in het hart van een verder lege holte in het gas rondom de ster. Dat resulteerde in de ontdekking van de circumplanetaire schijf rond een mogelijke planeet van het kaliber Jupiter. Astronomen houden dit stersysteem nauwlettend in de gaten, zowel vanwege de afstand van de planeet tot zijn ster als vanwege de jeugdige leeftijd van de ster. De exoplaneet bevindt zich op een afstand van maar liefst 30 miljard kilometer van de centrale ster, wat in strijd is met de meest gangbare theorieën over het ontstaan van planeten. En als de geschatte leeftijd van de ster – slechts ongeveer 1,6 miljoen jaar – klopt, zou de planeet weleens een van de jongste kunnen zijn die ooit zijn waargenomen. Dat jonge exoplaneten omringd zijn door schijven van gas en puin werd al lang vermoed, maar tot voor kort ontbrak het harde bewijs hiervoor. Pas in 2019 hebben ALMA-wetenschappers, bij waarnemingen van de jonge exoplaneet PDS 70c, voor het eerst een circumplanetaire schijf waargenomen – een ontdekking die in 2021 werd bevestigd. (EE)
→ ALMA Makes First-Ever Detection of Gas in a Circumplanetary Disk
9 augustus 2022
Een onderzoeksteam onder leiding van Michael Zhang van het California Institute of Technology (Caltech) heeft drie gasachtige exoplaneten opgespoord, elk iets kleiner dan Neptunus, die zich lijken te ontwikkelen tot ‘superaardes’ – rotsachtige planeten die maximaal anderhalf keer zo groot zijn als onze eigen planeet. Dat komt doordat hun moedersterren intense straling uitzenden, die de dikke atmosferen van de planeten wegblaast. Als het verlies aan atmosferische gassen in het huidige tempo doorgaat, zullen de planeten hun atmosferen uiteindelijk kwijtraken, en blijven kleinere rotsachtige werelden achter. Eerder dit jaar meldden dezelfde onderzoekers al dat er helium leek te ontsnappen uit de atmosfeer van een van deze ‘mini-neptunussen’. Maar ze hielden toen nog de mogelijkheid open dat het om een uniek geval ging. Om die mogelijkheid uit te sluiten, hebben de astronomen nu gekeken naar nog eens drie mini-neptunussen die om andere sterren draaien. Elk van deze planeten schuift af en toe voor zijn ster langs, en daarbij absorbeert zijn heliumatmosfeer een deel van het sterlicht. Dat maakt het mogelijk om grootte en vorm van de planeetatmosfeer te meten. Uit de waarnemingen blijkt dat de atmosferen van de drie planeten niet bolvormig zijn, zoals je verwacht bij een atmosfeer die aan een planeet gebonden is. Dat wijst erop dat ook deze drie planeten in een gestaag tempo helium verliezen. Het heeft er dus alle schijn van dat mini-neptunussen en superaardes twee loten van dezelfde stam zijn. (EE)
→ Mini-Neptunes may become super-Earths as the exoplanets lose their atmospheres (ScienceNews)
20 juli 2022
De afgelopen decennia zijn duizenden planeten ontdekt die vrijwel allemaal om ‘normale’ sterren draaien. Nieuw onderzoek richt zich op de abnormale uitzonderingen. Astronomen van de Autonome Universiteit van Nuevo León, de Nationale Autonome Universiteit van Mexico en de New York University Abu Dhabi stellen een nieuwe manier voor om planeten en andere lichtzwakke hemellichamen op te sporen bij exotische dubbelsterren die cataclysmische veranderlijke sterren worden genoemd. Cataclysmische veranderlijke sterren zijn stersystemen bestaande uit twee sterren die heel dicht bij elkaar staan – zó dicht dat de ster met de minste massa materie overdraagt aan zijn zwaardere compagnon. Meestal gaat het daarbij om een rode dwergster en een zogeheten witte dwerg – het compacte overblijfsel van een uitgeputte zonachtige ster. Door de overdracht van materie vormt zich een zogeheten accretieschijf rond de witte dwerg. Deze schijf straalt zoveel licht uit dat hij het licht van de beide sterretjes compleet overstemt. Als er een derde hemellichaam rond de dubbelster draait, kan deze overdracht van materie tussen de beide sterren beïnvloeden, en daarmee ook de helderheid van het stersysteem als geheel. De astronomen stellen nu voor om dit laatste effect te gebruiken om exoplaneten op te sporen. Bij hun onderzoek hebben ze naar vier verschillende cataclysmische veranderlijke sterren gekeken. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat twee van de vier langperiodieke helderheidsvariaties vertonen die kunnen worden toegeschreven aan planeten die in banen om de betreffende dubbelsterren wentelen. (EE)
→ A New Method to Detect Exoplanets
11 juli 2022
De hoeveelheid vasteland op het oppervlak van een planeet en de plaats waar deze landmassa zich bevindt, kan van grote invloed zijn op de leefbaarheid van die planeet. Verschillende landconfiguraties resulteren in sterk uiteenlopende oppervlaktetemperaturen, en hoeveelheden zeeijs en waterdamp. Tot die conclusies komt een team van de Universiteit van Toronto (Canada) op basis van modelberekeningen, waarvan de resultaten vandaag zijn gepresenteerd tijdens de National Astronomy Meeting in Warwick (VK). Veel planeten zijn zodanig sterk aan hun moederster gekluisterd dat één kant van de planeet altijd van de ster af gekeerd is (net zoals de achterkant van de maan altijd van de aarde af wijst). Hierdoor ontvangt het ene halfrond van de planeet veel meer energie dan het andere. Om leven op zo’n planeet mogelijk te laten zijn, moeten de atmosfeer en de oceanen een deel van de energie die van de ster afkomstig is afvoeren naar de nachtzijde van de planeet. De Canadese onderzoekers hebben geavanceerde modelberekeningen losgelaten op nagebootste aarde-achtige planeten met verschillende land/water-verdelingen aan hun dagzijde. De ene configuratie bestond uit een centraal gepositioneerd cirkelvormig continent aan de dagzijde, volledig omgeven door een oceaan. De andere configuratie was precies omgekeerd: een cirkelvormige oceaan, omgeven door land. Voor beide gevallen werd de grootte van de cirkel gevarieerd om vast te kunnen stellen in hoeverre het klimaat op de planeet voor beide configuraties afhangt van de land/water-verhouding. De resultaten laten zien dat zowel de hoeveelheid landoppervlak als de configuratie van grote invloed zijn voor de oppervlakte-omstandigheden. Voor modellen met vergelijkbare landfracties aan de dagzijde, maar met tegengestelde land/water-verdelingen kan de gemiddelde temperatuur met wel 20°C variëren. Verder wijzen de resultaten erop dat de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer van de planeet sterk afhangt van de omvang van de ijsvrije oceaan aan zijn oppervlak. Planeten met een groot landaandeel hebben een hetere en drogere dagzijde, waarbij bewolking en neerslag zich veelal beperken tot kleine centraal gelegen gebieden. (EE)
→ The life puzzle: the location of land on a planet can affect its habitability
11 juli 2022
Dertig jaar geleden werden de allereerste exoplaneten ontdekt bij het snel rondtollende restant van een ingestorte ster, een zogeheten pulsar. Nieuw onderzoek wijst erop dat dit soort planetenstelsels heel zeldzaam zijn. Dat maken Britse astronomen morgen (dinsdag 12 juli) bekend tijdens de National Astronomy Meeting die deze week in Warwick (VK) wordt gehouden. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren – de meest compacte sterren in het heelal, die ontstaan tijdens de hevige explosie aan het einde van het bestaan van zware sterren. Pulsars zenden bundels van radiostraling uit vanaf hun magnetische polen, en worden daarom ook wel kosmische vuurtorens genoemd. Steeds als zo’n bundel eventjes richting aarde wijst, zien astronomen de neutronenster even oplichten. In 1992 ontdekten astronomen kleine onregelmatigheden in het pulsgedrag (en dus de rotatie) van pulsar PSR B1257+12. Daaruit kon worden afgeleid dat er minstens één planeet om deze pulsar draait. Later is gebleken dat het om zeker drie planeten gaat, die qua massa vergelijkbaar zijn met de rotsachtige planeten in ons eigen zonnestelsel. Nadien is nog een handjevol pulsars met planeten ontdekt. Hoe pulsarplaneten ontstaan en weten te overleven is nog onduidelijk. Maar een analyse van de signalen van achthonderd pulsars die de afgelopen vijftig jaar door de radiosterrenwacht van Jodrell Bank zijn gevolgd laat zien dat minder dan een half procent van alle bekende pulsars door planeten worden begeleid. Het onderzoeksteam, onder leiding van Iuliana Nițu van de Universiteit van Manchester, heeft met name gezocht naar signalen die wijzen op de aanwezigheid van planeetachtige objecten met maximaal honderd keer zoveel massa als de aarde en omlooptijden van twintig dagen tot zeventien jaar. Dat heeft tien mogelijke detecties opgeleverd, waarvan het systeem PSR J2007+3120 het meest veelbelovend lijkt. Rond deze pulsar zouden minstens twee planeten kunnen draaien die wat zwaarder zijn dan de aarde en omlooptijden van ongeveer 1,9 en 3,6 jaar hebben. Het onderzoek geeft ook informatie over de vorm van de banen die de pulsarplaneten doorlopen. Anders dan de bijna-cirkelvormige planeetbanen in ons eigen zonnestelsel zouden ze sterk elliptische banen volgen. Dat wijst erop dat het ontstaansproces van pulsar-planetenstelsels heel anders is dan dat van de meer gangbare ster-planetenstelsels. (EE)
→ Undead planets: The unusual conditions of the first exoplanet detection
24 mei 2022
Onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Kopenhagen (Denemarken) wijst erop dat de vorming van planetenstelsels rond dubbelsterren op een heel andere manier verloopt dan die rond enkelvoudige sterren zoals onze zon (Nature, 24 mei). De nieuwe ontdekking is gebaseerd op waarnemingen met de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili. Met dit reusachtige instrument, bestaande uit 66 afzonderlijke schotelantennes, hebben de Deense onderzoekers de ongeveer duizend lichtjaar verre dubbelster NGC 1333-IRAS2A waargenomen. Deze waarnemingen zijn aangevuld met computersimulaties, aan de hand waarvan inzicht kan worden verkregen in zowel het verleden als de toekomst van de jonge dubbelster. Uit de simulaties blijkt dat de bewegingen van het gas en stof in de schijf rond zo’n dubbelster geen gelijkmatig patroon volgen. Ruwweg eens in de duizend jaar nemen de bewegingen gedurende een relatief korte periode van tien tot honderd jaar heel sterk toe. De dubbelster wordt dan tien tot honderd keer zo helder, totdat het systeem weer tot rust komt. Vermoedelijk is dit cyclische patroon het gevolg van het dubbele karakter van NGC 1333-IRAS2A. De twee sterren draaien om elkaar, en met zekere tussenpozen zal hun gezamenlijke zwaartekracht de omringende schijf van gas en stof zodanig beïnvloeden dat enorme hoeveelheden materie in de richting van de ster vallen. Door deze aanvoer wordt de ster tijdelijk veel helderder en heter dan normaal. Bij zo’n uitbarsting wordt de schijf rond de ster aan flarden gescheurd. Hij herstelt zich wel weer, maar de gebeurtenis, die zich een aantal malen kan herhalen, is van grote invloed op de structuur van het planetenstelsel dat zich uiteindelijk om de dubbelster zal vormen. De uitbarstingen van de ster zullen ertoe leiden dat de in ijs gehulde stofkorrels in de schijf verdampen, waarbij de chemische samenstelling van het planetaire ‘bouwmateriaal’ verandert. Op dit moment hebben zich rond de dubbelster, die naar schatting pas ongeveer tienduizend jaar oud is, nog geen planeten gevormd. Maar de onderzoekers zijn van plan om de (chemische) ontwikkelingen rond NGC 1333-IRAS2A te blijven volgen – met ALMA, maar ook met de recent gelanceerde Web-ruimtetelescoop en de in aanbouw zijnde European Large Telescope en SKA-radiotelescoop. (EE)
→ Planets of binary stars as possible homes for alien life
28 april 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Fransman Alain Lecavelier des Etangs (CNRS/Sorbonne-universiteit, heeft tientallen kometen ontdekt in het planetenstelsel-in-wording van de ster Bèta Pictoris. De ontdekking is het resultaat van 156 dagen van waarnemingen met NASA-satelliet TESS, die speciaal is bedoeld voor het opsporen van exoplaneten en andere objecten buiten ons zonnestelsel (Scientific Reports, 28 april). De 63 lichtjaar verre ster Bèta Pictoris staat bij astronomen al bijna dertig jaar in het middelpunt van de belangstelling. Dat komt doordat in 1983 een opvallende schijf van stof en puin rond de naar schatting pas 20 miljoen jaar oude ster werd ontdekt met de Nederlands/Brits/Amerikaanse infraroodsatelliet IRAS. In deze schijf zijn in respectieve 2008 en 2019 ook twee forse planeten ontdekt. Bovendien kon in dat laatste jaar uit gegevens van TESS worden opgemaakt dat rond Bèta Pictoris ook talrijke kometen – kleine ijzige hemellichamen – cirkelen. Het was voor het eerst dat het bestaan van (exo)kometen bij een andere ster kon worden bevestigd. Voortbouwend op deze eerdere ontdekkingen hebben Lecavelier des Etangs en zijn collega’s nu dertig kometen bij Bèta Pictoris weten op te sporen. Hun waarnemingen laten zien dat de diameters van deze objecten uiteenlopen van drie to veertien kilometer. Ook konden de wetenschappers een schatting maken van de grootte-verdeling van de kometen, dat wil zeggen: de relatieve aantallen kleine en grote kometen. Gebleken is dat deze verdeling verrassend veel lijkt op die van de kometen in ons eigen zonnestelsel. (EE)
→ Discovery of 30 exocomets in a young planetary system
7 april 2022
Astronomen hebben, met behulp van de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer, de weersomstandigheden onderzocht op een unieke klasse van exoplaneten. Deze opgezwollen planeten ter grootte van Jupiter staan zo dicht bij hun moederster dat ze worden ‘geroosterd’ bij temperaturen van meer dan 1600 graden Celsius. Dit is heet genoeg om de meeste metalen te doen verdampen, inclusief titanium (Nature, 6 april). Een van de onderzochte exoplaneten is WASP-178b, die zich op een afstand van ongeveer 1300 lichtjaar bevindt. Aan de dagzijde van de planeet is de atmosfeer wolkenloos en verrijkt met silicium-monoxidegas. Omdat de planeet steeds met dezelfde kant naar zijn ster is gericht, is zijn nachtzijde veel koeler. Hierdoor kan het gas, dat met snelheden van meer dan 3000 km per uur om de planeet circuleert, daar mogelijk condenseren. In dat geval valt er neerslag in de vorm van stenen. Maar rond de overgang van dag naar nacht is de planeetatmosfeer nog heet genoeg om gesteente te laten verdampen. Bij onderzoek van een andere ultra-hete Jupiter, KELT-20b, die zich op een afstand van 456 lichtjaar afstand bevindt, is vastgesteld dat diens atmosfeer naar boven toe eerder heter wordt dan koeler. Dat komt doordat hij door zijn moederster met intense ultraviolette straling wordt bestookt. Hierdoor heeft zich een atmosferische laag gevormd die vergelijkbaar is met de stratosfeer van de aarde. Op aarde absorbeert het ozon in de atmosfeer uv-licht, waardoor de temperatuur in een laag tussen 11 en 50 kilometer boven het aardoppervlak oploopt. Op KELT-20b verhit de uv-straling van de ster de metalen in de atmosfeer, waardoor een thermische inversielaag ontstaat. (EE)
→ Hubble Probes Extreme Weather on Ultra-Hot Jupiters
4 april 2022
Astronomen hebben een sterke aanwijzing gevonden dat sommige zware gasplaneten ontstaan via een proces dat ‘schijfinstabiliteit’ wordt genoemd. Ze baseren zich op beeldgegevens van de jonge planeet-in-wording AB Aurigae b, die zijn verkregen met de Hubble-ruimtelescoop en de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï (Nature Astronomy, 4 april). Uit de beelden blijkt dat AB Aurigae b is ingebed in een schijf van stof en gas rond een jonge ster die naar schatting ongeveer twee miljoen jaar oud is. Dat is ongeveer de leeftijd van ons eigen zonnestelsel toen daarin de planeten ontstonden. (De huidige leeftijd van het zonnestelsel bedraagt 4,6 miljard jaar.) Planeten zijn opgebouwd uit materiaal dat in de schijf van gas en stof rond een jonge ster is ontstaan. De meest gangbare theorie voor het ontstaan van grote gasplaneten (planeten van het type Jupiter) is de zogeheten kernaccretie. Deze theorie stelt dat deze planeten ontstaan uit brokstukjes, in grootte variërend van stofkorrels tot rotsblokken, die tegen elkaar botsen en samenklonteren. Hierdoor ontstaat een vaste kern die geleidelijk gas uit zijn omgeving aantrekt. Het alternatief voor dit ‘kernaccretiemodel’ is het ‘schijfinstabiliteitsmodel’. Volgens dit scenario valt de afkoelende schijf rond de ster onder invloed van de zwaartekracht rechtstreeks uiteen in één of meer objecten van planetaire afmetingen. AB Aurigae b heeft waarschijnlijk negen keer zoveel massa als Jupiter en draait op een afstand van circa 14 miljard kilometer om zijn moederster. Ter vergelijking: de afstand tussen de zon en de buitenste planeet van ons zonnestelsel, Neptunus, bedraagt 4,5 miljard kilometer. Op deze grote afstand zou het heel lang duren voor een planeet van het kaliber Jupiter via kernaccretie ontstaat – als dit überhaupt al lukt. Daarom denken de onderzoekers dat AB Aurigae b het resultaat is van schijfinstabiliteit. Dichter bij een ster, waar de schijf van gas en stof warmer is, is kernaccretie waarschijnlijk het dominante planeetvormingsproces. (EE)
→ Hubble Finds a Planet Forming in an Unconventional Way
21 maart 2022
Het aantal exoplaneten (planeten buiten ons zonnestelsel) waarvan het bestaan kon worden bevestigd is de vijfduizend gepasseerd. Dertig jaar geleden stond te teller nog op nul. De nieuwe mijlpaal werd vandaag, 21 maart 2022, bereikt met de toevoeging van 65 nieuwe exoplaneten aan het NASA Exoplanet Archive. Dit archief bevat alle ontdekte exoplaneten die in wetenschappelijke artikelen zijn gepubliceerd en die met behulp van meerdere detectiemethoden of analytische technieken zijn bevestigd. Tot de meer dan vijfduizend tot nu toe ontdekte exoplaneten behoren kleine, rotsachtige werelden zoals de aarde, gasreuzen die vele malen groter zijn dan Jupiter en ‘hete Jupiters’ die in een verzengend nauwe baan om hun ster draaien. Ook zijn er ‘superaardes’ – mogelijke rotsachtige werelden die groter zijn dan de onze – en ‘mini-Neptunussen’– kleinere versies van de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. Sommige van deze planeten draaien om twee sterren tegelijk, andere om de ingestorte restanten van uitgeputte sterren. De ruim vijfduizend exoplaneten die tot nu zijn ontdekt vormen slechts het topje van de ijsberg. Ons Melkwegstelsel telt waarschijnlijk honderden miljarden sterren, dus er wachten er nog heel wat op ontdekking. Het begon allemaal in 1992 met de ontdekking, door een team onder leiding van Alexander Wolszczan, van drie planeten die om een zogeheten pulsar draaien – het compacte snel ronddraaiende restant van een zware ster die als supernova is ontploft. Ze werden niet met een ‘gewone’ optische telescoop opgespoord, maar met een radiotelescoop. Pulsars zenden namelijk korte pulsen radiostraling uit, en het bestaan van de drie planeten kon worden afgeleid uit kleine variaties in de timing van deze pulsen. Pas drie jaar later, in 1995 dus, werd door Michel Mayor en Didier Queloz van de Universiteit van Geneve de eerste planeet ontdekt die om een zonachtige ster cirkelt. Het bleek een hete Jupiter te zijn – een gasplaneet met ongeveer half zoveel massa als ‘onze eigen’ Jupiter, die in slechts vier dagen een rondje om zijn ster maakt. Het bestaan van deze planeet kon met behulp van een optische telescoop worden afgeleid uit het feit dat deze zijn moederster enigszins aan het schommelen brengt. Toen astronomen eenmaal wisten waar ze op moesten letten, werden steeds meer planeten met telescopen op aarde opgespoord. Eerst tientallen, toen honderden. De volgende grote stap bij het speuren naar exoplaneten was de zogeheten transit-methode, die gebruik maakt van de kleine, regelmatige helderheidsdipjes in het licht van sterren die worden veroorzaakt door planeten die voor hun moederster langs schuiven. Met behulp van deze methode heeft NASA-ruimtetelescoop Kepler tussen 2009 en 2018 meer dan 2600 exoplaneten weten op te sporen – meer van de helft van het huidige totaal dus. (EE)
→ Cosmic Milestone: NASA Confirms 5,000 Exoplanets
18 maart 2022
De meeste rotsachtige planeten en manen in ons zonnestelsel, waaronder de aarde en haar maan, zijn voortgekomen uit talrijke botsingen die vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel hebben plaatsgevonden. Bij zulke botsingen kunnen kleine rotsachtige objecten zich verenigen tot grotere hemellichamen of fragmenteren tot een wolk van puin en stof. Kate Su en haar collega’s hebben tussen 2015 en 2019, met behulp van de inmiddels ‘gepensioneerde’ ruimtetelescoop Spitzer, regelmatig waarnemingen gedaan van de pas 10 miljoen jaar oude ster HD 166191. Daarbij waren ze er getuige van hoe zo’n puinwolk voor de ster langs schoof en het licht ervan tijdelijk tegenhield. In combinatie met gegevens over de grootte en helderheid van de ster, hebben de astronomen kunnen bepalen hoe groot de wolk kort na de botsing was, en een schatting kunnen maken van de omvang van de botsende objecten. Ook zagen ze hoe snel de puinwolk uiteenviel. Spitzer was gevoelig voor infrarood licht – licht van golflengten die iets langer zijn dan wat het menselijk oog kan zien. Infrarood is ideaal voor het detecteren van stof, zoals het puin dat ontstaat bij botsingen tussen rotsachtige hemellichamen. Medio 2018 zag de ruimtetelescoop het stersysteem HD 166191 aanzienlijk helderder worden, wat duidde op een toename van de puinvorming. In die tijd detecteerde Spitzer ook een puinwolk die de ster afschermende. Het onderzoek van Kate Lu en haar team laat zien dat de wolk zeer langgerekt was, met een geschatte minimale oppervlakte van drie keer die van de ster. De toename van de infraroodhelderheid die Spitzer registreerde, wijst er echter op dat slechts een klein deel van de wolk voor de ster langs trok, en dat het puin een gebied bestreek dat honderden keren omvangrijker was. Om zo’n grote puinwolk te kunnen produceren, moeten de botsende objecten afmetingen hebben gehad die vergelijkbaar waren met die van de 530 kilometer grote dwergplaneet Vesta in ons eigen zonnestelsel. Bij de botsing kwam genoeg hitte vrij om een deel van het vrijkomende materiaal te verdampen. Ook veroorzaakte hij een lawine aan botsingen tussen kleinere objecten, waarbij waarschijnlijk de grote hoeveelheid stof is vrijgekomen die door Spitzer is geregistreerd. In de daaropvolgende maanden werd de stofwolk groter en doorzichtiger, wat suggereert dat het stof en ander puin zich snel verspreidde. In 2019 was de wolk die voor de ster langs trok niet meer zichtbaar, maar bevatte het stersysteem nog wel tweemaal zoveel stof als voordat Spitzer de wolk zag. Volgens de astronomen kan deze informatie worden gebruikt om de bestaande theorieën over de vorming van rotsachtige planeten zoals onze aarde te toetsen. (EE)
→ NASA Spots Giant Debris Cloud Created by Clashing Celestial Bodies
18 maart 2022
Dertig jaar geleden ontdekten astronomen de eerste planeten buiten ons zonnestelsel. Sindsdien zijn er in ons Melkwegstelsel bijna vijfduizend van deze ‘exoplaneten’ ontdekt en er komen nog geregeld nieuwe ontdekkingen bij. Maar het tegengestelde gebeurt ook wel eens: nieuw onderzoek wijst erop dat minstens drie, en mogelijk vier, planeten van de lijst moeten worden geschrapt. Het zijn waarschijnlijk kleine sterren (Astronomical Journal, 15 maart). Bij het onderzoek, onder leiding van Prajwal Niraula van het Massachusetts Institute of Technology (VS), is gebruik gemaakt van bijgewerkte metingen van sterren waar planeten omheen draaien. Met behulp daarvan werden betere schattingen van de eigenschappen van de sterren verkregen, en konden ook betere schattingen worden gemaakt van de afmetingen van hun planeten. Uiteindelijk bleken drie planeten – Kepler-854b, Kepler-840b en Kepler-699b – twee tot vier keer zo groot te zijn als ‘onze’ planeet Jupiter. En daarmee zijn het vrijwel zeker geen planeten, maar bruine dwergen – kleine ‘mislukte’ sterren die maar weinig licht geven. Een vierde object, Kepler-747b, is een grensgeval: het zou een groot uitgevallen planeet kunnen zijn, maar ook een bruine dwergster. Alle exoplaneten die met de Kepler-satelliet zijn ontdekt, zijn opgespoord met behulp van de zogeheten transitmethode: de detectie van periodieke dipjes in het licht van een ster die erop wijzen dat er regelmatig een planeet voor de ster langs schuift. De diepte van zo’n dip geeft de verhouding aan tussen de grootte van de planeet en die van zijn ster. Astronomen kunnen dan de grootte van de planeet berekenen op basis van wat ze weten van de grootte van de ster. Als de eigenschappen van die ster – zoals in deze gevallen – later moeten worden bijgesteld – werkt dat dus ook door in de grootte van diens planeet. Overigens viel de ‘schade’ van het nieuwe onderzoek wel mee. Niraula heeft meer dan tweeduizend planeten van de Kepler-catalogus onder de loep genomen, waarbij gebruik werd gemaakt van nieuwe gegevens over de afmetingen van sterren die recent door de Europese astrometrische satelliet Gaia zijn verzameld. De overige 1997 of 1996 Kepler-planeten hebben de toets doorstaan. (EE)
→ Look! Up in the sky! Is it a planet? Nope, just a star
10 maart 2022
Het zijn spannende tijden voor het exoplanetenonderzoek. De Webb-ruimtetelescoop, die binnenkort zijn eerste waarnemingen gaat doen, zal naar verwachting de atmosferen kunnen detecteren van ‘leefbare’ rotsachtige exoplaneten die vóór rode dwergsterren – sterren die koeler en zwakker zijn dan de zon – langs schuiven. En de Extremely Large Telescope, die momenteel in Chili wordt gebouwd, kan tegen het einde van dit decennium worden ingezet om rotsachtige exoplaneten rond nabije zonachtige sterren rechtstreeks in beeld te brengen. Ter inspiratie heeft een internationaal team onder leiding van wetenschappers van de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (Zwitserland) nu onderzocht hoe eventuele rotsachtige planeten bij de meest nabije zonachtige sterren – α Centauri A en α Centauri B – eruit zouden kunnen zien (The Astrophysical Journal, 10 maart). Het team heeft de elementaire samenstelling berekend van een hypothetische rotsachtige planeet in de leefbare zone van het α Centauri-systeem, die de voorlopige aanduiding α-Cen-Earth heeft gekregen. Het model is gebaseerd op de spectroscopisch gemeten chemische samenstellingen van de twee om elkaar wentelen sterren. Volgens de onderzoekers is α-Cen-Earth, áls hij bestaat, in geochemisch opzicht vergelijkbaar met onze aarde. Hij zou een mantel hebben die gedomineerd wordt door silicaten, aangevuld met koolstofhoudende materialen zoals grafiet en diamant. De capaciteit voor wateropslag in zijn rotsachtige inwendige zou vergelijkbaar moeten zijn met die van onze thuisplaneet. Maar in sommige opzichten zou α-Cen-Aarde juist van de aarde verschillen: hij zou een iets grotere ijzer kern hebben, geologisch minder actief zijn en mogelijk geen platentektoniek vertonen. De grootste verrassing van het onderzoek is echter dat de vroege atmosfeer van de hypothetische planeet rijk zou kunnen zijn geweest aan koolstofdioxide, methaan en water - net als die van de aarde, 4 tot 2,5 miljard jaar geleden, toen het eerste leven op onze planeet ontstond. De kans dat astronomen daadwerkelijk een ouder zusje van onze aarde (het α Centauri A/B-systeem is 1,5 tot 2 miljard jaar ouder dan de zon) zullen ontdekken is niet ondenkbeeldig. Tussen nu en 2035 – precies op tijd voor de nieuwe generatie van (ruimte)telescopen – neemt de afstand tussen beide sterren vanaf de aarde gezien geleidelijk toe, wat de zoektocht naar eventuele planeten bij de afzonderlijke sterren vergemakkelijkt. (EE)
→ Imagining an Earthly neighbor
8 maart 2022
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili hebben onderzoekers van de Sterrewacht Leiden voor het eerst dimethylether gedetecteerd in een planeet-vormende schijf. Met negen atomen is dit het grootste molecuul dat tot nu toe in zo’n schijf is aangetroffen. Dimethylether is tevens een voorloper van grotere organische moleculen die kunnen leiden tot het ontstaan van leven. ‘Door deze resultaten kunnen we meer te weten komen over de oorsprong van het leven op onze planeet en daardoor een beter idee krijgen van het potentieel voor leven in andere planetenstelsels. Het is erg spannend om te zien hoe deze bevindingen in het grotere plaatje passen,’ zegt Nashanty Brunken, masterstudent aan de Sterrewacht Leiden (onderdeel van de Universiteit Leiden) en hoofdauteur van het onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd. Dimethylether is een organisch molecuul dat vaak voorkomt in stervormingsgebieden, maar dat nog nooit eerder is aangetroffen in een planeet-vormende schijf. De onderzoekers hebben ook aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van methylformiaat, een complex molecuul dat op dimethylether lijkt en tevens een bouwsteen is voor nog grotere organische moleculen. De moleculen werden ontdekt in de planeet-vormende schijf rond de jonge ster IRS 48 (ook bekend als Oph-IRS 48). IRS 48, die zich op een afstand van 444 lichtjaar in het sterrenbeeld Ophiuchus (Slangendrager) bevindt, is het onderwerp geweest van talrijke studies, omdat zijn schijf een asymmetrische, cashewnoot-vormige ‘stofval’ bevat. Dit gebied, dat waarschijnlijk is gevormd door een pasgeboren planeet of een kleine stellaire begeleider die zich tussen de moederster en de stofval bevindt, bevat grote aantallen stofkorrels van millimeterformaat die kunnen samenklonteren tot objecten van kilometerformaat, zoals kometen, planetoïden en mogelijk zelfs planeten. Vermoed wordt dat veel complexe organische moleculen, zoals dimethylether, ontstaan in stervormingsgebieden, nog voordat daarin sterren zijn geboren. In deze koude omgevingen hechten atomen en eenvoudige moleculen zoals koolstofmonoxide zich aan stofkorrels, waarop ze een ijslaagje vormen en chemische reacties ondergaan, die in de vorming van complexere moleculen resulteren. Onderzoekers hebben onlangs ontdekt dat de stofval in de schijf van IRS 48 tevens een ijsreservoir is, waar zich stofkorrels bevinden die bedekt zijn met ijs dat rijk is aan complexe moleculen. Het is in dit gebied van de schijf dat ALMA nu tekenen van het dimethylether-molecuul heeft waargenomen: onder invloed van de warmte van IRS 48 sublimeert het ijs tot gas, en komen de ingevangen moleculen die van koude wolken zijn ‘geërfd’ vrij en worden ze detecteerbaar. De ontdekking van dimethylether suggereert dat ook veel andere complexe moleculen die gewoonlijk in stervormingsgebieden te vinden zijn zich in de ijzige structuren in planeet-vormende schijven kunnen verschuilen. Deze moleculen zijn de voorlopers van prebiotische moleculen zoals aminozuren en suikers, die tot de basisbouwstenen van het leven behoren. (EE)
→ Volledig persbericht
21 februari 2022
Een onderzoeksteam, onder leiding van Thomas Mikal-Evans van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft nauwkeurige metingen gedaan van de omstandigheden in de atmosfeer van WASP-121 b. Deze 855 lichtjaar verre exoplaneet is een zogeheten ‘hete Jupiter’ – een zware gasplaneet die op geringe afstand om zijn moederster draait. De astronomen hebben ontdekt dat zich in de atmosfeer van de planeet een bijzondere waterkringloop afspeelt (Nature Astronomy, 21 februari). Voor alle hete Jupiters geldt dat hun rotatie synchroon loopt met hun omloop om hun moederster. Daardoor is steeds hetzelfde halfrond van de planeet naar de ster toe gekeerd – net zoals de maan altijd met dezelfde kant naar de aarde is gericht. En bijgevolg zijn de temperatuurverschillen in de atmosfeer van WASP-121 b enorm groot. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop hebben Mikal-Evans en zijn collega’s de atmosfeer van WASP-121 b gedurende twee volledige planeetomwentelingen spectraal onderzocht. Daarbij hebben ze vastgesteld dat de temperatuur hoog in atmosfeer aan de dagzijde ongeveer 3000 graden Celsius bedraagt. Bij deze temperatuur beginnen de aanwezige watermoleculen te gloeien, en veel moleculen vallen zelfs in uiteen in waterstof- en zuurstofatomen. De Hubble-gegevens laten ook zien dat de temperatuur op het nachtelijk halfrond ongeveer 1500 graden lager is. Het extreme verschil met de temperatuur aan de dagzijde leidt tot krachtige winden die de deels uiteengevallen watermoleculen meesleuren naar de koelere nachtzijde. Daar voegen waterstof- en zuurstofatomen zich weer samen tot waterdamp, om vervolgens naar de dagzijde te worden geblazen. Deze kringloop blijft zich herhalen, maar op geen enkel moment is de temperatuur laag genoeg om wolken van waterdamp te kunnen vormen. Het regent dus ook nooit op WASP-121 b – geen water althans. In plaats van water bestaan de wolken op de hete exoplaneet voornamelijk uit metalen zoals ijzer, magnesium, chroom en vanadium. Aan de hete dagzijde verdampen deze metalen tot gassen. De nieuwe Hubble-gegevens wijzen er echter op dat de temperaturen aan de nachtzijde laag genoeg zijn om de metalen aldaar tot wolken te laten condenseren. Vreemd genoeg zijn in de atmosfeer van WASP-121 b – anders dan verwacht – geen aluminium en titanium aangetroffen. Een waarschijnlijke verklaring hiervoor is dat deze metalen na condensatie tot druppeltjes naar diepere lagen van de atmosfeer zijn geregend, waar ze aan het zicht zijn onttrokken. (EE)
→ An exotic water cycle and metal clouds on the hot Jupiter WASP-121 b
10 februari 2022
Een team van astronomen dat gebruik maakt van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili heeft bewijs gevonden voor nóg een planeet die om Proxima Centauri draait – de ster die, met een afstand van iets meer dan vier lichtjaar, het dichtst bij ons zonnestelsel staat. De kandidaat-planeet is de derde die in het stelsel is gedetecteerd en is de lichtste van die drie. Met slechts een kwart aardmassa is de planeet tevens een van de lichtste exoplaneten die ooit zijn opgespoord. De onlangs ontdekte planeet, Proxima d genaamd, draait op een afstand van ongeveer vier miljoen kilometer om Proxima Centauri – minder dan een tiende van de afstand tussen Mercurius en de zon. Hij bevindt zich tussen de ster en diens leefbare zone – het gebied rond een ster waar vloeibaar water aan het oppervlak van een planeet kan voorkomen. De vermoedelijk rotsachtige planeet doet er slechts vijf dagen over om één rondje om zijn ster te draaien. Van Proxima Centauri was al bekend dat hij nog twee andere planeten heeft: Proxima b, een planeet met een massa vergelijkbaar met die van de aarde die om de elf dagen een rondje om de ster voltooit, en kandidaat Proxima c, die een wijdere baan met een omlooptijd van vijf jaar doorloopt. Proxima b werd een paar jaar geleden ontdekt met behulp van het HARPS-instrument van ESO’s 3,6-meter telescoop. De ontdekking werd in 2020 bevestigd toen wetenschappers het Proxima-stelsel observeerden met een nieuw, nauwkeuriger instrument van ESO’s VLT: de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO). Het was tijdens deze recente VLT-waarnemingen dat de astronomen de eerste aanwijzingen ontdekten voor een signaal dat overeenkomt met een object met een omlooptijd van vijf dagen. Omdat het signaal zo zwak was, moest het team vervolgwaarnemingen doen met ESPRESSO om te bevestigen dat het van een planeet kwam, en niet gewoon van veranderingen in de ster zelf. Proxima d is de lichtste exoplaneet die ooit met de radiale snelheidstechniek is gemeten. Hij overtreft daarmee een planeet die onlangs in het planetenstelsel L 98-59 is ontdekt. De techniek berust op het detecteren van kleine schommelingen in de beweging van een ster, veroorzaakt door de zwaartekracht van een daaromheen draaiende planeet. Het effect van de zwaartekracht van Proxima d is dermate klein dat hij Proxima Centauri slechts met ongeveer 40 centimeter per seconde (1,44 kilometer per uur) heen en weer doet bewegen. (EE)
→ Nieuwe planeet ontdekt bij ster die het dichtst bij de zon staat
10 februari 2022
Onderzoekers van de University of Warwick (VK) hebben voor het eerst de röntgenstraling waargenomen die vrijkomt wanneer het puin van een voormalige planeet op het uitdovende restant van zijn moederster neerstort. De straling ontstaat doordat het planetaire puin bij deze gebeurtenis een temperatuur van een miljoen graden kan bereiken. De waargenomen gebeurtenis vond miljarden jaren na de vorming van het planetenstelsel plaats (Nature, 9 februari). Het lot van de meeste sterren, ook die van onze zon, is om als witte dwerg te eindigen. Een witte dwerg is een ster die al zijn ‘brandstof’ heeft verbruikt en zijn buitenste lagen heeft afgestoten – een proces waarbij zijn binnenste planeten worden verwoest. Wanneer het materiaal van deze planeten op het oppervlak van de resterende dwergster neerstort, ontstaat een plasma met een temperatuur van 100.000 tot een miljoen graden Celsius. Bij deze afkoeling wordt röntgenstraling uitgezonden. Bij hun onderzoek hebben de Britse astronomen gebruik gemaakt van de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra, die specifiek voor de detectie van röntgenstraling is ontwikkeld. Met dit instrument hebben ze naar G 29-38, alias ZZ Piscium, gekeken: een witte dwergster op ongeveer 44 lichtjaar van de aarde. G 29-38 wordt al tientallen jaren door astronomen waargenomen, maar tot nu toe veelal op zichtbare, infrarode en ultraviolette golflengten. Uit deze waarnemingen kon al worden afgeleid dat de atmosfeer van de witte dwerg veel ijzer, calcium en magnesium bevat – zware elementen die kenmerkend zijn voor planeten. Tot nu toe was echter niet gezien hoe dit ‘planetenpuin’ door de ster wordt aangetrokken. Met behulp van Chandra hebben de astronomen nu eindelijk kunnen zien hoe dit materiaal met hoge snelheid de atmosfeer van de ster binnenkomt. Hun detectie levert het eerste directe bewijs dat witte dwergen de overblijfselen van hun planetenstelsels opslokken. (EE)
→ Final moments of planetary remnants seen for first time
4 februari 2022
Astronomen hebben twee ‘mini-Neptunus’-planeten ontdekt die hun atmosfeer aan het verliezen zijn en waarschijnlijk in ‘superaardes’ veranderen. Onder invloed van de straling van hun sterren ontsnapt er heet gas, zoals stoom uit een pan met kokend water. De ontdekking is gebaseerd op waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï en de Hubble-ruimtetelescoop (The Astronomical Journal, 3 februari). ‘Mini-Neptunussen’ zijn een klasse van exoplaneten – planeten buiten ons eigen zonnestelsel. Het zijn compactere versies van ‘onze’ planeet Neptunus: ze bestaan uit een grote rotsachtige kern die omgeven is door een dikke mantel van gas, en zijn twee tot vier keer zo groot als de aarde. Superaardes zijn exoplaneten die ruwweg anderhalf keer zo groot zijn als onze planeet. Een team van astronomen onder leiding van Caltech heeft de nabij-infrarood spectrograaf van de Keck-sterrenwacht gebruikt om een van de twee mini-Neptunussen in het 103 lichtjaar verre stersysteem TOI 560 te onderzoeken. Twee andere exoplaneten van dit type, die om de 73 lichtjaar verre ster HD 63433 cirkelen, zijn bekeken met de Hubble-ruimtetelescoop. De resultaten laten zien dat zowel uit de binnenste mini-Neptunus van TOI 560, als uit de buitenste mini-Neptunus van HD 63433 atmosferisch gas ontsnapt. Verrassend genoeg laten de Keck-gegevens ook zien dat het ontsnappende gas van de binnenste planeet van TOI 560 – om nog onduidelijke reden – voornamelijk in de richting van de ster beweegt. Modelberekeningen gaven juist aan dat het gas precies de andere kant op zou moeten stromen. De astronomen konden de ontsnappende atmosferen ontdekken door de exoplaneten te bekijken op het moment dat ze voor hun moedersterren langs schoven. Op zo’n moment wordt het sterlicht deels geabsorbeerd door atomen in de planeetatmosfeer. Uit die absorptie kan niet alleen worden afgeleid welke gassen in deze atmosfeer aanwezig zijn, maar ook met welke snelheid ze bewegen. Bij de ‘leeglopende’ planeten beweegt het gas dermate snel, dat het niet door de zwaartekracht in bedwang kan worden gehouden. Sinds medio jaren negentig hebben astronomen duizenden exoplaneten van uiteenlopende afmetingen ontdekt. Daar zitten tal van mini-Neptunussen en superaardes bij, maar slechts weinig planeten die qua afmetingen daartussenin zitten. Een mogelijke verklaring voor deze ‘kloof’ is dat mini-Neptunussen mettertijd in superaardes veranderen, doordat ze geleidelijk een groot deel van hun atmosfeer verliezen. Uiteindelijk zou dan een rotsachtige superaarde overblijven. De ontdekking van twee mini-Neptunussen met ontsnappende atmosferen is het eerste directe bewijs dat deze theorie ondersteunt. (EE)
→ Puffy Planets Lose Atmospheres, Become Super-Earths
1 februari 2022
Planeten zijn doorgaans niet veel ouder dan de sterren waar ze omheen draaien. Zo is de aarde niet lang na de zon ontstaan. Astronomen van de KU Leuven hebben nu echter ontdekt dat er ook een heel ander scenario mogelijk is. Zelfs als ze bijna dood zijn, zouden sommige soorten sterren nog planeten kunnen vormen (Astronomy & Astrophysics, 1 februari). Alle planeten in ons zonnestelsel, werden niet lang na de zon gevormd. Onze zon begon 4,6 miljard jaar geleden te branden, en in de daaropvolgende miljoen jaar klonterde de materie in de haar omringende protoplanetaire schijf – een reusachtige ‘pannenkoek’ van stof en gas – samen tot planeten. Dit scenario verklaart bijvoorbeeld waarom alle planeten in hetzelfde vlak om de zon draaien. Maar zulke schijven van stof en gas kunnen ook ontstaan rond dubbelsterren (paren van twee om elkaar wentelende sterren) waarvan er één stervende is. Wanneer voor een middelgrote ster zoals de zon het einde nadert, blaast hij het buitenste deel van zijn atmosfeer de ruimte in, waarna hij langzaam uitdooft. Bij zo'n dubbelster zorgt de zwaartekracht van de tweede ster ervoor dat de materie die door de stervende ster wordt uitgestoten een platte, draaiende schijf vormt. En deze schijf vertoont overeenkomsten met de protoplanetaire schijven die astronomen rond jonge sterren elders in het Melkwegstelsel waarnemen. Een internationaal team van astronomen onder leiding van Jacques Kluska van de KU Leuven heeft nu ontdekt dat de schijven rond zulke ‘geëvolueerde’ dubbelsterren niet zelden kenmerken vertonen die op planeetvorming kunnen wijzen. Eén op de tien geëvolueerde dubbelsterren is namelijk omgeven door een schijf met een grote holte in het midden – een aanwijzing dat ‘iets’ bezig is om de materie in dat deel van de schijf op te vegen. Deze opruimactie zou het werk kunnen zijn van een planeet die zich niet tijdens de jeugd van de dubbelster heeft gevormd, maar juist tijdens diens laatste levensfase. Een extra aanwijzing is dat het oppervlak van zo’n stervende ster vaak weinig zware elementen zoals ijzer bevat. Dat doet vermoeden dat stofdeeltjes die rijk zijn aan deze elementen door een planeet-in-wording zijn opgeveegd. De Leuvense astronomen hopen deze hypothese binnenkort zelf te verifiëren. Daartoe zullen ze de grote telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili gebruiken om tien sterparen waarvan de schijf een grote holte vertoont nader te bestuderen. (EE)
→ Even dying stars can still give birth to planets
28 januari 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Bibiana Prinoth van de Universiteit van Lund (Zweden), heeft de atmosfeer van WASP-189b – een van de meest extreme exoplaneten die we kennen – onderzocht. De resultaten wijzen erop dat deze atmosfeer uit verschillende lagen bestaat, net als de atmosfeer van de aarde (Nature Astronomy, 27 januari). WASP-189b is 322 lichtjaar van ons verwijderd. Waarnemingen die in 2020 zijn gedaan met de CHEOPS-satelliet hebben onder meer uitgewezen dat de exoplaneet twintig keer zo dicht bij zijn moederster staat als de aarde bij de zon, en een dagtemperatuur heeft van 3200 graden Celsius. Recenter onderzoek met de HARPS-spectrograaf van de ESO-sterrenwacht op La Silla (Chili) heeft astronomen nu voor het eerst in staat gesteld om de atmosfeer van deze Jupiter-achtige planeet nader te bestuderen. Prinoth en haar team hebben het licht gemeten dat afkomstig is van de moederster van de planeet en door diens atmosfeer heen schijnt. Daarbij wordt een deel van het sterlicht geabsorbeerd door gassen in de planeetatmosfeer, die daardoor een karakteristieke ‘vingerafdruk’ achterlaten in het spectrum van de ster. Uit deze vingerafdruk leiden de astronomen af dat de atmosfeer van WASP-189b onder meer ijzer, chroom, vanadium, magnesium en mangaan bevat – dit alles in gasvorm uiteraard. Een andere interessante stof die de onderzoekers hebben ontdekt, is titaniumoxide. Deze verbinding speelt in de atmosfeer van WASP-189b mogelijk een vergelijkbare rol als het ozon in de aardatmosfeer. Net als ozon absorbeert titaniumoxide ultraviolette straling. Bij hun analyse van de waarnemingen constateerden de astronomen dat de ‘vingerafdrukken’ van de verschillende gassen in de atmosfeer van WASP-189b enigszins veranderd waren ten opzichte van hun verwachtingen. Ze denken dat deze veranderingen kunnen zijn veroorzaakt door sterke winden en andere processen. Het feit dat de vingerafdrukken van de verschillende gassen op verschillende manieren zijn veranderd, wijst er volgens hen op dat ze in afzonderlijke lagen voorkomen. Tot voor kort gingen astronomen ervan uit dat de atmosferen van extreem hete gasplaneten als WASP-189b min of meer één geheel vormen. Maar het lijkt er nu dus op dat ook de atmosferen van dit soort planeten een complexe driedimensionale structuur kunnen vertonen. (EE)
→ Extreme exoplanet has a complex and exotic atmosphere
14 januari 2022
Drie pas ontdekte exoplaneten draaien gevaarlijk dicht om reuzensterren die het einde van hun leven naderen. Een van de drie grote gasplaneten, ontdekt door NASA-satelliet TESS, zal zelfs al binnen een miljoen jaar door zijn ster worden opgeslokt. De ontdekking is donderdag 13 januari bekendgemaakt op een persconferentie van de American Astronomical Society. Het onfortuinlijke drietal – TOI-2337b, TOI-4329b en TOI-2669b – heeft massa’s uiteenlopend van 0,5 tot 1,7 keer de massa van Jupiter en hun afmetingen variëren van iets kleiner tot meer dan 1,6 keer de grootte van Jupiter. Ook hun dichtheden lopen flink uiteen: van piepschuimachtig tot drie keer de dichtheid van water. Dat wijst erop dat ze van zeer uiteenlopende oorsprong zijn. Volgens hun ontdekkers vormen de drie planeten slechts het topje van de ijsberg. Ze verwachten met TESS nog tientallen of honderden van dit soort ver geëvolueerde planetenstelsels te zullen vinden. De huidige modellen van de planetendynamica suggereren dat planeten naar hun moederster toe spiralen wanneer deze tegen het einde van haar levensduur sterk opzwelt. Tijdens dit proces warmen ook de planeten sterk op, waardoor hun atmosferen sterk kunnen opzwellen. Dit migratieproces zorgt ervoor dat de banen van de planeten rond de moederster dichter bij elkaar komen te liggen, waardoor de kans op onderlinge botsingen toeneemt of zelfs het hele planetenstelsel instabiel wordt. Tot nu toe is bij geen van de onderzochte planeten een duidelijk ‘baanverval’ waargenomen. Maar door de drie planetenstelsels met TESS te blijven volgen, hopen de astronomen meer te weten te komen over het tempo waarin de planeten hun ondergang tegemoet gaan. (EE)
→ Newly-Found Planets On The Edge Of Destruction
13 januari 2022
Astronomen hebben mogelijk een tweede supergrote maan ontdekt die om een planeet ter grootte van Jupiter buiten ons zonnestelsel cirkelt. Als de waarneming wordt bevestigd, zou dat kunnen betekenen dat ‘exomanen’ net zo gewoon zijn in het heelal als exoplaneten. Maar die bevestiging zal nog wel eventjes op zich laten wachten. Ook de eerste waarneming van een mogelijke exomaan, vier jaar geleden, wacht nog steeds op bevestiging, en de verificatie van de nieuwe kandidaat zal vast niet minder lang gaan duren (Nature Astronomy, 13 januari). De nieuwe ontdekking is gedaan onder leiding van David Kipping van de Columbia-universiteit, die in 2017 ook de eerste kandidaat-exomaan rapporteerde. De nieuwe kandidaat draait om de 5500 lichtjaar verre planeet Kepler 1708b. Hij is ongeveer een derde kleiner dan de maan ter grootte van de planeet Neptunus, die Kipping en zijn collega’s bij de planeet Kepler 1625b menen te hebben opgespoord. Beide kandidaat-‘supermanen’ bestaan waarschijnlijk grotendeels uit gas dat zich heeft verzameld onder invloed van hun enorme zwaartekrachtsaantrekking. Mogelijk zijn ze zelfs als planeten ‘geboren’ en nadien pas in omloopbanen om de nog grotere planeten 1625b en 1708b getrokken. Het opsporen van een maan of zelfs een planeet op honderden tot duizenden lichtjaren van de aarde is allesbehalve eenvoudig. Manen en planeten kunnen alleen indirect worden waargenomen als ze voor hun moederster langs trekken, waardoor het licht van de ster met tussenpozen wordt gedimd. Dat resulteert in subtiele fluctuaties in het licht van de ster die – zeker in het geval van een mogelijke exomaan – lastig te interpreteren zijn. Collega-astronomen hebben dan ook hun twijfels over de vermeende ontdekkingen van Kipping en zijn team. (EE)
→ Astronomers find evidence for a second supermoon beyond our solar system
11 januari 2022
Een internationaal team, bestaande uit onderzoekers van de universiteiten van Bern en Genève en het National Centre of Competence in Research (NCCR) PlanetS, is er voor het eerst in geslaagd de vervorming van een exoplaneet te detecteren. Ten gevolge van sterke getijdenkrachten lijkt de planeet WASP-103b meer op een rugbybal dan op een bol (Astronomy & Astrophysics, 11 januari). WASP-103b bevindt zich in het sterrenbeeld Hercules, is bijna twee keer zo groot als Jupiter, heeft anderhalf keer zoveel massa en staat ongeveer vijftig keer dichter bij zijn ster dan de aarde bij de zon. Door die kleine afstand moet de planeet extreem sterke getijdenkrachten ondervinden, maar tot nu was onduidelijk in welke mate dat gevolgen heeft voor zijn vorm. Met behulp van de Europese ruimtetelescoop CHEOPS, die speciaal is ontwikkeld om de afmetingen van reeds bekende exoplaneten te meten, is het nu gelukt om de vorm van WASP-103b te bepalen. Daarbij hebben de astronomen gebruik gemaakt van het feit dat de planeet het licht van zijn moederster telkens een beetje dimt wanneer hij ervoor langs trekt. Door een reeks van deze planeetovergangen of ‘transits’ te observeren, konden zij vaststellen dat de exoplaneet – zoals verwacht – een uitgerekte vorm heeft. Uit de onderzoeksgegevens kunnen niet alleen conclusies worden getrokken over de vorm van WASP-103b, maar ook over zijn inwendige. Het is de astronomen namelijk tevens gelukt om uit de door de planeet veroorzaakte helderheidsdips een parameter af te leiden die het ‘Love-getal’ wordt genoemd (naar de Britse wiskundige Augustus E.H. Love). Dit getal geeft aan hoe gevoelig een planeet is voor vervormingen onder invloed van getijdenkrachten. Daarbij geldt dat een rotsachtig hemellichaam veel minder wordt vervormd dan een object dat grotendeels uit gas of water bestaat. Gebleken is dat het Love-getal van WASP-103b op dat van Jupiter lijkt – de grootste gasplaneet van ons zonnestelsel. Dit suggereert dat de inwendige structuur van de exoplaneet vergelijkbaar is met die van Jupiter, ook al is hij tweemaal zo groot. (EE)
→ CHEOPS reveals a rugby ball-shaped exoplanet
7 januari 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Nicole Schanche van de Universiteit van Bern (Zwitserland), heeft een exoplaneet ontdekt die in een sterk excentrische baan om een 188 lichtjaar verre rode dwergster draait (Astronomy & Astrophysics, 7 januari). Planeet TOI-2257 b werd voor het eerst opgemerkt in data van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). De gaten tussen de verschillende detecties van de planeet waren echter dermate groot, dat lang onduidelijk bleef wat zijn omlooptijd is. Dankzij waarnemingen met de Las Cumbres Observatory Global Telescope – een wereldwijd netwerk van telescopen – is nu vast komen te staan dat elke omloop van TOI-2257 b om zijn ster iets meer dan 35 dagen duurt. Uit deze korte omlooptijd volgt dat de gemiddelde afstand van de planeet tot zijn ster slechts ongeveer 20 miljoen kilometer bedraagt – minder dan de helft van de afstand tussen de zon en Mercurius, de hete binnenste planeet van ons zonnestelsel. Maar omdat een rode dwergster veel minder licht en warmte uitstraalt dan onze zon, zou de temperatuur op TOI-2257 b toch gematigd genoeg kunnen zijn voor de aanwezigheid van vloeibaar oppervlaktewater. Heel waarschijnlijk is dat echter niet. De omloopbaan van TOI-2257 b is namelijk niet cirkelvormig, maar zeer elliptisch. Hierdoor vertoont zijn temperatuur sterke variaties: in het verste punt van zijn baan daalt het kwik tot -80°C en in het meest nabije punt stijgt de temperatuur tot ongeveer 100°C. Daarbij komt nog dat de planeet ruim tweemaal zo groot is als de aarde en waarschijnlijk is gehuld in een dichte atmosfeer. ‘Leefbaar’ kun je deze ‘sub-Neptunus’ (een relatief kleine planeet met een Neptunus-achtige atmosfeer) dus bepaald niet noemen. Van alle exoplaneten die tot nu toe bij rode dwergsterren zijn ontdekt heeft TOI-2257 b de meest langgerekte omloopbaan. Volgens Schanche en haar team kan dit erop wijzen dat zich op grotere afstand van de ster nog een zwaardere planeet bevindt die de baan van TOI-2257 b verstoort. Vervolgwaarnemingen zullen daar mogelijk duidelijkheid over kunnen geven. (EE)
→ Eccentric exoplanet discovered
22 december 2021
Solitaire planeten zijn moeilijk vindbare kosmische objecten met massa’s die vergelijkbaar zijn met die van de planeten in ons zonnestelsel, maar die niet in een baan om een ster draaien: ze zwerven vrij rond. Tot nu toe waren er niet veel bekend, maar een team van astronomen heeft, met behulp van gegevens van verschillende telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en andere faciliteiten, minstens zeventig nieuwe solitaire planeten in ons Melkwegstelsel ontdekt (Nature Astronomy, 23 december). Solitaire planeten hebben geen ster in hun omgeving, en laten zich normaal gesproken niet in beeld brengen. Een team onder leiding van Núria Miret-Roig van het Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Frankrijk, is het nu echter toch gelukt. Miret-Roig en haar team hebben gebruikgemaakt van het feit dat deze planeten de eerste paar miljoen jaar na hun ontstaan nog heet genoeg zijn om te gloeien, waardoor ze rechtstreeks waarneembaar zijn met de gevoelige (infrarood)camera’s van grote telescopen. In een nabij stervormingsgebied in de sterrenbeelden Schorpioen en Slangendrager hebben ze daarmee minstens zeventig nieuwe solitaire planeten opgespoord met massa’s die vergelijkbaar zijn met die van Jupiter. Volgens de astronomen is dat nog maar het topje van de ijsberg: er zouden miljarden reuzenplaneten in ons Melkwegstelsel kunnen rondzwerven. Bij de opsporing van deze solitaire planeten hebben de astronomen gegevens uitgeplozen die verspreid over een periode van ongeveer twintig jaar met een aantal telescopen op de grond en in de ruimte zijn verzameld. Daarnaast zijn ook gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia gebruikt. Door de nu ontdekte solitaire planeten te bestuderen, kunnen astronomen wellicht aanwijzingen vinden over hoe deze mysterieuze objecten ontstaan. Sommige wetenschappers denken dat solitaire planeten zijn gevormd door het samentrekken van een gaswolk die te klein was om tot de vorming van een ster te leiden. Een andere mogelijkheid is dat ze vanuit planetenstelsels weggeslingerd zijn. Maar welk mechanisme waarschijnlijker is, blijft onduidelijk. (EE)
→ Volledig persbericht
21 december 2021
De forse exoplaneet HAT-P-11 heeft hoogstwaarschijnlijk een sterk magnetisch veld. Dat volgt uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, uitgevoerd door een onderzoeksteam onder leiding van Lotfi Ben-Jaffel van het Institut d’Astrophysique de Paris. Het is voor het eerst dat de signatuur van een magnetisch veld bij een planeet buiten ons zonnestelsel is waargenomen. Magnetische velden spelen een cruciale rol bij de bescherming van planeetatmosferen (Nature Astronomy, 16 december). Ben-Jaffel en zijn collega’s gebruikten de ruimtetelescoop om HAT-P-11b, een planeet ter grootte van een Neptunus op 123 lichtjaar van de aarde, zes keer voor zijn moederster langs te zien bewegen. De waarnemingen van deze planeetovergangen of ‘transits’ zijn gedaan in het ultraviolette deel van het spectrum. Bij dit onderzoek heeft ‘Hubble’ koolstofionen geregistreerd - geladen deeltjes die gevoelig zijn voor magnetische velden - die deel uitmaken van de zogeheten magnetosfeer van de planeet. Een magnetosfeer is het gebied rond een planeet dat het resultaat is van de interactie van de planeet met de zonnewind van zijn moederster. Een sterk magnetisch veld beschermt de atmosfeer en het oppervlak van een planeet tegen de energierijke deeltjes waaruit de zonnewind bestaat. De ontdekking van een uitgestrekt gebied van geladen koolstofdeeltjes rond HAT-P-11b, die in een lange ‘staart’ wegstromen, laten zich het best verklaren met een magnetisch veld. De deeltjes in de minstens 150 miljoen kilometer lange ’magnetostaart’ hebben snelheden van 100.000 km/uur. In fysisch opzicht verschilt de magnetosfeer van HAT-P-11b niet wezenlijk van die van onze aarde. Maar omdat de exoplaneet zich twintig keer zo dicht bij zijn moederster bevindt als de aarde bij de zon, warmt het bovenste deel van zijn atmosfeer zo sterk op, dat zij als het ware ‘wegkookt’. Daaraan heeft de planeet zijn magnetostaart te danken. De astronomen hebben ook ontdekt dat het metaalgehalte van de atmosfeer van HAT-P-11b – de hoeveelheid chemische elementen zwaarder dan waterstof en helium – lager is dan verwacht. In ons zonnestelsel zijn de ijzige gasplaneten Neptunus en Uranus rijk aan metalen, maar hun magnetische velden zijn heel zwak. De veel grotere gasplaneten Jupiter en Saturnus hebben een laag metaalgehalte en sterke magnetische velden, net als HAT-P-11b. De onderzoekers vermoeden dan ook dat HAT-P-11b, die twaalf keer zo weinig massa heeft als Jupiter, meer op een mini-Jupiter lijkt dan op een Neptunus-achtige planeet. (EE)
→ Astronomers Detect Signature of Magnetic Field on an Exoplanet
8 december 2021
De Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een opname gemaakt van een planeet die om b Centauri draait – een dubbelster die met het blote oog waarneembaar is. De planeet draait in een zeer wijde baan om het stersysteem (Nature, 9 december). Het dubbelstersysteem b Centauri (ook bekend als HIP 71865), dat op een afstand van ongeveer 325 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus staat, heeft minstens zes keer zoveel massa als de zon en is daarmee verreweg het zwaarste stersysteem waarbij de aanwezigheid van een planeet is aangetoond. Tot nu toe waren er nog geen planeten waargenomen bij sterren van meer dan drie zonsmassa’s. De meeste zware sterren zijn tevens erg heet, en deze dubbelster vormt daar geen uitzondering op. Zijn hoofdster is een zogeheten type B-ster die meer dan drie keer zo heet is als de zon. Dankzij die zinderende temperatuur zendt hij grote hoeveelheden ultraviolette en röntgenstraling uit. De grote massa en de hitte van dit soort sterren hebben een sterke invloed op het omringende gas, dat de vorming van planeten zou moeten tegengaan. Naarmate een ster heter is, produceert hij meer energierijke straling, waardoor het omringende materiaal sneller verdampt. De nieuwe ontdekking toont echter aan dat zich in zulke heftige stersystemen wel degelijk planeten kunnen vormen – iets wat tot nu toe onwaarschijnlijk werd geacht. De nu ontdekte planeet, b Centauri (AB)b of b Centauri b genaamd, heeft tien keer zoveel massa als Jupiter en is daarmee een van de zwaarste planeten die ooit zijn ontdekt. Bovendien beweegt hij om het stersysteem in een van de wijdste omloopbanen die ooit zijn gezien, op een afstand die maar liefst honderd keer zo groot is als de afstand van Jupiter tot de zon. Deze grote afstand tot het centrale sterrenpaar zou wel eens doorslaggevend kunnen zijn geweest voor het overleven van de planeet. Met ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die later dit decennium zijn eerste waarnemingen zal doen, hopen astronomen meer te weten komen over deze ‘extreme’ planeet. (EE)
→ Volledig persbericht
2 december 2021
Een internationaal team van 78 onderzoekers, onder leiding van Kristine W.F. Lam en Szilárd Csizmadia van het Institut für Planetenforschung in Berlijn, heeft een uitzonderlijk lichte exoplaneet ontdekt. De ruim 9000 kilometer grote planeet, met de aanduiding GJ 367 b, heeft half zoveel massa als de aarde en doet slechts ongeveer acht uur over één omloop om zijn moederster. Hij is bijna 31 lichtjaar van ons verwijderd (Science, 2 december). GJ 367 b behoort niet alleen tot de lichtste van de bijna 5000 exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, met een omlooptijd van slechts een derde aardse dag is hij is ook een van de snelst bewegende. Uit de combinatie van zijn massa en omvang leiden de wetenschappers af dat het om een rotsachtige planeet gaat, die ongeveer dezelfde dichtheid heeft als Mercurius, de binnenste planeet van ons eigen zonnestelsel. Dat suggereert dat hij, net als Mercurius, een grote ijzerkern heeft. Net als de meeste andere exoplaneten is GJ 367 b ontdekt doordat hij van ons uit gezien met regelmatige tussenpozen voor zijn moederster langs schuift. Dit resulteert in regelmatige dipjes in de helderheid van de ster, die door NASA-satelliet TESS zijn geregistreerd. De massa van de planeet is bepaald met het HARPS-instrument van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili, waarmee kan worden gemeten hoe sterk moederster GJ 367 b door de aanwezigheid van de planeet aan het schommelen wordt gebracht. Het is niet voor het eerst dat een exoplaneet met een omlooptijd van minder dan 24 uur is ontdekt, maar tot nu toe is nog maar een handjevol van deze ‘snellopers’ bekend. Hoe deze ultrasnelle planeten zijn ontstaan is nog onduidelijk. Hoe dan ook: erg vriendelijk zijn de omstandigheden op GJ 367 b niet. Door de nabijheid van de moederster – een rode dwerg die ongeveer half zo groot is als de zon – kan de temperatuur op zijn oppervlak oplopen tot 1500 graden Celsius. (EE)
→ Ultra-light and super-fast - Discovery of sub-Earth planet GJ 367b
18 november 2021
In 2016 ontdekten astronomen een aarde-achtige planeet die binnen de ‘leefbare zone’ om Proxima Centauri – de dichtstbijzijnde buur van onze zon – cirkelt. Er bestond hoop dat deze planeet, Proxima b, geschikt zou zijn voor de zoektocht naar chemische sporen van buitenaards leven. Maar een nieuwe analyse van gegevens van NASA-satelliet TESS wijst erop dat het – ondanks zijn relatief kleine afstand van ruim vier lichtjaar – heel moeilijk zal zijn om de planeet op de aanwezigheid van leven te onderzoeken (Universe Today, 17 november). Om te kunnen vaststellen of er leven mogelijk is op Proxima b, moeten astronomen diens atmosfeer kunnen analyseren. En dat is alleen mogelijk als de planeet kan worden waargenomen op momenten dat hij voor zijn moederster langs beweegt, en het licht de ster door zijn atmosfeer heen schijnt. Nieuw onderzoek door Emily Gilbert van de Universiteit van Chicago heeft nu echter laten zien dat het baanvlak van de planeet blijkbaar zodanig georiënteerd is, dat er van ons uit gezien geen planeetovergangen of transits optreden. Proxima b is destijds ontdekt met een techniek die de radiale-snelheidsmethode wordt genoemd. Met behulp van deze techniek kunnen de kleine schommelingen worden gedetecteerd die een ster vertoont wanneer er een planeet omheen draait. Deze schommelingen zijn het gevolg van de zwaartekrachtsaantrekking van de planeet, en kunnen worden gebruikt om diens massa te schatten. In het geval van Proxima b hebben astronomen kunnen vaststellen dat diens massa 1,24 tot 2,06 aardmassa’s bedraagt. Dat doet vermoeden dat de Proxima b in principe groot genoeg is om waarneembare helderheidsdipjes in het licht van zijn moederster te veroorzaken, maar alleen als er van ons uit ook daadwerkelijk planeetovergangen waarneembaar zijn. De eerste pogingen om zulke dipjes te registreren gaven wisselende resultaten te zien. Dat had voor een belangrijk deel te maken met het wispelturige gedrag van de ster Proxima Centauri, die geregeld uitbarstingen vertoont die óók in helderheidsvariaties resulteren. Bij hun nieuwe onderzoek hebben Gilbert en haar team nu algoritmes gebruikt waarmee de helderheidsfluctuaties van de ster Proxima uit de data van TESS kunnen worden ‘weggepoetst’. Vervolgens is het resterende ‘signaal’ van de ster onderzocht op de regelmatig optredende dipjes die karakteristiek zijn voor planeetovergangen. En die zijn niet aangetroffen. Dat betekent dat we het licht van moederster Proxima nooit door de atmosfeer van Proxima b zien schijnen – de meest voor de hand liggende manier om de chemische samenstelling van diens atmosfeer te bepalen. Toch is nader onderzoek van de Proxima b niet helemaal onmogelijk: met de nieuwe grote telescopen die de komende jaren op aarde en in de ruimte in gebruik worden genomen, zal het wellicht mogelijk zijn om Proxima b rechtstreeks te fotograferen. Ook op die manier kunnen astronomen meer te weten komen over zijn gesteldheid. (EE)
→ Maybe There’s No Way to Tell if Habitable Planets Orbit Proxima Centauri… Yet!
11 november 2021
Met behulp van een nieuwe techniek, mede ontwikkeld door Nader Haghighipour van het Planetary Science Institute, hebben astronomen een exoplaneet kunnen ontdekken die om twee ‘zonnen’ draait (The Astronomical Journal, 10 november). Het opsporen van zo’n ‘circumbinaire’ planeet is veel gecompliceerder dan het detecteren van planeten die om enkelvoudige sterren draaien. Doorgaans gebeurt dat met behulp van een methode die transit-fotometrie wordt genoemd. Bij deze methode worden sterren onderzocht op periodiek optredende helderheidsdipjes, die worden veroorzaakt door planeten waarvan de omloopbanen zodanig zijn georiënteerd dat ze van ons uit gezien met regelmatige tussenpozen voor hun ster langs schuiven. Om de baan van zo’n planeet nauwkeurig te kunnen bepalen, moeten minstens drie van deze transits of planeetovergangen worden waargenomen. Maar bij een planeet die om een dubbelster draait ligt dat ingewikkelder, omdat de planeet eerst voor de ene en dan voor de andere langs kan schuiven. Daarbij komt nog dat de omlooptijden van circumbinaire planeten altijd veel langer zijn dan de omlooptijd van de twee om elkaar wentelende sterren. Dat betekent dat astronomen de dubbelster gedurende een langere periode moeten observeren om drie planeetovergangen te kunnen waarnemen. Voor de inmiddels uitgeschakelde Kepler-ruimtetelescoop was dit geen probleem: die keek 3,5 jaar lang naar één bepaald hemelgebied keek. Maar zijn opvolger TESS speurt bijna de hele hemel af, en neemt elk stukje hemel slechts 27 dagen achtereen waar – en dat eenmalig. Dat maakt het eigenlijk onmogelijk voor TESS om drie overgangen van één planeet te registreren. Nader Haghighipour en zijn collega’s hebben in 2020 echter een nieuwe techniek bedacht waarmee zij toch circumbinaire planeten kunnen opsporen in gegevens van TESS. Voorwaarde is wel dat de planeet tijdens de 27 dagen durende waarneming twee overgangen voltooid, waarbij elke ster één keer wordt gepasseerd. En nu hebben ze op die manier inderdaad een nieuwe circumbinaire planeet kunnen opsporen. De planeet heeft de aanduiding TIC 172900988b gekregen. Hij draait om een dubbelster bestaande uit twee zonachtige sterren die net iets groter en zwaarder zijn dan onze zon. Hun circumbinaire planeet heeft een omlooptijd van ruwweg 200 dagen en is ongeveer zo groot als de planeet Jupiter. (EE)
→ Circumbinary Planet Discovered by TESS Validates New Detection Technique
3 november 2021
Astronomen hebben duizenden planeten ontdekt die om sterren in ons Melkwegstelsel draaien – zogeheten exoplaneten. Waar deze planeten uit bestaan laat zich echter niet of nauwelijks rechtstreeks vaststellen. Bij wijze van ‘workaround’ hebben astronoom Siyi Xu (NOIRlab) en geoloog Keith Putirka (California State University in Fresno) de atmosferen van zogeheten vervuilde witte dwergen onderzocht. Hun resultaten wijzen erop dat rotsachtige exoplaneten een grote mineralogische verscheidenheid vertonen (Nature Communications, 2 november). Vervuilde witte dwergen zijn de compacte, ingestorte kernen van uitgedoofde zonachtige sterren die materiaal bevatten van planeten, planetoïden of andere rotsachtige objecten die ooit om de ster hebben gedraaid, maar uiteindelijk in de witte dwerg zijn beland. Door te zoeken naar elementen die van nature niet in de atmosfeer van een witte dwerg voorkomen (eigenlijk zo’n beetje alles behalve waterstof en helium), kunnen wetenschappers achterhalen waar de rotsachtige objecten uit hebben bestaan. Xu en Putirka hebben van 23 vervuilde witte dwergen nauwkeurige spectra opgenomen met behulp van de High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) van de Keck-sterrenwacht op Maunakea (Hawaï), de Hubble-ruimtelescoop en andere telescopen. Aan de hand van deze gegevens hebben ze vastgesteld hoeveel calcium, silicium, magnesium en ijzer de witte dwergen bevatten, en daaruit afgeleid wat hun mineralogische samenstelling moet zijn geweest. Ze ontdekten dat de vervuilde witte dwergen veel uiteenlopendere samenstellingen vertonen dan de rotsachtige binnenplaneten van ons eigen zonnestelsel. Dat wijst erop dat hun exoplaneten een grotere variëteit aan gesteentensoorten hebben vertoond. In sommige gevallen waren de gemeten samenstellingen zelfs dermate exotisch, dat er nieuwe namen voor moesten worden bedacht. Sommige van de gesteentensoorten die uit de gegevens van de witte dwergen voortkomen zouden gemakkelijker oplosbaar zijn in water dan hun aardse tegenhangers, en dat zou invloed kunnen hebben gehad op de ontwikkeling van oceanen. Andere soorten zouden bij veel lagere temperaturen kunnen smelten en een dikkere korst kunnen vormen dan aardse gesteenten, of juist breekbaarder zijn waardoor er gemakkelijker platentektoniek op gang komt. De hoge magnesiumconcentraties en lage siliciumconcentraties die Xiu en Putirka in de atmosferen van de witte dwergen hebben gemeten wijzen erop dat het ontdekte rotsachtige materiaal waarschijnlijk niet uit de korst van de voormalige planeten afkomstig was, maar uit hun dieper gelegen mantel. De waarnemingen sluiten echter niet volledig uit dat de planeten een continentale korst of andere korsttypen hadden. (EE)
→ Rocky Exoplanets Are Even Stranger Than We Thought
28 oktober 2021
Nieuw onderzoek toont aan dat chemische stoffen in de atmosfeer van een exoplaneet aanwijzingen kunnen geven over de omstandigheden op diens oppervlak. De techniek kan worden gebruikt bij de zoektocht naar potentieel leefbare exoplaneten – planeten met gematigde temperaturen en vloeibaar water aan hun oppervlak. In ons zonnestelsel zijn planeten ofwel klein en rotsachtig, zoals de aarde, of groot en rijk aan (bevroren) gassen, zoals Neptunus. Maar bij andere sterren hebben astronomen planeten gevonden die daar tussenin zitten: werelden die iets groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus. Deze planeten kunnen een rotsachtig oppervlak hebben of oceanen van vloeibaar water, maar de meeste hebben waarschijnlijk een atmosfeer die vele malen dikker is dan die van de aarde en ondoorzichtig is. Bij het nieuwe onderzoek, dat geaccepteerd is voor publicatie in het vaktijdschrift Astrophysical Journal Letters, laten wetenschappers zien dat de chemische samenstelling van die atmosfeer informatie kan geven over wat daaronder ligt – met name welke planeten te heet zijn om oceanen op hun oppervlak te hebben. Het gaat daarbij om exoplaneten die 1,7 tot 3,5 maal zo groot zijn als de aarde. Dergelijke planeten worden ook wel sub-Neptunussen genoemd (de planeet Neptunus zelf is vier keer zo groot als de aarde). Een dikke atmosfeer op een sub-Neptunus zou warmte vasthouden en de oppervlaktetemperatuur doen stijgen. Als deze atmosfeer een bepaalde drempel overschrijdt - ongeveer 770 graden Celsius - bereikt zij een toestand die thermochemisch evenwicht wordt genoemd, en verandert haar chemische profiel. Nadat het evenwicht is bereikt – en ervan uitgaande dat de planeetatmosfeer voornamelijk uit waterstof bestaat (wat kenmerkend is voor gasvormige exoplaneten) – zullen koolstof en stikstof voornamelijk voorkomen in de vorm van methaan en ammoniak. In een koelere, dunnere atmosfeer, waarin geen thermochemisch evenwicht tot stand is gekomen, ontbreken deze chemische verbindingen bijna volkomen. In dat geval zouden de overheersende vormen van koolstof en stikstof uit koolstofdioxide en moleculaire stikstof bestaan. Volgens de onderzoekers zou een oceaan met vloeibaar water onder de atmosfeer nog meer sporen achterlaten, waaronder de afwezigheid van atmosferische ammoniak, die oplosbaar is in water. Bovendien zou er dan meer koolstofdioxide dan koolstofmonoxide in de atmosfeer aantoonbaar moeten zijn. Een atmosfeer in evenwicht zou juist rijker zijn aan koolstofmonoxide en veel te heet voor leven. NASA’s nieuwe Webb-ruimtetelescoop, die op 18 december wordt gelanceerd, heeft een spectrometer aan boord waarmee de atmosferen van exoplaneten onderzocht kunnen worden. De gegevens die dit oplevert zullen worden gebruikt om planeten op te sporen die interessant zijn voor nader onderzoek. (EE)
→ How to Find Hidden Oceans on Distant Worlds? Use Chemistry
25 oktober 2021
Astronomen hebben wellicht een planeet ontdekt die om een ster draait die zich ver buiten ons eigen Melkwegstelsel bevindt. De mogelijke ontdekking is gedaan met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra die het heelal op röntgengolflengten waarneemt (Nature Astronomy, 25 oktober). De kandidaat-exoplaneet bevindt zich in het spiraalstelsel M51, dat vanwege zijn markante vorm ook wel het Draaikolkstelsel wordt genoemd, en is ongeveer 28 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Vanwege deze grote afstand is de planeet niet rechtstreeks waarneembaar, maar het stersysteem waar hij deel van uitmaakt wel. Het betreft een zogeheten röntgendubbelster: een object bestaande uit een neutronenster of zwart gat die gas aantrekt van een begeleidende ster. De materie die zich rond de neutronenster of het zwarte gat ophoopt, wordt daarbij dermate heet dat zij röntgenstraling gaat uitzenden. Omdat het gebied dat heldere röntgenstraling produceert klein is, zou een planeet die er vanaf de aarde gezien voorlangs trekt alle of bijna röntgenstraling tegenhouden. En dat is precies wat een onderzoeksteam onder leiding van Rosanne Di Stefano van het Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts (VS), nu heeft waargenomen: een drie uur durende dip in de röntgenhelderheid van de dubbelster M51-ULS-1. De waargenomen röntgendip is verklaarbaar als een forse planeet, ongeveer zo groot als Saturnus, in een wijde baan om de neutronenster of het zwarte gat cirkelt. Maar veel meer dan een hypothese is dit momenteel niet. Om zekerheid te krijgen over het bestaan van deze planeet zou een hele reeks van planeetovergangen (met bijbehorende röntgendips) moeten worden waargenomen. En het probleem is dat het nog tientallen jaren kan duren voordat het verschijnsel zich herhaalt. Bovendien laat zich op basis van één waarneming niet precies voorspellen wanneer de volgende verduistering van de röntgenbron zal plaatsvinden. Ook staat het nog niet echt vast dat de röntgendip die in M51-ULS-1 is waargenomen door een voorlangs trekkende planeet is veroorzaakt. Het kan eventueel ook een gaswolk zijn geweest, al lijken de gegevens eerder in een richting van een planeet te wijzen. Hoe dan ook: als er zich inderdaad een planeet in dit dubbelstersysteem bevindt, heeft deze een tumultueuze periode achter de rug. Hij zou dan de supernova-explosie moeten hebben doorstaan, die tot de vorming van de centrale neutronenster of het centrale zwarte gat heeft geleid. En zijn toekomst ziet er al even schokkend uit, want de begeleidende ster kan straks ook als supernova exploderen en de planeet nogmaals met intense straling bestoken. (EE)
→ Chandra Sees Evidence for Possible Planet in Another Galaxy
25 oktober 2021
In het voorjaar van 2019 registreerden astronomen een intrigerend radiosignaal dat ruwweg uit de richting van Proxima Centauri kwam – een kleine naaste buur van de zon waar twee planeten omheen draaien. Het radiosignaal, met een frequentie van vrijwel exact 980 megahertz, werd opgepikt met de Parkes-radiotelescoop in Australië en kreeg de aanduiding BLC1. Hoewel er niet zo snel een plausibele verklaring voor het signaal werd gevonden, hamerden de ontdekkers er van het begin af aan al op dat het vrijwel zeker geen levensteken was geweest van een buitenaardse beschaving. Nader onderzoek heeft dat nu bevestigd: het signaal was vrijwel zeker afkomstig van aardse elektronica (Nature Astronomy, 25 oktober). Tot die conclusie komt Sofia Sheikh, postdoc bij het Breakthrough Listen-team aan de Universiteit van Californië te Berkeley. Sheikh heeft een grote dataset van signalen uitgeplozen die op uiteenlopende momenten zijn geregistreerd. Daarbij ontdekte ze ongeveer zestig andere signalen die sterke overeenkomsten vertonen met BLC1. Maar anders dan laatstgenoemde waren deze signalen ook zichtbaar op momenten dat de radiotelescoop niet op Proxima was gericht. Daaruit kan in elk geval worden geconcludeerd dat het gros van de ‘intrigerende’ signalen die door de Parkes-radiotelescoop worden opgepikt in de naaste omgeving worden opgewekt, en door de mens worden veroorzaakt. Ook het feit dat deze signalen optreden op frequenties die veelvouden zijn van de frequenties die door allerlei moderne elektronica worden gebruikt, wijst daarop. Onduidelijk blijft waarom alleen BLC1, in tegenstelling tot die andere signalen, niet werd gedetecteerd toen de radiotelescoop niet op Proxima was gericht. Dat is vreemd, maar ook weer niet zo vreemd dat de bron ervan bij aliens moet worden gezocht: er worden vele miljoenen detecties gedaan en bij de verwerking ervan kan gemakkelijk iets misgaan. Hoe dan ook gaat het Breakthrough Listen-project gewoon door met het ‘afluisteren’ van Proxima Centauri en andere sterren waar planeten omheen cirkelen. Want je weet maar nooit… (EE)
→ Breakthrough Listen Releases Analysis of Previously Detected Signal
20 oktober 2021
In jonge planetenstelsels vinden talrijke botsingen plaats. Vanwege hun grote afstanden zijn deze botsingen echter moeilijk waarneembaar. Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van planeetwetenschapper Tajana Schneiderman van het Massachusetts Institute of Technology, denkt nu echter toch bewijs te hebben gevonden voor een botsing die heeft plaatsgevonden in een stersysteem op ‘slechts’ 95 lichtjaar van de aarde. De moederster van dat systeem, HD 172555 geheten, is ongeveer 23 miljoen jaar oud en omringd door een schijf van gas en stof, waarin sporen van de botsing zijn aangetroffen (Nature, 20 oktober). HD 172555 staat al geruime tijd onder belangstelling van astronomen, omdat het stof in haar schijf een ongewone samenstelling vertoont. Uit waarnemingen blijkt dat dit stof grote hoeveelheden ongebruikelijke mineralen bevat, in de vorm van korreltjes die veel fijner zijn wat doorgaans in zo’n stellaire ‘puinschijf’ wordt aangetroffen. Schneiderman en haar collega’s hebben nu in gegevens van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili voor het eerst ook koolmonoxide in de schijf van HD 172555 weten aan te tonen. Daarbij hebben ze vastgesteld dat dit gas in grote hoeveelheden rond de ster cirkelt – tot op verrassend kleine afstand daarvan zelfs: ruwweg tien keer de afstand zon-aarde. Dat laatste is opmerkelijk, omdat koolmonoxide-moleculen normaal gesproken gevoelig zijn voor fotodissociatie: ze worden afgebroken door de intense straling van een ster. Op geringe afstand van HD 172555 zou dus eigenlijk maar heel weinig koolmonoxide te vinden mogen zijn. Op zoek naar een verklaring hebben de onderzoekers diverse scenario’s doorgerekend. Een scenario waarin het gas afkomstig is van de brokstukken van een pas gevormde ster werd al snel uitgesloten, evenals een scenario waarin het gas zou zijn geproduceerd door een gordel van ijzige planetoïden die zich dichtbij de ster bevonden. Ze overwogen ook een scenario waarin het gas zou zijn uitgestoten door talrijke kometen, maar ook deze oplossing was niet goed in overeenstemming met de ALMA-gegevens. Het enige scenario dat wel voldoet, is dat van een kolossale inslag op een jonge planeet-in-wording. Volgens het team is het aangetroffen koolmonoxidegas vrijgekomen bij een inslag die minstens 200.000 jaar geleden heeft plaatsgevonden – zo recent dat de ster nog niet de tijd heeft gehad om het gas volledig afgebroken. Gelet op de overvloed aan gas moet de inslag echt enorm zijn geweest. Waarschijnlijk zijn twee proto-planeten – ruwweg ter grootte van de aarde – met elkaar in botsing gekomen. En daarbij zou één van beide zijn koolmonoxide-rijke atmosfeer zijn kwijtgeraakt. (EE)
→ Astronomers detect signs of an atmosphere stripped from a planet in a giant impact
15 oktober 2021
Een team van wetenschappers, onder leiding van het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) in Portugal, heeft empirisch bewijs gevonden voor het al langer bestaande vermoeden dat er een verband bestaat tussen de samenstelling van planeten en hun moederster. De relatie is echter niet zo strikt als verwacht (Science, 15 oktober). Sterren en planeten ontstaan uit een en dezelfde wolk kosmische gas en stof. Tijdens dat vormingsproces condenseert een deel van dat materiaal tot rotsachtige planeten, de rest komt ofwel in de ster terecht of wordt opgenomen door gasvormige planeten. Het ligt dus voor de hand om te veronderstellen dat er een verband bestaat tussen de samenstelling van sterren en hun planeten. Om te bepalen of de samenstellingen van sterren en hun planeten ook werkelijk met elkaar in verband staan, hebben de wetenschappers nauwkeurige metingen van beide vergeleken. Van de sterren werd het door hen uitgezonden licht gemeten, dat de karakteristieke spectroscopische vingerafdruk van hun samenstelling vertoont. De samenstelling van de rotsachtige planeten werd indirect bepaald: hun dichtheden en samenstellingen werden afgeleid uit hun gemeten massa en afmetingen. Pas sinds kort zijn er voldoende exoplaneten zo nauwkeurig gemeten dat zinvol onderzoek van dit soort mogelijk is. De resultaten laten zien dat de heersende veronderstellingen over de samenstelling van sterren en planeten niet fundamenteel onjuist waren: de samenstelling van rotsachtige planeten vertoont in grote lijnen inderdaad een nauw verband met de samenstelling van hun moederster. Maar helemaal één-op-één is die relatie niet: sommige planeten blijken namelijk meer ijzer te bevatten dan hun ster. Volgens de astronomen zou deze afwijking te wijten kunnen zijn aan de reusachtige inslagen waar planeten-in-wording aan blootstaan. Daardoor zou een deel van de buitenste, lichtere materialen van de planeet worden afgebroken, terwijl de dichtere ijzerkern onaangetast blijft. Wat overblijft is een planeet met een verhoogd ijzeraandeel. (EE)
→ The planet does not fall far from the star
14 oktober 2021
Astronomen hebben een planetenstelsel gevonden dat een kijkje geeft in de verre toekomst van ons eigen zonnestelsel. Het stelsel, dat ontdekt is met behulp van de Keck-sterrenwacht op Hawaï bestaat uit een Jupiter-achtige planeet in een Jupiter-achtige omloopbaan die rond een witte dwergster cirkelt. Het duo bevindt zich op een afstand van 6500 lichtjaar in de richting van het Melkwegcentrum (Nature, 14 oktober). Een witte dwerg is het eindresultaat van de evolutie van een ster zoals onze zon. In de eindfase van hun bestaan verbruiken zulke sterren de laatste restjes waterstof in hun kern en zwellen ze sterk op. Daarna stort de ster in elkaar en krimpt hij ineen tot een witte dwerg – een compact heet object, ongeveer zo groot als onze aarde, maar altijd nog minstens half zo zwaar als onze zon. Omdat witte dwergen geen ‘brandstof’ meer hebben om helder te stralen, geven ze weinig licht en zijn ze moeilijk te detecteren. Keck-opnamen, gemaakt met een camera die gevoelig is voor nabij-infrarood licht, laten zien dat de recent ontdekte witte dwerg ongeveer zestig procent van de massa van de zon heeft en dat zijn overlevende planeet een reusachtige gaswereld is die ongeveer veertig procent zwaarder is dan Jupiter. De planeet is ontdekt via een verschijnsel dat gravitationele microlensing wordt genoemd. Dit fenomeen treedt op wanneer een ster dichter bij de aarde even op één lijn staat met een ster die verder weg staat. Op dat moment fungeert de zwaartekracht van de voorgrondster als een lens die het licht van de achtergrondster versterkt. Als er een planeet rond de nabije ster draait, kan ook deze ervoor zorgen dat de achtergrondster eventjes oplicht. Uit het feit dat de ster waar de aldus ontdekte planeet omheen draait heel zwak is, leiden de astronomen af dat het om een witte dwergster moet gaan. De planeet heeft dus het opzwellen van zijn voormalige moederster goed doorstaan. Dit bewijst dat planeten die zich op voldoende afstand bevinden de dood van hun sterren kunnen overleven. Voor de aarde ziet de verre toekomst er minder rooskleurig uit, omdat onze planeet zich veel dichter bij de zon bevindt en over vijf miljard jaar mogelijk door deze wordt opgeslokt. De mensheid zou dan naar bijvoorbeeld een van de manen van Jupiter of Saturnus kunnen verhuizen, maar daar wordt het dan nog veel kouder dan het nu al is. (EE)
→ A Crystal Ball Into Our Solar System’s Future
15 september 2021
De protoplanetaire schijven rond pasgeboren sterren - platte, ronddraaiende schijven van gas- en stofdeeltjes waarin planeten samenklonteren - zijn rijk aan organische (koolstofhoudende) moleculen. Dat blijkt uit gedetailleerde waarnemingen van het ALMA-observatorium in Noord-Chili.
ALMA (Atacama Large Millimeter-submillimeter Array) bestudeerde de protoplanetaire schijven van vijf jonge, relatief nabijgelegen sterren: IM Lupi, GM Aurigae, AS209, HD163296 en MWC480. Dankzij de hoge gevoeligheid en de scherpe blik van ALMA kon de verdeling van verschillende eenvoudige en complexere organische moleculen in kaart worden gebracht. De waarnemingen zijn verricht in het kader van het MAPS-programma (Molecules with ALMA at Planet-forming Scales), dat onder leiding staat van Karin Öberg van het Center for Astrophysics in Cambridge (Massachusetts). De resultaten zijn gepubliceerd in een reeks artikelen in The Astrophysical Journal Supplement Series.
ALMA ontdekte relatief eenvoudige organische moleculen zoals HCN, C2H en H2CO, maar ook complexere verbindingen als HC3N, CH3CN en C3H2. In de binnendelen van de protoplanetaire schijven, waar aardeachtige planeten kunnen ontstaan, blijken de hoeveelheden van die complexere moleculen tientallen malen zo groot te zijn als verwacht. Verder blijken de verschillende moleculen vaak verdeeld te zijn in ringvormige structuren, en die verdeling is niet voor elk molecuul gelijk. Dat doet vermoeden dat de atmosferen van de planeten die in de schijven ontstaan uiteindelijk ook sterk verschillende samenstellingen kunnen hebben.
Volgens de MAPS-onderzoekers is de voorraad aan organische moleculen in protoplanetaire schijven in elk geval groot genoeg voor een rijke chemische en wellicht dus ook biochemische evolutie op toekomstige planeten. (GS)
→ ALMA Reveals Carbon-Rich, Organic Birth Environments of Planets
13 oktober 2021
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft voor het eerst een stofschijf in kaart gebracht rond een jonge super-Jupiter, een hemellichaam op het grensgebied tussen een reuzenplaneet en een bruine dwerg. Ze deden hun waarnemingen op mid-infrarode golflengten en publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astronomical Journal. Sterrenkundigen vermoeden al langer dat jonge gasreuzen en bruine dwergen een stofschijf om zich heen hebben draaien waarin manen kunnen ontstaan, vergelijkbaar met de vorming van planeten in een schijf rond een jonge ster. Zo is er bijvoorbeeld bewijs voor een gigantisch ringsysteem dat is ontdekt in de helderheidsvariaties van een ster toen de ringen er voorlangs bewogen. Nu hebben onderzoekers voor het eerst de warmtestraling van een schijf van gas en stof rond een zware super-Jupiter gedetailleerd bekeken. Het gaat om de reuzenplaneet of bruine dwerg GQ Lupi B. Dit object bevindt zich in het zuidelijke sterrenbeeld Wolf (Lupus) op ongeveer 500 lichtjaar van de aarde. GQ Lupi B is veel zwaarder dan Jupiter en heeft een baan die meer dan twintig keer wijder rond de hoofdster ligt dan die van Jupiter rond onze zon. De ontstaansgeschiedenis van dit soort objecten is een mysterie. Het is niet duidelijk of GQ Lupi B via een planeetachtige of sterachtige route is gevormd. GQ Lupi B werd in 2004 ontdekt toen er van de ster GQ Lupi een foto met hoog contrast werd gemaakt. Sindsdien onderzoeken sterrenkundigen van over de hele wereld de atmosfeer en baanbeweging van deze super-Jupiter. Voor het recente onderzoek gebruikten de astronomen de instrumenten NACO en MUSE. Die zijn gekoppeld aan de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Met infraroodcamera NACO zagen de astronomen dat er infraroodstraling van de stofschijf afkomt. Daaruit leidden ze af dat de schijf een stuk koeler is dan de hete atmosfeer van GQ Lupi B. De onderzoekers denken dat de lage temperatuur duidt op een centrale leegte in de schijf. Ze vermoeden dat daar wellicht het stof is weggeveegd doordat zich daar manen hebben gevormd. Maar het zou ook kunnen dat de schijf beïnvloed wordt door een magnetisch veld van GQ Lupi B. Met MUSE, een enorm stabiele spectrograaf die werkt in het visuele deel van het spectrum, hebben de onderzoekers zogeheten H-alfastraling gemeten. Dat duidt erop dat GQ Lupi B nog aan het groeien is dankzij de aanvoer van gas uit zijn eigen schijf en mogelijk ook uit de schijf van de ster waar deze super-Jupiter omheen beweegt. Bij de ontdekking van nieuwe exoplaneten is het niet altijd duidelijk of het om een planeet of bruine dwerg gaat. Dit is met name lastig te bepalen bij rechtstreeks waargenomen objecten zoals GQ Lupi B, omdat hun massa’s vaak onzeker zijn. Vandaar dat onderzoekers vaak een slag om de arm houden en het in één adem hebben over ‘een reuzenplaneet of bruine dwerg’. Vandaar dat de B in GQ Lupi B soms met een hoofdletter (want een bruine dwerg) en soms met een kleine letter (want een planeet) wordt geschreven.
→ Oorspronkelijk persbericht
11 oktober 2021
Een internationaal team van wetenschappers onder Nederlandse leiding heeft met behulp van radiotelescopen negentien rode dwergsterren ontdekt die onverwacht radiogolven uitzenden. De uitbarstingen ontstaan mogelijk door interactie met exoplaneten (Nature Astronomy, 11 oktober). De wetenschappers zochten naar poollicht bij rode dwergsterren met behulp van LOFAR. Dat is de krachtigste radiotelescoop ter wereld met het centrum in het Drentse Exloo. Een jaar geleden was door hetzelfde team het eerste poollicht bij een ster ontdekt en dat smaakte naar meer. De onderzoekers hebben nu signalen opgevangen bij negentien rode dwergsterren. Bij vier sterren zijn de signalen het best te verklaren doordat die sterren een wisselwerking hebben met nog niet bevestigde exoplaneten die om hen heen draaien. Astronomen weten al langer dat de planeten, net als onze aarde krachtige radiogolven uitzenden als hun magnetische velden botsen met de zonnewind. Callingham: ‘Bij onze aarde heb je dan noorderlicht en zuiderlicht. En bij Jupiter is het poollicht nog heftiger omdat de vulkanische maan Io veel materiaal richting Jupiter blaast.’ De modellen van de onderzoekers laten zien dat bij de onderzochte sterren iets vergelijkbaars aan de hand kan zijn als bij het poollicht van Jupiter. Co-auteur Harish Vedantham (ASTRON): ‘Het poollicht op de ster wordt dan veroorzaakt doordat een exoplaneet in de buurt van de ster veel materiaal de ruimte in blaast.’ Het team onderwerpt de negentien sterren inmiddels aan een nader onderzoek. Ze kijken bijvoorbeeld met optische telescopen of ze aanwijzingen zien voor exoplaneten, en ze speuren in de radiostraling naar patronen. In de toekomst willen de onderzoekers de SKA-telescopen gebruiken. Deze telescopen zijn gepland voor 2029.
→ Oorspronkelijk persbericht
30 augustus 2021
Van de duizenden exoplaneten die in ons Melkwegstelsel zijn ontdekt, bevinden de meeste zich op minder dan een paar duizend lichtjaar van de aarde. Ons sterrenstelsel is echter meer dan 100.000 lichtjaar groot, waardoor het moeilijk is om de verspreiding van planeten hierbinnen te onderzoeken. Maar nu heeft een onderzoeksteam een manier gevonden om deze hindernis te overwinnen. Bij het onderzoek, waarvan de resultaten in de Astrophysical Journal Letters zijn gepubliceerd, hebben astronomen van de Universiteit van Osaka en NASA een combinatie van waarnemingen en modellen gebruikt om te bepalen hoe de kans op het voorkomen van planeten varieert met de afstand tot het Melkwegcentrum. De gebruikte waarnemingen zijn gebaseerd op een verschijnsel dat gravitationele microlensing wordt genoemd. Daarbij fungeren objecten zoals planeten als ‘lenzen’, die het licht van verre sterren afbuigen en versterken. Dit effect kan worden gebruikt om koude Jupiter- en Neptunus-achtige planeten door het hele Melkwegstelsel – van de galactische schijf tot in het centrale deel van ons sterrenstelsel – op te sporen. Gravitationele microlensing is momenteel de enige manier om de verspreiding van planeten in het Melkwegstelsel te onderzoeken. Maar tot nu toe is er weinig over bekend, vooral omdat het problematisch is om de afstanden te meten van planeten die meer dan 10.000 lichtjaar van ons verwijderd zijn. Om dit probleem te omzeilen, hebben de onderzoekers in plaats daarvan gekeken naar de verdeling van een grootheid die de relatieve beweging van de lens en de verre lichtbron bij planetaire microlensing beschrijft. Door de waargenomen verdeling te vergelijken met de verdeling die is voorspeld door een galactisch model, kon het onderzoeksteam afleiden hoe de exoplaneten over ons Melkwegstelsel verdeeld moet zijn. De resultaten laten zien dat de verdeling van planeten niet sterk afhankelijk is van de afstand tot het Melkwegcentrum. Koude planeten die in wijde banen om hun sterren draaien lijken overal in ons sterrenstelsel voor te komen – ook in het ‘dichtbevolkte’ centrum, waarvan lang is gedacht dat planeten daar schaars zouden zijn. (EE)
→ Cold planets exist throughout the galaxy, even in the galactic bulge
26 augustus 2021
Astronomen hebben een nieuwe klasse van exoplaneten geïdentificeerd die weliswaar sterk verschillen van de onze, maar die desondanks leven kunnen voortbrengen. Deze zogeheten ‘hyceaanse’ planeten – hete oceaanwerelden met waterstofrijke atmosferen – zouden weleens talrijker en beter waarneembaar kunnen zijn dan aarde-achtige planeten (The Astrophysical Journal, 26 augustus). De zoektocht naar buitenaards leven is doorgaans gericht op exoplaneten die qua grootte, massa, temperatuur en atmosferische samenstelling vergelijkbaar zijn met de aarde. Astronomen van de Universiteit van Cambridge (VK) denken echter dat hyceaanse planeten een veelbelovend alternatief zijn. Volgens hen zou het binnen twee tot drie jaar kunnen lukken om biosignaturen – moleculaire aanwijzingen voor het bestaan van leven – op planeten van dit type aan te tonen. Sinds bijna dertig jaar geleden de eerste exoplaneet werd geïdentificeerd, zijn er duizenden planeten buiten ons zonnestelsel opgespoord. Het overgrote deel daarvan zijn planeten die qua afmetingen tussen de aarde en Neptunus in zitten. Deze ‘superaardes’ of ‘mini-Neptunussen’ kunnen overwegend rotsachtige planeten zijn of ijsreuzen met een waterstofrijke atmosfeer, of iets daartussenin. De meeste mini-Neptunussen zijn meer dan anderhalf keer zo groot als de aarde. Ze zijn kleiner dan Neptunus, maar te groot om een rotsachtig inwendige te hebben zoals de aarde. Eerdere onderzoeken van dit soort planeten hebben uitgewezen dat de druk en temperatuur onder hun waterstofrijke atmosferen te hoog zouden zijn om leven te kunnen herbergen. Uit recent onderzoek van de mini-Neptunus K2-18b is echter gebleken dat deze planeten onder bepaalde omstandigheden wel degelijk ‘leefbaar’ kunnen zijn. Dat resultaat heeft geleid tot een meer gedetailleerde inventarisatie van combinaties van planeten en sterren waarbij biosignaturen waarneembaar kunnen worden ontdekt. Deze inventarisatie bracht de astronomen op het spoor van de hyceaanse planeten. Planeten van dit type zijn tot tweeënhalf keer zo groot als de aarde en hebben atmosferen waarin de temperaturen oplopen tot bijna 200 graden Celsius. Desondanks zijn ze gehuld in oceanen waarin micro-organismen kunnen gedijen. Planeten van dit kaliber zijn waarschijnlijk talrijker dan andere soorten exoplaneten, maar ze zijn nog lang niet zo gedetailleerd onderzocht. Vast staat al wel dat voor hen de ‘leefbare zone’ rond een ster in vergelijking met die van aarde-achtige planeten veel breder is. Dat betekent dat ze ook leven kunnen herbergen als ze zich op afstanden van hun ster bevinden waar aarde-achtige planeten al onleefbaar warm of koud zouden zijn. (EE)
→ New class of habitable exoplanets represent a big step forward in the search for life
6 augustus 2021
Supervlammen, extreme stralingsuitbarstingen van sterren, werden er tot nu toe van verdacht blijvende schade toe te brengen aan de atmosferen, en dus aan de leefbaarheid, van exoplaneten. Nieuw onderzoek wijst er echter op dat deze uitbarstingen slechts een beperkt risico opleveren voor planetenstelsels, omdat zij niet direct op de exoplaneten zijn gericht (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 5 augustus). Aan de hand van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hebben astronomen van het Leibniz Instituut voor Astrofysica Potsdam (AIP), in samenwerking met onderzoekers uit de VS en Spanje, grote supervlammen op jonge, kleine sterren onderzocht. Deze klasse van sterren, ook wel ‘rode dwergen’ genoemd, zijn koeler en lichter dan onze zon. Rond dit soort sterren zijn veel exoplaneten ontdekt. De vraag is echter of deze exoplaneten ‘leefbaar’ zijn, omdat rode dwergen actiever zijn dan onze zon en geregeld intense uitbarstingen van straling en energierijke deeltjes produceren. Deze supervlammen kunnen de atmosferen van nabije planeten aantasten of zelfs compleet vernietigen. Ekaterina Ilin, promovendus aan het AIP, en haar team hebben nu een methode ontwikkeld om te bepalen van welk deel van het steroppervlak de vlammen afkomstig zijn. Daarbij hebben ze ontdekt dat bij rode dwergsterren de hevigste uitbarstingen niet aan de evenaar ontstaan, maar bij de polen. Exoplaneten die in een baan om de evenaar van zo’n actieve ster cirkelen, zouden daarom grotendeels buiten het bereik van de supervlammen blijven. (EE)
→ Superflares: less harmful to exoplanets than previously thought
5 augustus 2021
Een team van astronomen is met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili meer te weten gekomen over de planeten rond de nabije ster L 98-59, die overeenkomsten vertonen met de binnenste planeten van ons zonnestelsel. Daaronder bevinden zich een planeet met half zo veel massa als Venus (de lichtste exoplaneet die ooit met de radiale-snelheidstechniek is gemeten), een oceaanwereld en een mogelijke planeet in de leefbare zone (Astronomy & Astrophysics, 5 augustus). Met behulp van de VLT kon het team vaststellen dat drie van de planeten wellicht water in hun inwendige of atmosfeer bevatten. De twee planeten die zich het dichtst bij de ster in het L 98-59-stelsel bevinden, zijn waarschijnlijk droog, maar kunnen kleine hoeveelheden water bevatten. De derde planeet zou voor wel dertig massaprocent uit water kunnen bestaan, wat kan betekenen dat het een oceaanwereld is. Bovendien ontdekten de astronomen een planeet in dit stelsel waarvan het bestaan nog niet bekend was, en hebben ze aanwijzingen gevonden voor een mogelijke vijfde planeet. Deze laatste bevindt zich in een zone op de juiste afstand van de ster om vloeibaar water op zijn oppervlak te laten bestaan. Het onderzoek betekent een technische doorbraak, omdat de astronomen met behulp van de radiale-snelheidsmethode hebben kunnen vaststellen dat de binnenste planeet in het stelsel slechts half zo zwaar is als Venus. Daarmee is het de lichtste exoplaneet die ooit met behulp van deze techniek is ‘gewogen’. Bij deze techniek wordt de schommelbeweging van de moederster gemeten die door de geringe zwaartekrachtsaantrekking van de om haar heen draaiende planeten wordt veroorzaakt. Drie van de planeten van L 98-59 zijn in 2019 voor het eerst gespot met NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Deze satelliet maakt gebruik van een andere techniek – de zogeheten transitmethode – waarbij de dipjes in het licht van een ster worden gemeten die ontstaan wanneer een planeet voor die ster langstrekt. Van de planeten die zo worden opgespoord kunnen ook de afmetingen worden gemeten. Voor de bepaling van de massa’s van exoplaneten zijn echter radiale-snelheidsmetingen nodig. (EE)
→ Volledig persbericht
29 juli 2021
Astronomen hebben voor het eerst de rotaties gemeten van het planetenstelsel van de ster HR 8799. Het stelsel, bestaande uit vier ’Super-Jupiters’ – planeten die meer massa hebben dan de planeet Jupiter – bevindt zich op 129 lichtjaar van de aarde. De nieuwe metingen, die als een doorbraak worden gezien, zijn gedaan met een geavanceerde combinatie van een camera en spectrograaf, KPIC geheten, waarmee directe infraroodopnamen van exoplaneten kunnen worden gemaakt en de snelheden kunnen worden gemeten waarmee deze om hun as draaien. KPIC maakt deel uit van de Keck II-telescoop op de Mauna Kea (Hawaï). De metingen laten zien dat de twee buitenste planeten van HR 8799 met snelheden van minimaal 10 en 15 km/s (kilometer per seconde) om hun as draaien. Omdat niet bekend is onder welke hoek de rotatie-assen van de twee planeten staan, kunnen daaruit niet direct hun rotatietijden worden afgeleid. Voor beide planeten geldt dat de duur van een dag minimaal drie en maximaal 24 uur kan bedragen. Ter vergelijking: ‘onze’ planeet Jupiter heeft een rotatietijd van bijna tien uur. De rotatiesnelheid van de op een na binnenste planeet van HR 8799 bedraagt maximaal 14 uur; de rotatiesnelheid van de binnenste planeet kon niet worden vastgesteld. Metingen als deze moeten meer inzicht geven in de wijze waarop de vier planeten zijn gevormd. De snelheid waarmee een planeet om zijn as draait wordt namelijk bepaald door de hoeveelheid materie die hij tijdens hun ‘groeiproces’ heeft aangetrokken. Vermoed wordt dat het magnetische veld van een planeet er vervolgens voor zorgt dat zijn rotatie wordt afgeremd. Nadat de planeet volgroeid is en begint af te koelen, gaat hij weer sneller draaien. De metingen van de rotatiesnelheden van de buitenste planeten van HR 8799 suggereren dat lichtere planeten sneller ronddraaien, omdat ze minder hinder ondervinden van de magnetische afremming. Om daar meer zekerheid over te krijgen zullen echter ook de rotatiesnelheden van de binnenste planeten (nauwkeuriger) moeten worden gemeten. (EE)
→ HR 8799 Super-Jupiters’ Days Measured For The First Time
22 juli 2021
Een onderzoeksteam onder leiding van Myriam Benisty van de Universiteit van Grenoble, Frankrijk, en de Universiteit van Chili heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), voor het eerst een duidelijke stofrijke schijf rond een planeet buiten ons zonnestelsel gedetecteerd. De waarnemingen kunnen nieuw licht werpen op de vorming van planeten en manen in jonge stersystemen (The Astrophysical Journal Letters, 22 juli). De circumplanetaire schijf omringt de exoplaneet PDS 70c, een van de twee reusachtige, Jupiter-achtige planeten die om een ster op bijna 400 lichtjaar afstand draaien. Astronomen hadden al eerder aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een ‘maan-vormende’ schijf rond deze exoplaneet, maar omdat ze de schijf niet duidelijk konden onderscheiden van zijn omgeving, konden ze het bestaan ervan niet bevestigen – tot nu toe dan. De andere planeet, PDS 70b, lijkt geen circumplanetaire schijf te hebben. Dat wijst erop dat al het stof in zijn omgeving is opgemaakt door buurplaneet PDS 70c. Ook hebben de astronomen met behulp van ALMA ontdekt dat de diameter van de circumplanetaire schijf ongeveer gelijk is aan de afstand van onze zon tot de aarde. Hij bevat genoeg massa om drie satellieten ter grootte van onze maan te vormen. Planeten ontstaan in de stoffige schijven rond jonge sterren. Tijdens hun ‘groei’ veroorzaken ze holtes in de circumstellaire schijf doordat ze materiaal opslokken. Tijdens dit proces kan een planeet zijn eigen circumplanetaire schijf ontwikkelen, die bijdraagt aan de groei van de planeet door de hoeveelheid materiaal die erop valt te reguleren. Tegelijkertijd kunnen het gas en stof in de cirkelvormige schijf samenklonteren tot steeds grotere brokstukken, wat uiteindelijk tot de vorming van manen leidt. (EE)
→ Volledig persbericht
21 juli 2021
Als er ooit leven wordt ontdekt op planeten die om witte dwergsterren draaien, dan moet dat vrijwel zeker zijn ontstaan nadat deze sterren hun laatste adem uitbliezen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van Dimitri Veras van de Universiteit van Warwick (VK), waarbij de gevolgen zijn onderzocht van de intense sterrenwinden die tijdens de eindstadia van sterren vrijkomen. De resultaten zijn gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en worden gepresenteerd tijdens de virtuele National Astronomy Meeting (NAM 2021). Alle sterren raken uiteindelijk door de voorraad waterstof heen waarmee ze de fusiereacties in hun kernen in stand houden. Over ongeveer vijf miljard jaar zal de kern van onze zon daardoor samentrekken en heter worden. En in reactie daarop zullen haar buitenlagen sterk opzwellen en afkoelen. Onze ster verandert dan in een ‘rode reus’ met een middellijn van tientallen miljoenen kilometers en zal de binnenste planeten van ons zonnestelsel opslokken. Tegelijkertijd zal zij zoveel massa verliezen dat haar zwaartekrachtsaantrekking afneemt en de overgebleven planeten zich van haar verwijderen. Tijdens dit rodereuzenstadium is de zogeheten zonnewind veel krachtiger en wisselvalliger dan nu. Samen met collega Aline Vidotto van Trinity College Dublin (Ierland) heeft Veras onderzocht wat een en ander betekent voor de planeten van sterren van uiteenlopende massa’s. Hun model laat zien hoe de veranderlijke dichtheid en snelheid van de sterrenwind, in combinatie met de wijder wordende planeetbanen, ervoor zal zorgen dat het magnetische veld van een planeet afwisselend krimpt en uitdijt. Dat maakt het heel moeilijk voor de planeet om dit beschermende ‘schild’ in stand te houden. Daarbij komt nog dat de ‘leefbare zone’ rond de ster tijdens deze fase steeds verder naar buiten opschuift. In ons zonnestelsel zou deze zelfs voorbij de baan van de planeet Neptunus komen te liggen. De overgebleven planeten schuiven weliswaar ook naar buiten op, maar lang niet snel genoeg om de verplaatsing van de leefbare zone bij te benen. Uiteindelijk stoot een rode reus al zijn buitenlagen af, waardoor een compacte, hete witte dwergster overblijft. Deze uitgeputte sterren produceren geen sterrenwind, en vormen dus geen gevaar (meer) voor hun planeten. Volgens de astronomen is het echter onwaarschijnlijk dat het eventuele leven op de planeten zo lang kan standhouden. Wel is het denkbaar dat zich op planeten binnen de leefbare zone van de uiteindelijke witte dwerg mettertijd nieuw leven ontwikkelt. Daar is tijd genoeg voor, want witte dwergsterren kunnen miljarden jaren min of meer stabiel blijven. (EE)
→ Planetary shields will buckle under stellar winds from their dying stars
14 juli 2021
Het is Nederlandse astronomen als eersten ter wereld gelukt om isotopen te ontwaren in de dampkring van een exoplaneet. Het gaat hierbij om verschillende vormen van koolstof in gasreusplaneet TYC 8998-760-1 b op 300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Vlieg. Het zwakke signaal is gemeten met ESO’s Very Large Telescope in Chili en lijkt erop te duiden dat de planeet relatief rijk is aan koolstof-13. De sterrenkundigen vermoeden dat dit komt doordat de planeet op grote afstand van haar moederster is gevormd (Nature, 15 juli). Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element, die verschillende aantallen neutronen in hun kern hebben. Zo heeft koolstof naast zes protonen meestal zes neutronen (koolstof-12), maar soms ook zeven (koolstof-13) of acht (koolstof-14). Dit verandert weinig aan de chemische eigenschappen van de koolstof, maar isotopen worden op een andere manier gevormd en reageren vaak net wat anders op de heersende omstandigheden. Isotopen worden daarom op veel verschillende onderzoeksterreinen gebruikt: van het opsporen van hart- en vaatziekten of kanker en het onderzoeken van klimaatverandering tot het bepalen van de ouderdom van fossielen en gesteenten. De sterrenkundigen van onder meer de Universiteit Leiden en de Universiteit van Amsterdam konden koolstof-13 onderscheiden van koolstof-12 omdat het straling absorbeert bij net iets andere kleuren. De sterrenkundigen hadden verwacht dat ongeveer een op de zeventig koolstofatomen koolstof-13 zou zijn, maar bij deze planeet lijkt dat twee keer zoveel. Het idee is nu dat het hoge gehalte aan koolstof-13 ontstond tijdens de vorming van de exoplaneet. ‘De planeet staat meer dan honderdvijftig keer verder weg van haar moederster dan onze aarde van onze zon. Op zo’n grote afstand kan misschien ijs ontstaan met meer koolstof-13, waardoor we dit nu in de planeetatmosfeer terugzien’, aldus medeateur Paul Mollière, voorheen postdoc in Leiden, nu werkzaam aan het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland.
→ Volledig persbericht
9 juli 2021
Planeten met een schuine rotatieas, zoals de aarde, zijn beter in staat om complex leven te ontwikkelen. Tot deze conclusie komt een team van wetenschappers op basis van een model waarmee onderzocht kan worden welke omstandigheden bevorderlijk zijn voor de ‘leefbaarheid’ van een planeet. De resultaten van dit door NASA bekostigde onderzoek worden gepresenteerd tijdens de virtuele Goldschmidt-conferentie voor geochemie, die momenteel plaatsvindt. Al sinds de ontdekking van de eerste exoplaneet (een planeet die om een andere ster dan de zon draait) in 1992 zoeken wetenschappers naar werelden waar leven mogelijk kan zijn. Aangenomen wordt dat om geschikt te zijn voor basaal leven een exoplaneet zich op precies de juiste afstand van zijn ster – in diens zogeheten leefbare zone – moet bevinden, zodat er vloeibaar water op zijn oppervlak kan bestaan. Voor meer geavanceerd leven zijn andere factoren van belang, met name de aanwezigheid van zuurstof in de atmosfeer. Zuurstof speelt een cruciale rol bij de ademhaling, het chemische proces dat de stofwisseling van de meeste complexe levende wezens op onze planeet aandrijft. Sommige basale levensvormen produceren zuurstof in kleine hoeveelheden, maar voor meer complexe levensvormen, zoals planten en dieren, is zuurstof van cruciaal belang. Een onderzoeksteam onder leiding van planeetwetenschapper Stephanie Olson (Purdue University) heeft nu een geavanceerd model ontwikkeld voor de omstandigheden die ertoe hebben geleid dat de primitieve levensvormen op de jonge aarde zuurstof konden produceren. In het model kunnen allerlei variabelen worden ingesteld, zoals de daglengte, de dikte van de atmosfeer en de verdeling van land en water. De wetenschappers ontdekten dat een langere daglengte, een hogere luchtdruk en het ontstaan van de continenten stuk voor stuk kunnen hebben bijgedragen aan het verhogen van de zuurstofproductie. Maar het meest verrassende resultaat was dat ook de stand van de rotatieas een heel belangrijke factor is. Het model laat zien dat een gematigd schuine rotatieas de productie van zuurstof in de oceanen – en daarmee ook het ontstaan van complexere levensvormen – vergroot. (EE)
→ Goldilocks planets ‘with a tilt’ may develop more complex life
6 juli 2021
Er is intrigerend bewijs gevonden voor het bestaan van een populatie van vrij rondzwervende planeten – eenzame planeten die niet gebonden zijn aan een moederster. De resultaten omvatten vier nieuwe ontdekkingen die in overeenstemming zijn met planeten die ongeveer net zoveel massa hebben als de aarde (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 6 juli). Bij het onderzoek, onder leiding van Iain McDonald van de Universiteit van Manchester (VK), is gebruik gemaakt van gegevens die in 2016 zijn verkregen tijdens de K2-missie van NASA-ruimtetelescoop Kepler. Tijdens deze twee maanden durende waarneemcampagne nam Kepler om het half uur een dichtbevolkt veld van miljoenen sterren nabij het centrum van onze Melkweg waar, om zogeheten microlens-gebeurtenissen te ontdekken. Een microlens-gebeurtenis ontstaat wanneer het licht van een verre ster wordt afgebogen en versterkt door het zwaartekrachtsveld van een zich meer op de voorgrond bevindend object. Dat laatste kan een ster zijn, maar ook een planeet. Het onderzoeksteam heeft 27 kortdurende kandidaat-microlenssignalen ontdekt waarvan de tijdsduur varieerde van een uur tot tien dagen. Veel van deze signalen waren eerder al opgemerkt in gegevens die gelijktijdig met telescopen op aarde waren verkregen. De vier kortste gebeurtenissen zijn echter nieuwe ontdekkingen die consistent zijn met planeten met een vergelijkbare massa als de aarde. De vier microlensgebeurtenissen vertonen geen begeleidend langer signaal zoals dat wordt verwacht van een moederster. Dat betekent dat ze kunnen zijn veroorzaakt door solitaire planeten. Dergelijke planeten zijn mogelijk gewoon ontstaan bij een ster, en door zwaartekrachtsinteracties met naburige zwaardere planeten uit hun stelsel weggeslingerd. Kepler was niet ontworpen om planeten met behulp van ‘microlensing’ op te sporen, noch om de extreem dichte stervelden van het centrale deel van Melkweg te bestuderen. Dit betekende dat er nieuwe datareductietechnieken moesten worden ontwikkeld om de gewenste signalen binnen de Kepler-dataset op te sporen. (EE)
→ Kepler telescope glimpses population of free-floating planet
28 juni 2021
Bij het maken van opnamen van de betrekkelijk nabije zonachtige ster Nu2 Lupi met behulp van de Europese CHEOPS-satelliet hebben astronomen drie planeetovergangen waargenomen in plaats van de twee waarop was gerekend. De derde planeetovergang werd veroorzaakt door de buitenste planeet van de ster, waarvan tot nu toe niet bekend was dat hij vanaf de aarde gezien periodiek voor zijn ster langs schuift (Nature Astronomy, 28 juni). Nu2 Lupi staat op een afstand van bijna vijftig lichtjaar in het sterrenbeeld Wolf. In 2011 werden, met behulp van de HARPS-spectrograaf van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in het noorden van Chili, drie planeten bij deze ster opgespoord. Dat gebeurde aan de hand van de schommelbewegingen die de planeten bij hun ster veroorzaken. Sinds 2020 was al bekend dat de twee binnenste planeten van Nu2 Lupi niet alleen hun ster aan het schommelen brengen, maar vanaf de aarde gezien ook met tussenpozen van respectievelijk 12 en 28 dagen voor hun ster langs schuiven. Dat resulteert in regelmatig optredenden dipjes in de helderheid van de ster, die de astronomen nu ook met CHEOPS wilden vastleggen. Bij toeval werd daarbij ontdekt dat ook de buitenste planeet, die een omlooptijd van ruim 107 dagen heeft, periodiek voor zijn ster langs schuift. Dat kwam als een verrassing, omdat de kans op planeetovergangen afneemt naarmate een planeet verder van zijn ster verwijderd is. Door de gegevens van HARPS en CHEOPS met elkaar te combineren, hebben astronomen nu een nauwkeurig beeld van het planetenstelsel van Nu2 Lupi verkregen. De binnenste planeet is ruim anderhalf keer zo groot als de aarde en heeft bijna vijf keer zoveel massa. Dat wijst erop dat hij rotsachtig van aard is. De middelste planeet is bijna drie keer groot als de aarde en heeft elf keer zoveel massa. Daaruit leiden de astronomen af dat deze grotendeels uit water en gas bestaat, net als de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. De buitenste planeet van Nu2 Lupi blijkt ruim tweeënhalf keer zo groot te zijn als de aarde en bijna negen keer zoveel massa te hebben. Ook dat wijst op een Neptunus-achtig karakter. Dat van alledrie de planeten overgangen waarneembaar zijn betekent dat hun omloopbanen vrijwel in hetzelfde vlak liggen. (EE)
→ Unique exoplanet photobombs CHEOPS study of nearby star system
23 juni 2021
Wetenschappers van de Cornell-universiteit en het American Museum of Natural History hebben – binnen de relatief kleine afstand van 326 lichtjaar – ruim tweeduizend stersystemen geïdentificeerd van waaruit onze aarde kan zijn opgespoord doordat deze voor de zon langs schoof (Nature, 23 juni). Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van de posities en bewegingen van sterren zoals die zijn gemeten met de Europese astrometrische satelliet Gaia. Met behulp van deze meetgegevens is bepaald welke sterren in onze kosmische achtertuin zodanig zijn gepositioneerd dat een eventuele waarnemer ter plaatse regelmatige helderheidsdipjes bij onze zon zou waarnemen die door overgangen of ‘transits’ van de aarde worden veroorzaakt. Doordat de sterren van ons Melkwegstelsel zich ten opzichte van elkaar verplaatsen, treden deze ‘aarde-overgangen’ slechts gedurende beperkte tijd op. Op tijdschalen van enkele duizenden jaren komen er steeds sterren bij van waaruit dat het geval is, en vallen andere juist af. Van zeven van de ruim tweeduizend aangewezen sterren is bekend dat er een of meer planeten omheen cirkelen. Theoretisch zouden daar aanwezige buitenaardse astronomen aan het zonlicht dat de aarde weerkaatst kunnen zien dat onze planeet een atmosfeer heeft en bewoond is. Een daarvan is Ross 128, een rode dwergster in het sterrenbeeld Maagd op ongeveer elf lichtjaar afstand. Rond deze ster cirkelt een planeet die bijna twee keer zo groot is als de aarde. De eventuele bewoners van deze exoplaneet hebben ruim tweeduizend jaar de kans gehad om transits van onze aarde waar te nemen. Over 1642 jaar zullen de eventuele bewoners van het zeven planeten tellende Trappist-1-systeem dat voorrecht ruim tweeduizend jaar lang hebben. (EE)
→ Life in these star-systems could have spotted Earth
9 juni 2021
Een internationaal onderzoeksteam heeft een nieuwe gematigd warme exoplaneet ontdekt die waarschijnlijk omgeven is door een substantiële atmosfeer. De planeet, met de aanduiding TOI-1231 b, cirkelt om een rode dwergster op ongeveer 90 lichtjaar van de aarde en heeft een omlooptijd van 24 dagen (The Astronomical Journal, 9 juni). TOI-1231 b is ontdekt door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en nader onderzocht met de Magellan Clay-telescoop op Las Campanas in Chili. TESS spoort exoplaneten op door (relatief) nabije sterren te onderzoeken op regelmatig optredende helderheidsdipjes, zoals die worden veroorzaakt door planeten die – vanaf de aarde gezien – voor hun ster langs schuiven. De Magellan Clay-telescoop is uitgerust met een geavanceerd spectrograaf waarmee kan worden gemeten of een ster een regelmatige schommelbeweging vertoont. De moederster van TOI-1231 b blijkt zowel helderheidsdipjes als een schommelbeweging te vertonen. Daardoor konden niet alleen de grootte en de omlooptijd van de planeet worden gemeten, maar ook diens massa. De meetgegevens laten zien dat TOI-1231 b ietsje kleiner is dan de planeet Neptunus, maar ruwweg dezelfde dichtheid heeft. Dat doet vermoeden dat deze ‘sub-Neptunus’ omgeven is door een omvangrijke atmosfeer. Hoewel TOI-1231 b zich acht keer zo dicht bij zijn moederster bevindt als de aarde bij de zon, is zijn temperatuur vergelijkbaar met die van onze planeet. Dat komt doordat de ster veel kleiner en koeler is dan de zon. Al met al leent de planeet zich goed voor atmosfeeronderzoek. Met ruimtetelescopen als Hubble en diens opvolger de JWST hopen de onderzoekers te kunnen vaststellen of de atmosfeer van TOI-1231 b waterdamp bevat of dat deze grotendeels uit lichte gassen als waterstof en helium bestaat. (EE)
→ Scientists discover new exoplanet with an atmosphere ripe for study
27 mei 2021
Astronomen van het Institute for Astronomy (IfA) van de Universiteit van Hawaï hebben een groot onderzoek afgerond dat tot doel had om vast te stellen hoe bijzonder ons zonnestelsel is in vergelijking met andere planetenstelsels. Met behulp van de Keck-telescopen op Mauna Kea hebben ze dertig jaar lang onderzocht hoe ver de (gasrijke) reuzenplaneten in deze stelsels van hun moedersterren verwijderd zijn. In ons zonnestelsel bevinden de gasreuzen – Jupiter en Saturnus – zich in het koude buitengebied, terwijl de kleinere planeten dichter bij de zon te vinden zijn. Onze aarde bevindt zich in de relatief warme ‘leefbare’ zone, op 1 astronomische eenheid (AE) van de zon. Jupiter is ongeveer 5 AE van de zon verwijderd en Saturnus 9 AE. (1 AE komt overeen met 150 miljoen kilometer.) De planetaire volkstelling – de zogeheten California Legacy Survey – laat zien dat de gasreuzen in andere planetenstelsels doorgaans op 1 tot 10 AE van hun moederster te vinden zijn. Dat komt dus aardig overeen met de situatie in ons eigen zonnestelsel. Op grotere afstanden van sterren worden maar zelden gasplaneten van het kaliber Jupiter of Saturnus aangetroffen. Bij hun onderzoek hebben de astronomen 719 willekeurig geselecteerde zonachtige sterren gedurende meer dan dertig jaar waargenomen. Daarbij zijn 177 planeten (her)ontdekt. De onderzochte planeten hebben massa’s die uiteenlopen van een honderdste tot twintig Jupiter-massa’s. Op het eerste gezicht lijkt ons zonnestelsel dus niet echt uitzonderlijk te zijn. Onzeker is nog wel in hoeverre andere planetenstelsels ook ‘ijsreuzen’ zoals Uranus en Neptunus bevatten. De survey was niet ‘gevoelig’ genoeg om zulke planeten op te sporen. Of ons zonnestelsel ook in dit opzicht ‘normaal’ is, zal dus nog moeten blijken. (EE)
→ 30-Year Stellar Survey Cracks Mysteries Of Galaxy’s Giant Planets
18 mei 2021
De planeet die om de nabije Ster van Barnard zou cirkelen, bestaat waarschijnlijk niet. Tot die conclusie komt een team van astronomen, onder leiding van Jack Rubin van de Universiteit van Californië in Irvine, op basis van waarnemingen met de 10-meter Hobby-Eberley-telescoop. Dat er om de Ster van Barnard een planeet zou draaien, was gebaseerd op meetgegevens van de HARPS-spectrograaf van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili, die in 2018 zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. Deze gegevens wezen erop dat de ster een subtiele schommelbeweging vertoonde, die verklaarbaar was als er een planeet met drie keer zoveel massa als de aarde in een wijde baan om de ster cirkelde. De vermeende planeet zou een omlooptijd hebben van 233 dagen. Aan het bestaan van die ‘superaarde’ werd jarenlang nauwelijks getwijfeld, behalve dan door het Californische team, dat de Ster van Barnard sinds 2018 in de gaten houdt met de spectrograaf van de Hobby-Eberley-telescoop. Met dat instrument kon de gemeten periodiciteit niet worden gereproduceerd. Een nadere inspectie van de in 2018 gepubliceerde gegevens heeft nu laten zien dat de 233-daagse periodiciteit alleen optrad in de periode 2011-2013 – niet in de jaren ervoor en erna. In een artikel dat binnenkort in The Astronomical Journal zal verschijnen komen Lubin en zijn collega’s dan ook tot de conclusie het betreffende signaal niet door een om de ster cirkelende planeet kan zijn veroorzaakt. Volgens de astronomen is het veel waarschijnlijker dat de variaties in het spectrum van de Ster van Barnard werden veroorzaakt door ‘stervlekken’ – stellaire activiteit die vergelijkbaar is met de zonnevlekken op onze zon. Dat baseren ze op drie verschillende modellen voor het Barnard-systeem: eentje met een planeet met een omlooptijd van 233 dagen, eentje met een planeet plus een aanvullend signaal van de activiteit van de ster en eentje zonder planeet, maar uitsluitend met stellaire activiteit. Dat laatste model blijkt de meetgegevens na 2013 het best te kunnen verklaren. (EE)
→ Astronomers Disprove Planet Orbiting Nearby Barnard’s Star
10 mei 2021
Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Alice Booth (Universiteit Leiden) heeft methanol-ijs ontdekt in het warme gedeelte van een planeetvormende schijf. Het methanol kan daar niet ontstaan zijn en moet uit de koude gaswolken komen waaruit de ster en de schijf zijn gevormd. Het methanol is dus als het ware overgeërfd. Als dat gemeengoed is, kan daarmee het ontstaan van leven elders een vliegende start krijgen (Nature Astronomy, 10 mei). Methanol, CH3OH, is een van de simpelste complexe moleculen. Het molecuul wordt door astronomen gezien als een voorloper van het ontstaan van leven, omdat er bijvoorbeeld aminozuren en eiwitten uit gevormd kunnen worden. Onderzoekers hadden eerder al methanol aangetoond in een koude planeetvormende schijf rond een nabije ster, in kometen en in de koude gaswolken waaruit sterren ontstaan. Nu is voor het eerst een groot reservoir methanol ontdekt in een warm gedeelte van een planeetvormende schijf. Dat reservoir van methanol kan niet in de warme schijf zelf zijn gevormd, omdat dat chemisch onmogelijk is. De onderzoekers vermoeden dan ook dat het methanol-ijs al aanwezig was op de stofdeeltjes in de koude gaswolk waaruit de ster en de schijf zijn ontstaan. De onderzoekers deden hun waarnemingen aan de planeetvormende schijf rond de veel bestudeerde ster HD 100546. Deze schijf en ster zijn zo’n 10 miljoen jaar oud en bevinden zich op ongeveer 360 lichtjaar van de aarde in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg. De onderzoekers gebruikten voor hun waarnemingen de ALMA-telescopen, hoog in de Chileense Andes. De astronomen waren eigenlijk op zoek naar het eenvoudige molecuul zwavelmonoxide, maar ontdekten tot hun verrassing ook methanollijnen in de spectra. In de toekomst hopen de onderzoekers meer gegevens te verzamelen zodat de methanollijnen nog scherper worden. Ook gaan ze zoeken naar complexere zuurstofhoudende moleculen zoals dimethylether (C2H6O), methylformiaat (C2H4O2) en aceetaldehyde (C2H4O). Van deze moleculen, die ook in kometen en gaswolken voorkomen, wordt aangenomen dat ze mede aan de basis staan van prebiotisch materiaal.
→ Volledig persbericht
3 mei 2021
Leven gedijt bij een stabiele temperatuur. Die wordt op Aarde gewaarborgd door de koolstofcyclus. Wetenschappers van SRON, VU en de RUG hebben nu een model ontwikkeld dat voor exoplaneten voorspelt of er een koolstofcyclus aanwezig is, mits de massa, grootte van de kern en hoeveelheid CO2 bekend zijn (Astronomy & Astrophysics op 3 mei). Bij de zoektocht naar leven op planeten buiten ons zonnestelsel hebben astronomen niet de luxe om foto’s te maken en te kijken wat er zich daar zoal afspeelt. Onze telescopen halen daarvoor lang niet de vereiste resolutie: exoplaneten zijn simpelweg te klein en te ver weg. Een planeetatmosfeer laat echter een schat aan informatie achter in het sterlicht dat erdoorheen gaat, in de vorm van een spectrum. De spectrale resolutie van onze telescopen is wel ruim voldoende om die te ontrafelen. Zo komen we alsnog te weten welke stoffen aanwezig zijn in de atmosferen van exoplaneten. Bij de zoektocht naar leven is CO2 erg interessant, vanwege de dempende rol die de koolstofcyclus bij opwarming en afkoeling speelt. Onze aarde heeft dankzij die cyclus altijd een leefbare temperatuur gehouden, terwijl de zon de afgelopen miljarden jaren twintig procent helderder is geworden. Wetenschappers van SRON, RUG en de VU hebben nu een model ontwikkeld dat de massa en de grootte van de kern van een exoplaneet koppelt aan de hoeveelheid CO2 in diens atmosfeer, mits er een koolstofcyclus is. Dus als we met een telescoop die drie factoren te weten komen, vertelt het model ons of de betreffende exoplaneet een koolstofcyclus heeft. De massa en kern van een planeet zijn van belang, omdat ze een sterk effect hebben op de beweging van aardplaten, die een sleutelrol speelt bij de koolstofcyclus. De koolstofcyclus heeft een dempende invloed op temperatuurveranderingen doordat een planeet meer CO2 opneemt als het warmer wordt, wat leidt tot minder broeikaseffect [NB: Dit proces werkt veel te langzaam om de menselijke CO2-uitstoot van de afgelopen eeuwen bij te benen]. Bij afkoeling gebeurt het omgekeerde. De eerste stap in de cyclus is verwering, waarbij gesteenten met CO2 en regenwater reageren tot bicarbonaat (HCO3). Dit wordt op de zeebodem afgezet als carbonaatgesteente (CaCO3), terwijl een klein deel van de koolstof als restproduct oplost in het zeewater. Bewegende aardplaten transporteren het carbonaatgesteente vervolgens naar de mantel. Vulkanen brengen de CO2 die uit dat gesteente komt daarna weer terug in de atmosfeer.
→ Volledig persbericht
19 april 2021
Een team van sterrenkundigen onder leiding van wetenschappers van de Universiteit Leiden en de Universiteit van Amsterdam heeft via directe beeldvorming een reuzenplaneet ontdekt op enorme afstand van een zon-achtige ster. Waarom die planeet zo zwaar is en hoe die daar verzeild is geraakt, is nog een raadsel. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Het gaat om de planeet YSES 2b op zo’n 360 lichtjaar afstand van de aarde in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg. De gasplaneet is zes keer zo zwaar als Jupiter, de grootste planeet in ons zonnestelsel. De nieuw ontdekte planeet staat maar liefst 110 keer verder van zijn ster dan dat onze aarde van de zon staat (of 20 keer de afstand zon-Jupiter). De bijbehorende ster is pas 14 miljoen jaar oud en lijkt op onze zon in haar kinderjaren. De grote afstand tussen planeet en ster stelt de astronomen voor een raadsel, omdat het eigenlijk niet past in de twee gangbare modellen voor de vorming van grote gasplaneten. Als de planeet namelijk op zijn huidige plek ver van de ster zou zijn gegroeid via accretie, dan is hij te zwaar omdat op grote afstand van een ster er te weinig materiaal is om een grote planeet te maken. Maar als de planeet ontstond door zogeheten gravitationele instabiliteit in de planeetvormende schijf, dan is hij weer te licht. Wat nog wel kan, is dat de planeet dichtbij de ster is ontstaan via accretie en daarna naar buiten is gemigreerd. Voor zo’n migratie is de invloed van de zwaartekracht van een tweede planeet nodig en die hebben de onderzoekers nog niet gevonden. De onderzoekers willen de omgeving van de bijzondere planeet en zijn ster de komende tijd dan ook nader onderzoeken en hopen dan meer te weten te komen over deze reusachtige gasplaneet. Ook gaan ze verder op zoek naar andere gasplaneten rond jonge, zonachtige sterren. Voor het direct in beeld brengen van aardachtige planeten rond zonachtige sterren zijn de huidige telescopen nog niet goed genoeg.
→ Volledig persbericht
7 april 2021
De in 1999 ontdekte exoplaneet HD 209458b is sinds zijn ontstaan dichter naar zijn moederster toe gemigreerd. Dat blijkt uit een analyse van de atmosfeer van de planeet door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Paolo Giacobbe van de Sterrenwacht van Turijn (Italië). De resultaten van de analyse zijn in het tijdschrift Nature gepubliceerd. HD 209458b was de eerste exoplaneet die met behulp van de zogeheten transitmethode is opgespoord. Hij schuift vanaf de aarde gezien met vaste tussenpozen voor zijn ster langs, waardoor laatstgenoemde regelmatige helderheidsdipjes vertoont. Tijdens zo’n transit of planeetovergang schijnt een deel van het sterlicht door de atmosfeer van HD 209458b heen. Daarbij wordt dit licht geabsorbeerd op golflengten die karakteristiek zijn voor de verschillende gassen die in de planeetatmosfeer aanwezig zijn. Met behulp van de Telescopio Nazionale Galileo, een 3,5-meter telescoop op het Spaanse eiland La Palma, heeft het team van Giacobbe in totaal zes verschillende gassen in de atmosfeer van HD 209458b weten aan te tonen: waterstofcyanide, methaan, ammoniak, acetyleen, koolstofmonoxide en water. Het grote aandeel aan koolstofhoudende verbindingen wijst erop dat de atmosfeer ongeveer net zoveel koolstof als zuurstof bevat. Dicht bij een ster zijn de temperaturen dermate heet dat een groot deel van de zuurstof van een planeet-in-wording als bestanddeel van waterdamp in diens atmosfeer blijft. Bij planeten die op grotere afstanden worden gevormd condenseert water tot ijs, en raakt het opgesloten in de planeetkern. Daardoor ontstaat een atmosfeer die voor een belangrijk deel uit koolstofhoudende moleculen bestaat. Dat laatste lijkt bij HD 209458b te zijn gebeurd en daaruit leiden de astronomen af dat deze planeet niet op zijn huidige plek – op slechts 7 miljoen kilometer van zijn ster – kan zijn gevormd. In dat geval zou zijn atmosfeer tweemaal zoveel zuurstof als koolstof hebben bevat. Het onderzoeksresultaat bevestigt het al bestaande vermoeden dat de hete Jupiter-achtige planeten die in de nabijheid van veel sterren zijn aangetroffen veel verder daarvandaan zijn geboren – ruwweg op de afstanden waar in ons eigen zonnestelsel de grote gasplaneten Jupiter en Saturnus te vinden zijn. (EE)
→ First transiting exoplanet’s ‘chemical fingerprint’ reveals its distant birthplace
12 maart 2021
Astronomen hebben voor het eerst aanwijzingen gevonden voor een exoplaneet die zijn oorspronkelijke atmosfeer is kwijtgeraakt en vervolgens via vulkanische activiteit een nieuwe atmosfeer heeft gevormd. De planeet, GJ 1132 b, is ongeveer net zo oud als de aarde en heeft ook een vergelijkbare grootte en dichtheid. GJ 1132b draait in een ellipsvormige baan op geringe afstand om een rode dwergster op 41 lichtjaar van de aarde, die ooit is begonnen als een kleine, hete ster. Vermoed wordt dat GJ 1132 b toen nog een forse gasplaneet was, een zogeheten sub-Neptunus, omgeven door een dikke atmosfeer van waterstof- en heliumgas. Onder invloed van de intense straling van zijn jonge moederster moet hij deze atmosfeer al snel zijn kwijtgeraakt, waarna slechts een rotsachtige kern ter grootte van de aarde achterbleef. Tot verrassing van de astronomen wijzen nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop er echter op dat GJ 1132b nog steeds iets van een atmosfeer heeft. Op basis van de waarnemingen en computermodellen komen de wetenschappers tot de conclusie dat de huidige atmosfeer bestaat uit onder meer moleculaire waterstof, methaan en een ‘smog’ van koolwaterstoffen. Ze denken dat niet alle waterstof van de oorspronkelijke atmosfeer is ontsnapt, maar deels is geabsorbeerd door de mantel van gesmolten magma van de planeet en nu geleidelijk weer vrijkomt via vulkanische processen. Die vulkanische activiteit zou te danken zijn aan het feit dat GJ 1132 b een ellipsbaan doorloopt, waardoor de afstand tot zijn moederster sterk varieert. Ook draait er nog minstens één andere planeet om de ster, die eveneens aan GJ 1132 b trekt. Als gevolg hiervan wordt de planeet voortdurend ‘gekneed’ en blijft zijn mantel vloeibaar. Iets vergelijkbaar is aan de hand met de Jupitermaan Io, die vulkanisch actief is ten gevolge van het krachtenspel tussen hem, zijn moederplaneet en enkele naburige manen. Volgens de astronomen brengt het hete inwendige van GJ 1132 b met zich mee dat zijn korst heel dun is, waardoor er gemakkelijk barsten kunnen ontstaan. Daardoor zouden er geregeld gassen uit zijn inwendige kunnen ontsnappen. (EE)
→ Distant Planet May Be On Its Second Atmosphere
8 maart 2021
Amerikaanse astronomen hebben een aanwijzing gevonden dat er om de ster Wega, een van de helderste sterren aan onze nachthemel, een hete massarijke planeet cirkelt (The Astronomical Journal, 2 maart). Wega is de helderste ster van het sterrenbeeld Lier en heeft ongeveer tweemaal zoveel massa als onze zon. De ster is relatief jong en bevindt zich op een afstand van slechts 25 lichtjaar. Acht jaar geleden bleek uit gegevens van de ruimtetelescopen Herschel en Spitzer dat Wega is omgeven door een gordel van planetaire ‘bouwstenen’ én een wijdere gordel van ijsachtig materiaal. Het vermoeden bestond dat zich tussen beide gordels een of meer planeten zouden kunnen bevinden. Dat laatste is nog steeds denkbaar, maar de mogelijke planeet die nu bij Wega lijkt te zijn opgespoord bevindt zich veel dichter bij de ster. Zijn bestaan wordt afgeleid uit het feit dat Wega een subtiele schommelbeweging lijkt te vertonen. De schommeling is – met de nodige moeite – opgemerkt in spectrografische gegevens die over een periode van tien jaar zijn verzameld door de Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona. Als de ontdekking standhoudt, zou de planeet in slechts tweeënhalve dag om Wega cirkelen. Zijn afstand tot de ster bedraagt in dat geval nog geen 7 miljoen kilometer, wat zou resulteren in een oppervlaktetemperatuur van maar liefst 3000 graden Celsius. Dat is ruimschoots heet genoeg om ijzer te doen smelten. Uit de grootte van de schommelbeweging van Wega wordt afgeleid dat de massa van de mogelijke planeet ergens tussen die van Neptunus en Jupiter in ligt. Het zou dus gaan om een ‘hete Neptunus’ of een ‘hete Jupiter’. Op zo’n geringe afstand van Wega zou de planeet sterk opgezwollen moeten zijn. Of er ook werkelijk een ziedend hete planeet om Wega draait, zal uit verder onderzoek moeten blijken. Volgens de astronomen zou zo’n omvangrijke hete planeet in het nabij-infrarood helder genoeg kunnen zijn om rechtstreeks waarneembaar te zijn. (EE)
→ A Giant, Sizzling Planet May be Orbiting the Star Vega
4 maart 2021
Een team van astronomen, onder leiding van Trifon Trifonov van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland), heeft een hete rotsachtige planeet ontdekt die om de slechts 26 lichtjaar verre rode dwergster Gliese 486 cirkelt (Science, 4 maart). Hoewel de planeet, met de aanduiding Gliese 486b, zich dicht bij zijn moederster bevindt, heeft hij mogelijk een restant van zijn oorspronkelijke atmosfeer behouden. Dat maakt hem tot een interessant onderzoeksobject voor de volgende generatie van telescopen op aarde en in de ruimte. De afgelopen 25 jaar hebben astronomen duizenden planeten bij andere sterren ontdekt. Slechts een klein deel van deze ‘exoplaneten’ vertoont overeenkomsten met de aarde. Dat leiden astronomen af uit de massa’s, afmetingen en dichtheden van deze objecten. Over hun eventuele atmosferen is echter vrijwel niets bekend. Dat geldt ook voor de nu ontdekte planeet, die tot de ‘superaardes’ behoort. Gliese 486b heeft bijna drie keer zoveel massa als onze eigen planeet en is dertig procent groter. Dat resulteert in een gemiddelde dichtheid die vergelijkbaar is met die van Venus en de aarde. Het grote verschil met laatstgenoemde planeten is dat Gliese 486b op een afstand van slechts 2,5 miljoen kilometer om zijn ster draait, waardoor een jaar op de planeet maar anderhalve aardse dag duurt. Hoewel die ster veel koeler is en minder fel straalt dan onze zon, resulteert dit in een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 430 °C. In dat opzicht lijkt de planeet dus meer op Venus dan de aarde. Berekeningen wijzen erop dat hij niet zo’n dichte atmosfeer kan hebben als onze buurtplaneet, maar mogelijk wel een ijlere atmosfeer. Om daar zekerheid over te krijgen, zullen astronomen echter geduld moeten hebben. Voor de noodzakelijke metingen zijn ze afhankelijk van de nog in aanbouw zijnde Extreme Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili en de JWST-ruimtetelescoop, die in oktober van dit jaar wordt gelanceerd. (EE)
→ A blazing nearby super-Earth
16 februari 2021
Een planetenstelsel op bijna 900 lichtjaar afstand blijkt te bestaan uit twee planeten die om een zonachtige ster cirkelen die zelf de andere kant op draait (Proceedings of the National Academy of Sciences, 15 februari). Dit is in strijd met het gangbare idee dat de evenaar van een ster min of meer samenvalt met het baanvlak van haar planeten, omdat zij allemaal uit één en dezelfde draaiende wolk van moleculair gas zijn ontstaan. Bij gevolg zou de ster dezelfde kant op moeten draaien als de om haar heen wentelende planeten. Maar het K2-290-stelsel houdt zich niet aan deze regel. Het K2-290-stelsel bestaat uit drie sterren. Om een daarvan, K2-290 A, draaien twee forse planeten. Simon Albrecht van de Universiteit van Aarhus (Denemarken) en zijn collega’s hebben vastgesteld dat de rotatie-as van K2-290 A een hoek van ongeveer 124 graden maakt met het baanvlak van haar planeten. Dat betekent dat de ster ten opzichte van deze planeten in feite in tegengestelde richting ronddraait. Ter vergelijking: de rotatie-as van onze zon staat onder een hoek van slechts zes graden. Het is niet voor het eerst dat zo’n ‘tegendraads’ planetenstelsel is ontdekt. Een mogelijke verklaring voor het bestaan van zulke stelsels kan zijn dat er tijdens hun vorming turbulenties zijn opgetreden die de onderlinge oriëntaties van ster en planeten heeft verstoord. Maar K2-290 is wel een uniek geval, omdat de banen van de twee planeten netjes samenvallen. Albrecht en zijn medewerkers zoeken de verklaring daarvoor in het gegeven dat er in het K2-290-stelsel meer dan één ster aanwezig is. Computersimulaties laten zien dat de zwaartekrachtsinteracties met een andere ster ertoe kunnen leiden dat de protoplanetaire schijf rond een jonge ster – de schijf van gas en stof waarin zich later planeten kunnen vormen – sterk gaat kantelen. Kortom: we mogen er niet van uitgaan dat planetenstelsels-in-wording altijd (min of meer) in het evenaarsvlak van hun ster liggen. (EE)
→ A backward-spinning star with two coplanar orbiting planets in a multi stellar system
11 februari 2021
Astronomen van de Universiteit van Warwick (VK) hebben restanten van planeetkorsten ontdekt in de atmosferen van vier nabije witte dwergsterren. Vermoedelijk betreft het materiaal van rotsachtige planeten die om de witte dwergen hebben gecirkeld, toen deze nog normale sterren waren (Nature Astronomy, 11 februari). Het Britse team ontdekte het bijzondere viertal in gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia en van de Sloan Digital Sky Survey. De spectra van de witte dwergen vertonen absorptielijnen die aan de elementen lithium, kalium, natrium en calcium toebehoren. De onderlinge verhoudingen waarin deze elementen in de atmosferen van de dwergsterren voorkomen, stemmen overeen met die in de korsten van rotsachtige planeten zoals de aarde en Mars, als je deze zodanig zou verhitten dat ze verdampen en een paar miljoen jaar lang vermengd zijn met de buitenste gaslagen van de ster. Het is niet voor het eerst dat ‘planeetresten’ in de atmosferen van witte dwergsterren zijn aangetroffen, maar tot nu toe ging het daarbij om materiaal dat waarschijnlijk uit de dieper gelegen mantel of kern van een planeet afkomstig was. Lithium en kalium worden gezien als goede indicatoren van korstmateriaal: in mantel of kern komen deze elementen niet veel voor. De buitenste lagen van de onderzochte witte dwergen bevatten tot wel 300.000 gigaton aan rotsachtig puin, waaronder 60 gigaton lithium en 3000 gigaton aan kalium. Volgens de astronomen zou het gaan om materiaal dat afkomstig is van planeten die onder invloed van de getijdenkrachten van hun ster zijn verbrokkeld. Witte dwergsterren zijn de compacte restanten van sterren die al hun nucleaire brandstof hebben verbruikt, maar nog miljarden jaren lang blijven nagloeien. De vier onderzochte witte dwergen raakten mogelijk al 10 miljard jaar geleden uitgeput en behoren tot de oudste die in ons Melkwegstelsel zijn aangetroffen. (EE)
→ Vaporised crusts of Earth-like planets found in dying stars
10 februari 2021
Astronomen hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om opnamen te maken van exoplaneten bij nabije sterren. Dat heeft mogelijk een interessante ontdekking opgeleverd: een planeet in de leefbare zone rond de ster Alfa Centauri A. Het rechtstreeks ‘fotograferen’ van planeten buiten ons zonnestelsel is uiterst moeilijk. In vergelijking met hun moederster zijn exoplaneten uitermate lichtzwakke objecten. Daarom is het tot nu toe alleen gelukt om forse exoplaneten op grote afstand van hun ster vast te leggen. De planeten waar astronomen het meest in geïnteresseerd zijn – objecten op ‘aangename’ afstanden van een zonachtige ster – bleven buiten schot. In een publicatie in Nature Communication beschrijft een team onder leiding van Kevin Wagner van de Universiteit van Arizona (VS) nu echter een methode die de detectie van zulke exoplaneten tien keer zo gemakkelijk maakt. De astronomen hebben een systeem ontwikkeld waarmee langdurige opnamen in het mid-infrarood worden gemaakt – het golflengtegebied waar exoplaneten in de leefbare zone rond hun ster op hun helderst zijn. Dit golflengtegebied werd tot nu toe gemeden, omdat hemel, camera en telescoop eveneens infraroodstraling produceren. Bij hun waarnemingen hebben Wagner en zijn team gebruik gemaakt van de Europese Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. Met deze telescoop keken ze naar het meest nabije stersysteem: dat van Alfa Centauri. Dit stelsel bestaat uit twee sterren – Alfa Centauri A en B – die ongeveer net zo groot zijn als de zon en om elkaar wentelen. Op grote afstand van dit tweetal bevindt zich nog de veel kleinere en koelere ster Proxima. Deze laatste vertoont een schommelbeweging die erop wijst dat er een niet al te zware planeet omheen draait. Maar bij de sterren A en B was nog geen betrouwbare indicatie van eventuele planeten waargenomen. Om de gevoeligheid van het telescoopsysteem te vergroten, gebruikten de astronomen een adaptief optisch systeem, dat beeldverstoringen ten gevolge van turbulenties in de aardatmosfeer corrigeert. Ook werd gebruik gemaakt van een klein masker waarmee het licht van ster A of B kon worden afgeschermd. Om de naaste omgevingen van beide sterren tegelijk te kunnen verkennen, werd met tussenpozen van een tiende seconde afwisselend naar de ene of de andere ster gekeken. Door opeenvolgende beelden van elkaar af te trekken kon de ‘infraroodruis’ van camera en telescoop uit de opnamen worden verwijderd. En door meerdere (gecorrigeerde) opnamen bij elkaar op te tellen, werd de beeldruis nog verder onderdrukt. Het Alfa Centauri-stelsel is op die manier in de loop van een maand bijna honderd uur lang waargenomen, wat meer dan vijf miljoen opnamen heeft opgeleverd. Dat resulteerde in een ‘opgeschoonde’ foto waarop een nog onbekende lichtbron te zien is, die de aanduiding C1 heeft gekregen. C1 zou een exoplaneet ter grootte van Neptunus of Saturnus kunnen zijn die ongeveer net zo ver van ster A verwijderd is als de aarde van de zon. De astronomen benadrukken echter dat ze nog allerminst zeker zijn van het bestaan van deze planeet. Het zou ook heel goed een instrumenteel artefact kunnen zijn. Het team wil daarom over een paar jaar nog eens naar het Alfa Centauri-stelsel kijken. Als C1 inderdaad een object is dat om ster A cirkelt, moet hij tegen die tijd een stuk zijn opgeschoven in zijn baan. (EE)
→ A new way to look for life-sustaining planets
3 februari 2021
Een van de eigenschappen die een planeet geschikt maakt voor leven is de aanwezigheid van een weersysteem. Exoplaneten staan te ver weg om zoiets te zien, maar astronomen kunnen wel zoeken naar stoffen in de atmosfeer die een weersysteem mogelijk maken. Onderzoekers van SRON en de RUG hebben nu op exoplaneet WASP-31b een indicatie gevonden voor chroomhydride, dat bij de betreffende temperatuur en druk op de grens zit tussen vloeistof en gas (Astronomy & Astrophysics, 3 februari). Terwijl ruimtesondes de planeten en manen rond onze zon afspeuren naar buitenaards leven, zijn er in ons Melkwegstelsel nog eens honderden miljarden andere sterren waarvan het merendeel waarschijnlijk ook omringd is door planeten. Die zogenoemde exoplaneten zijn te ver weg om naartoe te reizen, maar we kunnen ze wel bestuderen met onze telescopen. Hoewel de ruimtelijke resolutie meestal onvoldoende is om een exoplaneet in beeld te brengen, kunnen astronomen alsnog veel informatie halen uit de vingerafdrukken die hun atmosfeer achterlaat in het licht van de moederster. Sterrenkundigen leiden uit die vingerafdrukken (zogeheten transmissiespectra) af welke stoffen er in de atmosfeer van een exoplaneet zitten. Vooralsnog is dit soort onderzoek echter beperkt tot reuzenplaneten die dichtbij hun ster staan, zogenaamde hete Jupiters. Deze planeten zijn te heet om leven te verwachten, maar kunnen ons al veel leren over de werking van mogelijke weersystemen. Een onderzoeksteam van SRON Netherlands Institute for Space Research en Rijksuniversiteit Groningen heeft nu een hint gevonden van een stof die op het randje zit tussen vloeistof en gas. Eerste auteur Marrick Braam en zijn collega's vonden via Hubble-data indicaties van chroomhydride (CrH) in de atmosfeer van exoplaneet WASP-31b. Dat is een hete reuzenplaneet met een temperatuur van ongeveer 1.200 °C in de schemerzone tussen dag en nacht, de plek waar het sterlicht door de atmosfeer naar de aarde vliegt. En dat is toevallig rond de temperatuur waarop chroomhydride overgaat van vloeibaar naar gas bij de betreffende druk in de buitenlagen van de planeet, vergelijkbaar met de omstandigheden voor water op aarde.
→ Volledig persbericht
28 januari 2021
Een team van astronomen, onder leiding van Nicolas Kurtovic van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (Duitsland), heeft ringachtige structuren ontdekt in de schijven rond jonge, zeer lichte sterren. Dat wijst erop dat zich hier planeten aan het vormen zijn, al is daar niet veel tijd voor. Tot nu toe hebben astronomen ongeveer 4400 planeten bij andere sterren dan onze zon ontdekt. Deze populatie geeft echter geen evenwichtig beeld van de planetenstelsels in ons Melkwegstelsel. Slechts ongeveer tien procent van de bekende exoplaneten cirkelen om zogeheten rode dwergen, terwijl deze maar liefst driekwart van alle sterren in de Melkweg vertegenwoordigen. Rode dwergen zijn de lichtste, kleinste en koelste van alle sterren. En doordat ze in vergelijking met de meeste sterren met planeten zo weinig licht uitstralen, laten ze zich maar moeilijk onderzoeken. Een en ander heeft ertoe geleid dat astronomen maar weinig weten over de processen die tot de vorming van planeten in de schijven van gas en stof rond jonge rode dwergen leiden. Om daar verandering in te brengen hebben Kurtovic en zijn collega’s de schijven rond zes jonge sterren met minstens vijf keer zo weinig massa als onze zon onderzocht. Daarbij is gebruik gemaakt van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een netwerk van radiotelescopen in het noorden van Chili die tezamen één grote telescoop vormen. De helft van de onderzochte schijven vertoont ringachtige structuren van stof die zich uitstrekken tot op vijftig à negentig astronomische eenheden van hun ster (1 AE – de gemiddelde afstand zon-aarde – staat gelijk aan 150 miljoen kilometer). Qua vorm lijken de schijven verrassend veel op die rond veel massarijkere jongere sterren, waarbij het ontstaan van zulke ringen wordt toegeschreven aan de vorming van reuzenplaneten die stof en gas opvegen terwijl ze om hun ster cirkelen. De overige drie schijven vertonen geen ringstructuren, maar dat hoeft niet te betekenen dat ze ontbreken: waarschijnlijk zijn de ALMA-beelden niet scherp genoeg om ze te kunnen onderscheiden. Hoe dan ook bevatten de schijven rond de waargenomen sterren genoeg materiaal om de vorming van planeten mogelijk te maken. Een probleem is wel dat het stof rond lichte sterren veel sneller naar binnen spiraalt, en uiteindelijk in de nabijheid van de centrale ster verdampt, dan dat rond zwaardere sterren. Er is daardoor veel minder tijd voor de vorming van planetaire ‘bouwstenen’. Of dat ook betekent dat planeten bij rode dwergsterren per definitie schaarser zijn dan bij zwaardere sterren, kan op basis van deze kleine steekproef nog niet worden geconcludeerd. (EE)
→ Peering inside the birthplaces of planets orbiting the smallest stars
25 januari 2021
Met behulp van een combinatie van telescopen, waaronder de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), hebben astronomen een stelsel van zes exoplaneten ontdekt, waarvan er vijf in een bijzonder ritme om hun moederster cirkelen. De onderzoekers denken dat het stelsel belangrijke aanwijzingen kan verschaffen over de manier waarop planeten, waaronder die in ons eigen zonnestelsel, ontstaan en evolueren (Astronomy & Astrophysics, 25 januari). De eerste keer dat het onderzoeksteam TOI-178 – een ster op ongeveer 200 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sculptor (Beeldhouwer) – waarnam, dachten de wetenschappers dat ze twee planeten hadden ontdekt die in dezelfde baan om de ster draaiden. Maar bij nadere inspectie bleek het iets heel anders te zijn. Het nieuwe onderzoek heeft uitgewezen dat het stelsel zes planeten telt en dat deze, op de binnenste planeet na, zijn verstrikt in een ritmische dans. Met andere woorden: ze zijn in resonantie. Dit betekent dat er telkens terugkerende patronen te zien zijn in de bewegingen van de planeten rond de ster, waarbij sommige planeten om de paar omlopen op één lijn komen te staan. Een vergelijkbare resonantie is waarneembaar bij drie van de manen van de planeet Jupiter: Io, Europa en Ganymedes. De binnenste van de drie voltooit vier volledige omlopen om Jupiter in de tijd dat de buitenste, Ganymedes, er één volbrengt, en twee omlopen in de tijd dat Europa er één voltooit. De vijf buitenste planeten van het TOI-178-stelsel volgen een veel ingewikkeldere resonantieketen, een van de langste die tot nu toe bij een planetenstelsel zijn ontdekt. Waar de drie Jupitermanen in een resonantie van 4:2:1 verkeren, vormen de vijf buitenste planeten van TOI-178 een keten van 18:9:6:4:3. In de tijd dat de tweede planeet vanaf de ster (de eerste in de resonantieketen) achttien omlopen volbrengt, volbrengt de derde planeet vanaf de ster (tweede in de keten) er negen, enzovoort. Het is zelfs zo dat de wetenschappers aanvankelijk slechts vijf planeten in het stelsel hadden ontdekt, en de zesde planeet pas wisten op te sporen toen ze op basis van dit resonantie-ritme hadden berekend waar deze extra planeet zich tijdens hun volgende waarnemingssessie zou moeten bevinden. Deze dans van resonerende planeten is meer dan een curiositeit: hij verschaft informatie op het verleden van dit stelsel. Als het stelsel eerder in zijn bestaan duidelijk verstoord zou zijn geweest, bijvoorbeeld door een grote inslag, zou deze kwetsbare configuratie van banen dit niet hebben overleefd. Waar de rangschikking van de planeetbanen netjes geordend is, zijn de dichtheden van de planeten veel minder op elkaar afgestemd. Het lijkt erop dat een planeet met de dichtheid van de aarde wordt gevolgd door een heel ‘donzige’ planeet met de halve dichtheid van Neptunus, en die weer door een planeet met de dichtheid van Neptunus. In ons eigen zonnestelsel zijn de planeten wel netjes op dichtheid gesorteerd: de rotsachtige dichtere planeten bevinden zich dicht bij de centrale ster (de zon), de gasplaneten met lage dichtheid verder naar buiten. Het contrast tussen de ritmische harmonie van de baanbewegingen en de wanordelijke dichtheden laat zich volgens de onderzoekers niet gemakkelijk verklaren. (EE)
→ Volledig persbericht
22 januari 2021
Nieuw onderzoek wijst erop dat de zeven rotsachtige planeten van de ster TRAPPIST-1 vrijwel dezelfde dichtheid hebben. Dat wijst erop dat ze ook qua samenstelling veel op elkaar lijken (Planetary Science Journal, 22 januari). Het planetenstelsel van de slechts 40 lichtjaar verre ster TRAPPIST-1 is in 2016 ontdekt met de Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) in Chili. Het is het grootste volledig uit min of meer aarde-achtige planeten bestaande planetenstelsel dat we kennen. Sinds haar ontdekking is deze bijzondere familie van planeten met tal van telescopen op aarde en in de ruimte onderzocht, waaronder NASA-ruimtetelescoop Spitzer. Totdat Spitzer in januari 2020 uit bedrijf werd genomen, heeft deze meer dan duizend uur gerichte waarnemingen van TRAPPIST-1 gedaan. Deze waarnemingen zijn nu gebruikt om de massa’s en afmetingen – en daarmee ook de dichtheden – van de zeven planeten nauwkeuriger te berekenen. Daarbij is gebleken dat de planeten nog meer op elkaar lijken dan al werd vermoed. Dat de dichtheden van de planeten van TRAPPIST-1 dicht bij elkaar liggen, kan betekenen dat ze vergelijkbare hoeveelheden ijzer, zuurstof, magnesium en silicium bevatten. Maar omdat hun dichtheden ongeveer acht procent lager zijn dan die van de aarde, lijkt hun samenstelling wel duidelijk te verschillen van die van onze planeet. Om te onderzoeken of de geringere dichtheid te maken zou kunnen hebben met de aanwezigheid van water – en dan in veel grotere hoeveelheden dan op aarde – hebben planeetwetenschappers modelberekeningen gedaan van het inwendige en de atmosferen van de zeven planeten. Dit brengt hen tot de conclusie dat de drie planeten die zich het dichtst bij de ster TRAPPIST-1 bevinden waarschijnlijk geen water op hun oppervlak hebben. En de overige vier hebben niet meer dan een paar procent water, mogelijk in vloeibare vorm, op hun oppervlakken. Dat is hoe dan ook te weinig om hun lagere dichtheid te verklaren. Een andere verklaring voor de lagere dichtheid zou kunnen zijn dat de samenstelling van de zeven planeten lijkt op die van de aarde, maar dan met een aanzienlijk kleiner aandeel ijzer. Ook is het denkbaar de planeten minder ijzer bevatten en dat dit ijzer voor een belangrijk deel geoxideerd is. Ook dat resulteert in een lagere dichtheid. (EE)
→ TRAPPIST-1’s 7 Rocky Planets May Be Made of Similar Stuff
21 januari 2021
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder leiding van Jozsef Varga (Universiteit Leiden), heeft een wervelwind van stof en gruis ontdekt in een baan rond een jonge ster. In het gruis is zich mogelijk een planeet aan het vormen. De bevindingen worden binnenkort gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics. De exoplaneet-in-wording draait in een nauwe baan om de ster HD 163296. Dat is een door astronomen veel bestudeerde jonge ster op ongeveer 330 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boogschutter. Eerder al vonden sterrenkundigen aanwijzingen voor de vorming van drie grote exoplaneten in een wijde baan om de ster. Nu komt daar dus mogelijk een vierde planeet dichtbij de ster bij. De onderzoekers bestudeerden de ster tijdens vier nachten in maart en juni 2019. Ze hadden hun telescoop gericht op het binnenste deel van de schijf van stof en gruis die om de ster draait. De sterrenkundigen zagen een ring van warm, fijn stof op een afstand van de ster die te vergelijken is met de baan van Mercurius om onze zon. Opmerkelijk was dat een deel van de ring veel helderder, en dus heter, was dan de rest van de ring. Deze hete vlek leek in een maand een rondje te draaien om de ster. De astronomen vermoeden dat de hete vlek met warm, fijn stof een wervelwind in de schijf is waaruit een planeet kan worden gevormd. Ze kunnen hun vermoeden onderbouwen met simulaties. Terwijl in de rest van de schijf stof en gruis samenklontert, worden in de wervelwind de kiezels juist vermalen tot fijn stof. Dat fijne stof is zichtbaar in de hete vlek. De onderzoekers deden hun ontdekking met het nieuwe MATISSE-instrument. Dat instrument combineert en analyseert het licht van vier telescopen van de Very Large Telescope van de ESO-sterrenwacht op Cerro Paranal, in het noorden van Chili. Daardoor ontstaat een samengestelde telescoop met een virtuele diameter van 200 meter. Het MATISSE-instrument is speciaal gemaakt om infraroodstraling te analyseren. Die straling ontstaat als iets, bijvoorbeeld een planeet of stofschijf, warmte afgeeft. Het instrument wordt gekoeld zodat het niet zelf infraroodstraling uitzendt. Het gekoelde deel van MATISSE is gebouwd door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), in samenwerking met de Nederlandse industrie.
→ Volledig persbericht
18 januari 2021
De kernmassa van de reusachtige exoplaneet WASP-107b is veel geringer dan nodig wordt geacht voor de ontwikkeling van een immens omhulsel van gas zoals planeten als Jupiter en Saturnus die vertonen. Deze intrigerende ontdekking onder leiding van astronomen van de Universiteit van Montreal (Canada) wijst erop dat zulke gasreuzen zich veel gemakkelijker kunnen vormen dan tot nu toe werd aangenomen (Astronomical Journal, 18 januari). Exoplaneet WASP-107b werd in 2017 ontdekt bij WASP 107, een ster op ongeveer 212 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Maagd. De planeet, die ongeveer net zo groot is als Jupiter, bevindt zich heel dicht bij zijn ster: hun onderlinge afstand is zestien keer zo klein als de afstand zon-aarde. Kort na zijn ontdekking werd geschat dat WASP-107b acht keer zo weinig massa heeft als Jupiter. Maar nieuwe waarnemingen van de schommelbeweging van moederster WASP-107, verricht met de Keck-telescoop op Hawaï, laten zien dat WASP-107b nóg minder om het lijf heeft: hij heeft tien keer zo weinig massa als Jupiter en behoort daarmee definitief tot de ‘suikerspin-planeten’. Modelberekeningen wijzen erop dat de vaste kern van de planeet hooguit vier keer zoveel massa heeft als de aarde. Dat zou betekenen dat de gasmantel van WASP-107b maar liefst 85 procent van zijn totale massa vertegenwoordigt. Ter vergelijking: bij de ongeveer even grote planeet Neptunus komt slechts ongeveer 10 procent van de massa voor rekening van de gaslaag. De grote vraag is nu hoe zo’n bescheiden ‘groeikern’ van vier aardmassa’s zoveel gas om zich heen heeft weten te verzamelen. Volgens de Canadese astronomen is de meest waarschijnlijke verklaring dat WASP-107b op grote afstand van zijn ster is ontstaan. Daar waren de temperaturen tijdens het vorming van de planeet laag genoeg om grote hoeveelheden gas aan te trekken. Vervolgens zou de planeet, bijvoorbeeld na interacties met naburige planeten, naar zijn huidige krappe omloopbaan zijn ‘gemigreerd’. De recente Keck-waarnemingen lijken inderdaad in deze richting te wijzen. Er is nu namelijk een tweede planeet bij WASP-107 ontdekt, die drie keer zoveel massa heeft als WASP-107b. De nieuwe planeet, WASP-107c, bevindt zich bovendien veel verder van de ster en doorloopt een sterk ellipsvormige baan. Dat laatste wijst erop dat het planetenstelsel een roerig verleden heeft gehad. (EE)
→ A ‘super-puff’ planet like no other
12 januari 2021
Het is eindelijk gelukt om het bestaan aan te tonen van de tweede kandidaat-planeet die in 2009 door de Kepler-ruimtetelescoop werd opgespoord. De potentiële planeet, die de aanduiding KOI-5Ab kreeg, raakte ondergesneeuwd onder de duizenden andere planeten die Kepler tot 2018 ontdekte. Astronomen hebben KOI-5Ab in 2014 nog wel bekeken met onder meer de Keck-telescoop op Hawaï, om aan te tonen dat KOI-5Ab om een ster cirkelt die deel uitmaakt van een systeem van drie sterren. Maar daarbij bleef onduidelijk of de helderheidsdips die Kepler had geregistreerd ook werkelijk door een planeet waren veroorzaakt of door een ‘stoorsignaal’ van een van de beide andere sterren. Dat het bestaan van KOI-5Ab nu alsnog kon worden bekrachtigd, is mede te danken aan Keplers ‘opvolger’, de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die in 2018 eveneens regelmatige helderheidsvariaties bij de ster KOI-5A registreerde. Maar ook toen bleef onduidelijk of deze door een planeet werden veroorzaakt. Astronoom David Ciardi van NASA’s Exoplanet Science Institute (NExScI) heeft daarom nog eens alle beschikbare observatiegegevens verzameld en geanalyseerd. En daarbij ontdekte hij in gegevens van de Keck-telescoop dat ster KOI-5A inderdaad de kleine schommelbeweging vertoont die optreedt wanneer er een planeet omheen draait. Planeet KOI-5Ab bestaat dus echt. Hij heeft ongeveer half zoveel massa als de planeet Saturnus. Op relatief geringe afstand van zijn moederster (A) cirkelt een van de andere sterren van het drievoudige stersysteem (B). De derde ster (C) doorloopt een wijdere baan om dit tweetal. Het is niet voor het eerst dat er een planeet in een meervoudig stersysteem is ontdekt. Maar het begint erop te lijken dat dit soort formaties vrij zeldzaam is. Dat kan ermee te maken hebben dat planeten bij enkelvoudige sterren gemakkelijker opspoorbaar zijn. Maar het is ook denkbaar dat het planeetvormingsproces bij meervoudige sterren moeizamer verloopt. (EE)
→ A Tale of Planetary Resurrection
12 januari 2021
Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Rob van Holstein (Universiteit Leiden) heeft na jaren speuren en de grenzen van een telescoop tarten, voor het eerst direct gepolariseerd licht opgevangen van een exoplaneet. Ze kunnen uit het licht afleiden dat er een schijf van stof en gas rond de exoplaneet draait waarin mogelijk manen gevormd worden. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. De ontdekking betreft exoplaneet DH Tau b. Dat is een zeer jonge planeet van slechts 2 miljoen jaar oud op 437 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Stier. Exoplaneet DH Tau b lijkt niet op onze aarde. De planeet is minstens elf keer zwaarder dan Jupiter, de zwaarste planeet in ons zonnestelsel. Ook staat de planeet tien keer verder van zijn ster dan onze verste planeet Neptunus. De planeet gloeit nog na van zijn ontstaan. Daardoor zendt hij warmte uit in de vorm van infraroodstraling. De onderzoekers ontdekten dat de infraroodstraling van de planeet gepolariseerd is. Dat betekent dat de lichtgolven in een voorkeursrichting trillen. En dat, zo denken de onderzoekers, komt doordat de infraroodstraling van de planeet wordt verstrooid door een schijf van stof en gas die om de planeet draait. In zo’n stofschijf kunnen manen ontstaan. Verder blijkt de schijf om de planeet een andere oriëntatie te hebben dan de schijf om de ster. Zo'n ‘schuine schijf’ wijst erop dat de planeet waarschijnlijk op grote afstand van de ster is gevormd. Dat gaat tegen de theorie in die zegt dat planeten dichtbij hun ster worden gevormd en dan naar buiten migreren. De astronomen gebruikten voor hun waarnemingen het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili. Dat instrument kan onder andere het overweldigende licht van de bijbehorende ster afschermen en van het overgebleven licht de polarisatie bepalen.
→ Volledig persbericht
12 januari 2021
Astronomen van het Institute for Astronomy (IfA) van de Universiteit van Hawaï hebben ontdekt dat zogeheten sub-Neptunussen – exoplaneten die qua grootte tussen de aarde en de planeet Neptunus in zitten – in de loop van de miljarden jaren krimpen. Daarbij kunnen ze uiteindelijk van gedaante veranderen. De ontdekking is gebaseerd op gegevens van de Amerikaanse Kepler-satelliet en de Europese satelliet Gaia. Met de eerste zijn grote aantallen exoplaneten opgespoord, de tweede heeft nauwkeurige metingen gedaan van de afstanden van sterren. Deze afstandsinformatie is nodig om de fysieke afmetingen van sterren en hun planeten te kunnen bepalen. De grootte en kleur van een ster geven bovendien een indicatie van diens leeftijd. Met behulp van deze gegevens hebben de astronomen onderzocht in hoeverre de leeftijd van een ster bepalend is voor de planeten die om hem heen cirkelen. Daarbij bleek dat sommige planeten, met name wanneer ze meer dan 150 keer zoveel straling van hun ster ontvangen als de aarde van de zon, binnen een miljard jaar hun atmosfeer verliezen. Dat de omvang van een gasrijke planeet op deze manier afneemt, ligt voor de hand. Maar verrassend is wel dat ook heel oude planeten nog lijken te krimpen. Als gevolg daarvan kunnen sub-Neptunussen op tijdschalen van miljarden jaren in superaardes veranderen – rotsachtige exoplaneten die een slag groter zijn dan de aarde. (EE)
→ UH Astronomers Find Evidence for Planets Shrinking Over Billions of Years
12 januari 2021
Astronomen hebben een planeet ontdekt bij een van de oudste sterren van ons Melkwegstelsel. De exoplaneet is ongeveer vijftig procent groter dan de aarde en doet minder dan twaalf uur over één omloop om zijn ster. Door de geringe afstand tot zijn ster bedraagt de gemiddelde temperatuur aan het oppervlak van deze ‘superaarde’ bijna 2000 graden. Opvallend aan TOI-561b, zoals de planeet wordt genoemd, is zijn dichtheid. Die is ongeveer gelijk aan die van onze eigen planeet, maar is daarmee lager dan die voor andere planeten van dit type. Zijn ontdekkers hebben daar wel een plausibele verklaring voor: omdat de planeet (net als zijn ster) heel oud is, bevat hij waarschijnlijk relatief weinig zware elementen oftewel ‘metalen’. Deze elementen, die in het inwendige van sterren worden geproduceerd, kwamen pas later in de kosmische geschiedenis in grotere hoeveelheden beschikbaar. TOI-561b is een van oudste rotsachtige planeten die astronomen tot nu toe hebben opgespoord. Volgens zijn ontdekkers toont zijn bestaan aan dat de vorming van rotsachtige planeten al vrij kort na het ontstaan van de eerste sterren is begonnen. Naast TOI-561b draaien nog drie andere planeten om dezelfde ster. Dat zijn ‘sub-Neptunussen’ – kleine versies van de planeet Neptunus. Het planetenstelsel, ontdekt met behulp van de TESS-satelliet, is 280 lichtjaar van ons verwijderd. De ontdekking is gepresenteerd tijdens de 237ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week plaatsvindt, en is geaccepteerd voor publicatie in de Astronomical Journal. (EE)
→ ‘Super Earth’ discovered near one of our galaxy’s oldest stars
22 december 2020
Astronomen die de hemel ‘afluisteren’ naar mogelijke radiosignalen van buitenaardse beschavingen hebben in het voorjaar van 2019 een opvallend signaal opgepikt dat uit de (globale) richting van de ster Proxima Centauri kwam. Proxima is met een afstand van iets meer dan vier lichtjaar de meest nabije buur van onze zon en heeft minstens twee planeten. Een wetenschappelijke publicatie over de ontdekking wordt in januari verwacht, maar het nieuws is al gelekt naar de Britse krant The Guardian. Het radiosignaal, met een frequentie van vrijwel exact 980 megahertz, is geregistreerd met de Parkes-radiotelescoop in Australië. De data die dit instrument heeft ontvangen zijn nog niet vrijgegeven – de analyse ervan is nog in volle gang. De Parkes-radiotelescoop doet mee aan het Breakthrough Listen-project dat is opgezet om kunstmatige radiosignalen van buiten ons zonnestelsel te ontdekken. Daarbij worden aan de lopende band ongewone signalen opgepikt, maar de meeste daarvan kunnen al snel in verband worden gebracht met aardse bronnen of met kosmische objecten waarvan al bekend is dat ze radiostraling produceren, zoals onze zon. De onderzoekers hebben voor zover bekend nog geen plausibele verklaring kunnen vinden voor het in 2019 geregistreerde signaal, dat sindsdien overigens niet meer is waargenomen. Maar zelfs als zo’n verklaring niet wordt gevonden, wordt het zeer onwaarschijnlijk geacht dat het radiosignaal, dat de aanduiding BLC1 heeft gekregen, van aliens afkomstig was. Ondertussen gonst het op internet natuurlijk van de speculaties en discussies. Wie meer wil weten over de technische aspecten van deze radiodetectie, kan onder meer terecht op het persoonlijke blog van de Amerikaanse astronoom Jason Wright. (EE)
→ Alien hunters detect mystery signal coming from the closest star system
16 december 2020
Bij waarnemingen met de grotendeels in Nederland gestationeerde LOFAR-radiotelescoop heeft een internationaal team van wetenschappers pulsen radiostraling geregistreerd die uit de richting van het sterrenbeeld Boötes komen. Het signaal is mogelijk veroorzaakt door de planeet van de ster Tau Boötis, maar helemaal zeker is dat nog niet (Astronomy & Astrophysics, 16 december). Het stelsel van Tau Boötis bestaat, voor zover bekend, uit een dubbelster en een (onleefbaar) hete planeet die zes keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. De dubbelster bestaat uit een zonachtige ster en een rode dwergster die om elkaar cirkelen. Uit de sterkte en de zogeheten polarisatie van het waargenomen radiosignaal leiden de astronomen af dat het wordt veroorzaakt door het magnetische veld van de planeet. De eigenschappen komen namelijk overeen met theoretische voorspellingen, die zijn gebaseerd op de radiostraling van de planeet Jupiter in ons eigen zonnestelsel. Ook de stelsels van de sterren 55 Cancri en Upsilon Andromedae zijn onder de loep genomen, maar die vertonen geen opvallende uitbarstingen van radiostraling. Of de waargenomen radiogolven ook werkelijk van de planeet Tau Boötis b afkomstig zijn, staat nog niet helemaal vast. Het signaal is heel zwak, en er zijn vervolgwaarnemingen met andere radiotelescopen nodig om de oorzaak ervan te kunnen bevestigen. Het is overigens niet voor het eerst dat er radiogolven zijn waargenomen die in verband worden gebracht met een exoplaneet. In februari van dit jaar maakte een team onder leiding van Harish Vedantham van ASTRON (het Nederlands instituut voor radioastronomie) de ontdekking bekend van radiogolven die worden toegeschreven aan de wisselwerking tussen de rode dwergster GJ1151 en diens planeet. (EE)
→ Astronomers detect possible radio emission from exoplanet
11 december 2020
De grote exoplaneet die in 2013 bij de 336 lichtjaar verre dubbelster HD 106906 is ontdekt, beweegt in een extreem wijde baan om de beide sterren. Dat blijkt uit gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop. Het is voor het eerst dat astronomen de beweging van een Jupiter-achtige planeet hebben gemeten die zich op zo’n grote afstand van zijn moedersterren en hun omringende schijf van ijzig puin bevindt. Deze puinschijf is vergelijkbaar met de Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel, die voorbij de omloopbaan van de planeet Neptunus ligt. Er zijn aanwijzingen dat zich ook voorbij ‘onze’ Kuipergordel een planeet kan bevinden, maar die is nog steeds niet opgespoord. De planeet, met de aanduiding HD 106906 b, heeft naar schatting elf keer zoveel massa als Jupiter en werd zeven jaar geleden ontdekt met de Magellan Telescopes in het noorden van Chili. Toen kon de omvang van de omloopbaan van de planeet echter nog niet worden vastgesteld. Aan de hand van gearchiveerde gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop is dat nu alsnog gelukt. De exoplaneet maakt deel uit van een stersysteem dat waarschijnlijk pas 15 miljoen jaar oud is. Zijn afstand tot de beide jonge sterren in het centrum van het stelsel is meer dan 730 keer zo groot als de afstand zon-aarde: bijna 68 miljard kilometer. Eén omloop van de planeet om de dubbelster duurt ongeveer 15.000 jaar. De vraag is hoe HD 106906 b in die wijde omloopbaan is beland. Op zo’n grote afstand van een jonge ster is normaal gesproken niet genoeg materie te vinden om zo’n kolos te kunnen vormen. De astronomen die de planeetbaan hebben vastgesteld denken dan ook dat de planeet veel dichter bij zijn ster is ontstaan. Daarna zou hij, ten gevolge van de afremmende werking van de gasschijf rond de dubbelster, in eerste instantie naar het tweetal toe zijn gespiraald. Door de zwaartekrachtseffecten van de twee om elkaar wentelende sterren zou hij vervolgens naar het buitengebied van het stelsel zijn geslingerd. (EE)
→ Hubble Pins Down Weird Exoplanet with Far-Flung Orbit
13 november 2020
Het Europese ruimteagentschap ESA heeft groen licht gegeven aan de nieuwe exoplaneet-verkenner Ariel. Ariel wordt de eerste missie die gewijd is aan het onderzoeken van de aard, vorming en evolutie van exoplaneten. De ruimtetelescoop zal ongeveer duizend planeten buiten ons zonnestelsel onder de loep nemen. Meer dan vijftig instituten uit zeventien landen hebben de afgelopen vijf jaar gewerkt aan het opstellen van de wetenschappelijke doelen en het ontwerpen van de instrumentatie van de Ariel-missie, die in 2029 van start moet gaan. Ariel of voluit ‘Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey’ wordt de eerste ruimtetelescoop die specifiek ontworpen is voor het meten van de chemische samenstelling en atmosferische eigenschappen van exoplaneten. Daarbij zal een grote verscheidenheid aan planeten de revue passeren, maar de nadruk zal liggen op hete en warme planeten die op geringe afstanden om hun moederster cirkelen. Door specifiek naar hete te kijken, hopen astronomen meer inzicht te krijgen in het vormingsproces van planeten. Bij hogere temperaturen zullen meer exotische moleculen waarneembaar zijn voor Ariel, en kunnen zijn instrumenten de samenstelling van de planeetatmosferen beter meten. Dat levert dan ook weer informatie op over de samenstelling van de planeet zelf en van zijn ontstaansgeschiedenis. Ariel wordt uitgerust met een ongeveer 1 meter grote ovalen spiegel, waarmee zichtbaar licht en infraroodstraling van de verre planetenstelsels wordt opgevangen. Met behulp van een infraroodspectrometer wordt dit licht uiteengerafeld tot een spectrum, dat de chemische ‘vingerafdrukken’ bevat van de gassen die in de planeetatmosferen te vinden zijn. De nieuwe ruimtetelescoop zal niet in een baan om de aarde worden gebracht, maar om het zogeheten L2-punt gaan cirkelen. Deze ‘uitkijkpost’ ligt vanuit de zon gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde. (EE)
→ The European Space Agency formally adopts Ariel, the exoplanet explorer
4 november 2020
Volgens wetenschappers van drie instituten in Canada en India kent de zeer hete exoplaneet K2-141b een bijzondere kringloop. In plaats van water verdampt er gesteente, dat elders weer ‘neerregent’. De kringloop gaat gepaard met supersonische winden met snelheden van meer dan 5000 km/uur. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 4 november) K2-141b is een planeet van extremen. Hij cirkelt op zo’n kleine afstand om zijn moederster dat de temperatuur aan zijn dagzijde kan oplopen tot 3000 °C. Computersimulaties laten zien dat zich daardoor een misschien wel honderd kilometer diepe oceaan van gesmolten gesteente (magma) heeft gevormd. Tegelijkertijd zakken de temperaturen aan de nachtkant van de planeet tot meer dan 200 graden Celsius onder nul. Een en ander leidt ertoe dat elementen en mineralen die wij op aarde als vaste stoffen kennen – natrium, siliciummonoxide en siliciumdioxide – op K2-141b dezelfde rol vervullen als het water op aarde. Aan de dagzijde van de planeet verdampen ze, om aan de veel koudere nachtkant te condenseren en neer te regenen in de magma-oceaan. De computersimulaties wijzen erop dat de kringloop op K2-141b niet zo stabiel is als die op aarde. Het aan de nachtzijde neergeregende materiaal stroomt maar heel langzaam terug naar de dagzijde. Volgens de wetenschappers leidt dit ertoe dat de mineralogische samenstelling van zowel het oppervlak als de atmosfeer van de planeet geleidelijk verandert. K2-141b cirkelt om een ster die wat kleiner en koeler is dan onze zon. Het tweetal is ongeveer 200 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
→ Supersonic winds, rocky rains forecasted on lava planet
29 oktober 2020
Onder leiding van Poolse astronomen heeft een internationaal onderzoeksteam een ‘loslopende’ planeet in ons Melkwegstelsel ontdekt die vermoedelijk kleiner was dan de aarde. De planeet heeft zijn bestaan verraden doordat hij van ons uit gezien voor een verder weg staande ster langs schoof (Astrophysical Journal Letters, 29 oktober). Astronomen hebben de afgelopen 25 jaar meer dan vierduizend exoplaneten ontdekt – planeten buiten ons zonnestelsel. Hoewel deze planeten grote onderlinge verschillen vertonen, hebben ze één ding gemeen: ze draaien allemaal om een ster. De bestaande theorieën voor het ontstaan van planetenstelsels voorspellen echter dat er af en toe ook wel eens een planeet aan de greep van zijn moederster ontsnapt. Zo’n planeet zwerft vanaf dat moment rond tussen de sterren. De afgelopen jaren is het Poolse astronomen gelukt om enkele van die rondzwervende planeten op te sporen. Het nu ontdekte exemplaar – OGLE-2016-BLG-1928 – is de kleinste tot nu toe. Vrij rondzwervende planeten zenden praktisch geen straling uit en cirkelen per definitie ook niet om een ster. Hierdoor laten ze zich niet gemakkelijk vinden. Dat ze toch kunnen worden opgespoord is te danken aan een verschijnsel dat ‘gravitationele microlensing’ wordt genoemd. Het effect ontstaat wanneer een zwaar object (de ‘lens’) het licht van een helder achtergrondobject (de ‘bron’) afbuigt. Daarbij werkt de zwaartekracht van de lens als een vergrootglas, dat het licht van de bron (doorgaans een ster) versterkt. De kans dat je zo’n lenseffect bij toeval waarneemt, is heel klein. Daarvoor is het nodig dat de bron, de lens en de waarnemer precies op één lijn staan. De ‘pakkans’ kan echter worden vergroot door de helderheden van honderden miljoenen sterren tegelijk in de gaten te houden. En dat is precies wat bij de 28 jaar geleden door Poolse astronomen opgestarte OGLE-survey gebeurt. De duur van een microlensverschijnsel hangt af van de massa van het object dat als lens fungeert. Hoe ‘lichter’ de lens, des te korter duurt het microlensverschijnsel. Door de duur van het verschijnsel te meten, kan dus een schatting worden gemaakt van de massa van het lensobject. In het geval van OGLE-2016-BLG-1928 was de microlens slechts 42 minuten waarneembaar. Modelberekeningen laten zien dat de betreffende lens minder massa moet hebben gehad dan de aarde. Waarschijnlijk ging het om een planeet ter grootte van Mars. En omdat er rond de plek van het microlensverschijnsel geen ster te zien is, gaan de astronomen ervan uit dat het echt een loslopende planeet betrof. (EE)
→ An Earth-sized rogue planet discovered in the Milky Way
27 oktober 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft het spectrum geregistreerd van een ‘hete Neptunus’ – een forse gasplaneet die op geringe afstand om zijn moederster cirkelt. De planeet, met de aanduiding LTT9779b, is twee jaar geleden ontdekt door de NASA-satelliet TESS. Bij het nieuwe onderzoek is tevens gebruik gemaakt van infraroodgegevens van de ruimtetelescoop Spitzer (The Astrophysical Journal Letters, 1 november). LTT9779b draait om een zonachtige ster op 260 lichtjaar van de aarde. Hij is iets groter dan de planeet Neptunus en heeft een omlooptijd van slechts 19 uur. Dat betekent dat hij zich heel dicht bij zijn ster bevindt: hun onderlinge afstand bedraagt maar 2,5 miljoen kilometer. Hierdoor is de exoplaneet zo heet – de Spitzer-gegevens wijzen op een temperatuur van ongeveer 2000 graden Celsius – dat hij eigenlijk geen atmosfeer meer zou mogen hebben: die zou allang verdampt moeten zijn. Toch heeft LTT9779b wel degelijk een atmosfeer, en deze neemt zelfs minstens tien procent van de totale massa van de planeet voor zijn rekening. In het emissiespectrum van de planeet zijn aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van koolstofmonoxide, een molecuul dat ook in de atmosferen van de veel grotere en massarijkere ‘hete Jupiters’ is aangetroffen. Daarnaast lijkt LTT9779b onverwacht grote hoeveelheden zware elementen te bevatten. Dat is opmerkelijk, omdat de twee ongeveer even grote planeten in ons eigen zonnestelsel (Uranus en Neptunus) voornamelijk uit lichte elementen zoals waterstof en helium bestaan. Vooralsnog houden de astronomen het erop dat LTT9779b van oorsprong een hete Jupiter is geweest, die een flink deel van zijn oorspronkelijke massa is kwijtgeraakt. Maar veel meer dan een vermoeden is dat niet. (EE)
→ Data reveals evidence of molecular absorption in the atmosphere of a hot Neptune
13 oktober 2020
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Martin Schlecker van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft vastgesteld dat de ordening van rotsachtige, gasrijke en ijsachtige planeten in planetenstelsels door slechts een paar begincondities wordt bepaald. Dat wordt afgeleid uit computersimulaties waarmee de evolutie van planetenstelsels is nagebootst (Astronomy & Astrophysics, 13 oktober). Wetenschappers vermoeden dat de planeet Jupiter een belangrijke rol heeft gespeeld bij de ontwikkeling van leven op onze planeet. Met zijn grote zwaartekracht brengt deze ‘gasreus’ potentieel gevaarlijke planetoïden en kometen die op weg zijn naar het centrale deel van het zonnestelsel van koers. Hierdoor zijn de daar aanwezige rotsachtige planeten minder vaak het doelwit van grote inslagen. De vraag die Schlecker en zijn team wilden beantwoorden is in hoeverre zo’n combinatie van planeten op toeval berust. Daartoe hebben ze duizend planetenstelsels nagebootst met willekeurige beginomstandigheden voor wat betreft de hoeveelheid beschikbare gas en vaste materie, en de omvang van de protoplanetaire schijf rond de moederster. Vervolgens is berekend hoe de verschillende stelsels zich in de loop van de miljarden jaren ontwikkelen. Uiteindelijk bevatten alle nagebootste stelsels planeten van uiteenlopende afmetingen, massa’s en samenstellingen, op verschillende afstanden van hun ster. Maar opvallend vaak werden daarbij combinaties gevonden van minstens één rotsachtige planeet vergelijkbaar met de aarde en een Jupiter-achtige planeet die in een wijde baan om de ster draait. Wélke combinatie van planeten er uit de simulaties komt lijkt voornamelijk te worden bepaald door de hoeveelheid materiaal die beschikbaar is voor de vorming van planeten. In schijven met relatief weinig materiaal ontstaan geen massarijke planeten van het kaliber Jupiter, maar wel ijsrijke ‘superaardes’ – forse rotsachtige planeten die uiteindelijk een omvangrijke atmosfeer ontwikkelen. In massarijke schijven kunnen zich echter zowel aarde-achtige planeten in de nabijheid van de ster vormen als grote gasplaneten op ruime afstand daarvan. Dat laatste is vermoedelijk het scenario dat tot de vorming van ons eigen zonnestelsel heeft geleid. (EE)
→ Earth-like Planets often come with a bodyguard
2 oktober 2020
Met behulp van het GRAVITY-instrument, dat het licht van alle vier de 8-meter telescopen van de ESO-sterrenwacht op Paranal (Chili) met elkaar verenigt, is voor het eerst een directe opname gemaakt van een exoplaneet die eerder al via de zogeheten radiale-snelheidsmethode was opgespoord. De planeet, die om de nabije ster Bèta Pictoris cirkelt, stelt de bestaande theorieën voor de vorming van grote gasplaneten op de proef. Met de radiale-snelheidsmethode kan uit het spectrum van een ster worden afgeleid of een ster door om hem heen draaiende planeten aan het schommelen wordt gebracht. Uit de grootte van die schommelingen kan vervolgens de massa van de planeten worden afgeleid. Een directe opname van een planeet geeft informatie over diens intrinsieke helderheid. Daarbij gaat het niet om sterlicht dat door de planeet wordt weerkaatst, maar om het (infrarood)licht dat hij zelf produceert doordat hij afkoelt. Met name jonge planeten, die nog heet zijn ten gevolge van hun vormingsproces, kunnen daardoor heel helder zijn. In 2008 ontdekten astronomen dat rond Bèta Pictoris, een ster op slechts 63 lichtjaar, een forse planeet cirkelt. Vorig jaar kwam daar de ontdekking van een mogelijke tweede planeet bij. Het verschil tussen beide ontdekkingen was dat de eerste planeet – Bèta Pictoris b – via directe opnamen werd opgespoord, en de tweede – Bèta Pictoris c – via de schommelbeweging die hij bij zijn ster veroorzaakt. Astronomen zijn er nu in geslaagd om ook van deze laatste planeet, die op veel kleinere afstand om zijn moederster cirkelt, directe opnamen te maken. Tot verrassing van de astronomen is Beta Pictoris c in vergelijking met Beta Pictoris b nogal lichtzwak. Hoewel beide planeten ruwweg evenveel massa hebben, is planeet b zes keer zo helder als planeet c. De bestaande modellen voor het ontstaan van planeten hebben moeite om dat verschil te verklaren. Grote planeten als deze bestaan waarschijnlijk uit een vaste kern, omgeven door enorme hoeveelheden gas. Voor het ontstaan van deze planeten bestaan twee theorieën. Volgens het klassieke ‘schijfinstabiliteitsmodel’ zouden zulke gasreuzen zich rechtstreeks vormen uit het gas en stof dat om een pas ontstane ster achterblijft (een vaste kern ontstaat dan niet). Het ‘kernaccretiemodel’ stelt echter dat zich eerst een kern van vast materiaal vormt, die vervolgens gas uit zijn omgeving inzamelt. Het schijfinstabiliteitsmodel voorspelt dat eenmaal gevormde planeten heel heet en helder zijn. Dat lijkt niet goed te passen bij de waargenomen eigenschappen van Beta Pictoris c, die zich ook nog eens te dicht bij zijn ster bevindt om op die manier te kunnen zijn ontstaan. Anderzijds lijkt planeet c weer wat te heet om via kernaccretie te zijn gevormd. Toch houden de astronomen het erop dat dit het meest waarschijnlijke ontstaansproces voor deze planeet is. (EE)
→ First direct observation of exoplanet β Pictoris c
28 september 2020
Acht maanden na de lancering van CHEOPS is de eerste wetenschappelijke publicatie gebaseerd op gegevens van deze Europese ruimtetelescoop ingediend. CHEOPS onderzoekt de eigenschappen van reeds bekende exoplaneten – planeten buiten ons eigen zonnestelsel. De eerste publicatie, die in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics zal verschijnen, gaat over de exotische exoplaneet WASP-189b. WASP-189b draait om de 322 lichtjaar verre ster HD 133112. Deze ster in het sterrenbeeld Weegschaal behoort tot de heetste waarbij een planetenstelsel is ontdekt. WASP-189b is meer dan anderhalf keer zo groot als Jupiter en cirkelt op een afstand van slechts 7,5 miljoen kilometer om zijn ster. Zijn omlooptijd bedraagt nog geen drie dagen. Net als bij andere exoplaneten van dit type is steeds dezelfde kant van WASP-189b naar de ster toegekeerd. Op het andere halfrond is het altijd donker. Uit de CHEOPS-gegevens blijkt dat de temperatuur aan de dagzijde van de planeet ongeveer 3200 graden bedraagt: heet genoeg om ijzer te doen smelten. Omdat de planeet zich zo dicht bij zijn ster bevindt, is zijn dagzijde vrij helder. Hierdoor vertoont het HD 133112-stelsel niet alleen een ‘helderheidsdip’ wanneer WASP-189 voor de ster langs schuift, maar daarnaast ook een kleiner dipje wanneer hij achter de ster verdwijnt. Uit de grootte van dat dipje blijkt overigens dat de planeet desondanks niet veel sterlicht weerkaatst. Volgens de Zwitserse wetenschappers die de planeet onderzocht hebben komt dit doordat zich aan de hete dagzijde van WASP-189 geen wolken kunnen vormen. De gegevens laten verder zien dat er ook met moederster HD 133112 iets bijzonders aan de hand is. De helderheidsdips die de ster tijdens een planeetovergang vertoont zijn namelijk niet symmetrisch. Daaruit leiden de wetenschappers af dat de ster zo snel ronddraait dat zij niet bolvormig is, maar duidelijk afgeplat: in de breedte is ze groter dan in de hoogte. (EE)
→ First study with CHEOPS data describes one of the most extreme planets in the universe
21 september 2020
Het is een nerderig grapje natuurlijk: een nieuw ontdekte exoplaneet de bijnaam 'Pi-aarde' geven omdat hij een omlooptijd van 3,14 dagen heeft. (De verhouding tussen de omtrek en de diameter van een cirkel is bij benadering 3,14 en wordt aangeduid met de griekse letter pi of π). Ook in de vakpublicatie over de ontdekking laten de astronomen zien dat ze gevoel voor humor hebben: 'π Earth: a 3.14-day Earth-sized Planet from K2’s Kitchen Served Warm by the SPECULOOS Team' (in het Engels klinkt pi hetzelfde als pie, oftewel taart).
De planeet, K2-315b geheten, is ontdekt in waarnemingsgegevens van NASA's ruimtetelescoop Kepler, en bevestigd door metingen van het Belgische SPECULOOS-observatorium - een groep van vier relatief kleine telescopen in Noord-Chili. Hij is bijna even groot als de aarde en heeft zo goed als zeker een rotsachtige samenstelling. De ontdekking is gepubliceerd in Astronomical Journal.
'Pi-aarde' draait eens in de 3,14 dagen rond een koele dwergster, met een baansnelheid van 81 kilometer per seconde- bijna drie maal zo snel als de aarde om de zon beweegt. Vanwege de kleine afstand tot de ster is de temperatuur op de planeet zo'n 180 graden Celsius - precies goed voor het bakken van een taart.
K2-315b zal in de toekomst in detail bestudeerd kunnen worden door de James Webb Space Telescope, waarvan de lancering nu gepland is voor oktober 2021. (GS)
→ Astronomers discover an Earth-sized “pi planet” with a 3.14-day orbit
16 september 2020
Een onderzoeksteam onder leiding van Andrew Vanderburg van de universiteit van Wisconsin-Madison (VS) heeft een exoplaneet van het formaat Jupiter ontdekt die om een witte dwergster cirkelt. De ontdekking bevestigt dat ook in de naaste omgeving van sterren die aan het einde van hun bestaan sterk zijn opgezwollen, nog planeten te vinden kunnen zijn (Nature, 16 september). De meeste exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt cirkelen om zonachtige sterren. Zodra deze sterren de waterstofvoorraad in hun kern hebben verbruikt, zwellen ze op tot rode reuzen en verzwelgen ze de eventuele planeten in hun onmiddellijke nabijheid. De kern van de uitgeputte ster stort daarbij ineen tot een witte dwerg – een compacte, geleidelijk uitdovende ster die ruwweg zo groot is als de aarde, maar bijna net zoveel massa heeft als onze zon. Dat er dicht in de buurt van zo’n witte dwerg een ongeschonden planeet is aangetroffen, komt dus als een verrassing. Wel is eerder al een grote gasplaneet bij een witte dwerg ontdekt die door laatstgenoemde wordt ‘ontmanteld’ (Nature, 4 december 2019). De nu ontdekte planeet is opgespoord door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een NASA-satelliet die sterren onderzoekt op regelmatig optredende helderheidsveranderingen. Daarbij is gebleken dat de 82 lichtjaar verre witte dwerg WD 1856+534 om de anderhalve dag een verduistering ondergaat. De oorzaak is een Jupiter-achtige planeet die op een afstand van ruwweg drie miljoen kilometer om de witte dwerg cirkelt. Daarbij bedekt de planeet zijn ‘gekrompen’ moederster vanaf de aarde gezien keer op keer voor ongeveer de helft. Met behulp van computersimulaties hebben de onderzoekers uitgezocht hoe de planeet in zijn krappe omloopbaan kan zijn beland, zonder dat hij door de opzwellende ster werd opgeslokt. De simulaties geven aan dat hij oorspronkelijk waarschijnlijk ongeveer net zo ver van de ster verwijderd was als de aarde van de zon. Door interacties met andere planeten zou hij vervolgens in een langgerekte baan zijn beland waarvan het binnenste punt dicht bij de ster lag. In de loop van miljarden jaren werd deze omloopbaan onder invloed van de zwaartekracht van de witte dwerg steeds cirkelvormiger, met de huidige situatie als eindresultaat. (EE)
→ Research reveals an enormous planet quickly orbiting a tiny, dying star
3 september 2020
Een team van astronomen heeft het eerste directe bewijs gevonden dat groepjes sterren hun planeet-vormende schijf aan flarden kunnen scheuren. Het resultaat is een kromgetrokken schijf met gekantelde ringen. De resultaten zijn gebaseerd op waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) en de internationale Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Ons zonnestelsel is opmerkelijk plat: alle planeten cirkelen in hetzelfde vlak om de zon. Maar dat is niet altijd zo – zeker niet bij de planeet-vormende schijven rond meervoudige sterren, zoals het object dat bij dit nieuwe onderzoek is bekeken: GW Orionis. Dit stelsel, op een afstand van iets meer dan 1300 lichtjaar in het sterrenbeeld Orion, bestaat uit drie sterren die omringd zijn door een vervormde, stuk getrokken schijf. ‘Onze beelden tonen een extreem geval waarbij de schijf niet plat is, maar kromgetrokken, en een ring vertoont die zich uit de schijf heeft losgemaakt,’ zegt Stefan Kraus, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Exeter (VK), die de leiding had over het onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Science zijn gepubliceerd. De gekantelde ring bevindt zich in het binnenste deel van de schijf, nabij de drie sterren. Uit het nieuwe onderzoek blijkt ook dat deze binnenste ring dertig aardmassa’s aan stof bevat, wat voldoende zou kunnen zijn voor de vorming van planeten. Omdat meer dan de helft van alle sterren aan de hemel met één of meer begeleiders geboren zijn, zou dit weleens kunnen betekenen dat er een grote populatie van exoplaneten bestaat die in sterk gekantelde banen en op ruime afstanden om hun ster cirkelen – net als de planeet Tatooine in de Star Wars-films. De astronomen hebben het stelsel onder meer waargenomen met het SPHERE-instrument van de VLT. Daarmee konden ze voor het eerst de schaduw zien die deze ring over de rest van de planeet-vormende schijf werpt. Aan de hand daarvan konden ze de driedimensionale vorm van de ring en de allesomvattende schijf reconstrueren. Vervolgens hebben de onderzoekers hun vele waarnemingen gecombineerd met computersimulaties, om te kunnen begrijpen wat er met het stelsel van GW Orionis is gebeurd. Deze simulaties geven aan dat de verschillende oriëntaties van de banen van de drie sterren er inderdaad toe kunnen leiden dat de hen omringende schijf in afzonderlijke ringen uiteenvalt. (EE)
→ Volledig persbericht
25 augustus 2020
In juni van dit jaar maakte een internationaal onderzoeksteam de ontdekking bekend van twee planeten – zogeheten superaardes – bij de nabije rode dwergster Gliese 887. Dat leek om twee redenen een gunstig object voor vervolgwaarnemingen. Op de eerste plaats leek de helderheid van de ster vrijwel constant, waardoor het voor de toekomstige James Webb Space Telescope relatief gemakkelijk zou zijn om de eventuele atmosferen van de beide planeten te detecteren. De andere interessante eigenschap van Gliese 887 zou zijn dat hij niet erg actief is. Hierdoor zouden zijn planeten beter in staat moeten zijn om een atmosfeer vast te houden. Bij een ster die hevige uitbarstingen produceert, wordt zo’n atmosfeer bijna letterlijk weggeblazen. Twee astronomen van Arizona State University hebben nu echter vastgesteld dat Gliese 887 toch niet zo tam is als aanvankelijk het geval werd gedacht. In het omvangrijke gegevensarchief van de Hubble-ruimtetelescoop vonden zij aanwijzingen dat de ster elk uur ‘opvlamt’. Het eerdere idee dat Gliese 887 een rustige rode dwerg was, was gebaseerd op waarnemingen in zichtbaar licht, zoals die onder meer met de TESS-satelliet waren gedaan. Bij het nieuwe onderzoek is echter gebruik gemaakt van gegevens die op ver-ultraviolette golflengten zijn verkregen. (EE)
→ Recently Discovered Planets Not as Safe From Stellar Flares as First Thought
25 augustus 2020
Met behulp van een nieuw ‘machine learning’-algoritme, ontwikkeld door wetenschappers van de universiteit van Warwick, is het bestaan van vijftig nieuwe exoplaneten bevestigd. Machine learning oftewel ‘machinaal leren’ is een techniek waarmee computers specifieke patronen in meetgegevens leren herkennen. Bij grote hemelsurveys met telescopen op aarde en/of in de ruimte ontdekken astronomen duizenden potentiële exoplaneten – planeten buiten ons eigen zonnestelsel. Daarbij wordt heel vaak gebruik gemaakt van de zogeheten transit-methode. Planeten die vanaf de aarde gezien steeds weer voor hun moederster langs schuiven, veroorzaken regelmatig optredende karakteristieke dipjes in de helderheid van hun ster. Het probleem is echter dat sterren ook om andere redenen helderheidsvariaties kunnen vertonen. Een ster kan bijvoorbeeld ook een zwakkere ster als begeleider hebben, of de waarnemingen zijn verstoord door een object op de achtergrond. Ook kleine foutjes in de camera die de helderheidsmetingen heeft gedaan kunnen een rol spelen. Om de signalen van echte planeten van foutpositieve signalen te kunnen onderscheiden, moeten de betreffende sterren stuk voor stuk aan vervolgwaarnemingen worden onderworpen. En dat kost veel tijd. Het nieuwe computeralgoritme kan dat onderscheid veel sneller maken. Het is ‘getraind’ met data van al bevestigde planeten en van foutpositieve signalen die zijn verzameld door de inmiddels uitgeschakelde Kepler-ruimtetelescoop. Vervolgens hebben de onderzoekers het algoritme een dataset laten analyseren van nog onbevestigde kandidaatplaneten. Op die manier zijn vijftig exoplaneten opgespoord waarvan het bestaan voor 99 procent zeker is. De ontdekte planeten zijn heel verschillend. Sommige zijn kleiner dan de aarde, andere zo groot als de planeet Neptunus. En hun omlooptijden lopen uiteen van één dag tot tweehonderd dagen. Het is de bedoeling dat het computeralgoritme ook zal worden gebruikt om de datasets van al bestaande en toekomstige ruimtetelescopen zoals TESS en PLATO te analyseren. De verwachting is dat het algoritme mettertijd steeds beter wordt in het herkennen van echte exoplaneten. (EE)
→ Fifty new planets confirmed in machine learning first
11 augustus 2020
NASA-satelliet TESS, die op exoplaneten ‘jaagt’, heeft het eerste deel van haar missie afgerond. De afgelopen twee jaar heeft ze driekwart van de hemel afgespeurd naar sterren die kleine, periodieke helderheidsvariaties vertonen. Op die manier kunnen planeten worden opgespoord die regelmatig voor hun ster langs schuiven. Tot nu toe heeft dat 66 nieuwe exoplaneten opgeleverd. Daarnaast heeft TESS nog eens ruim tweeduizend kandidaat-planeten opgespoord, waarvan astronomen het bestaan nog moeten verifiëren. TESS speurt met vier camera’s de hemel strook voor strook af. Tijdens het eerste jaar van haar missie was het zuidelijke hemelhalfrond aan de beurt, het afgelopen jaar de noordelijke hemel. Vanaf nu tast de satelliet weer de zuidelijke hemel af. Dat gaat vlotter dan voorheen, want de satelliet is voorzien van nieuwe software voor het verzamelen en verwerken van data. Hierdoor kan nu elke tien minuten een volledige opname worden gemaakt – drie keer zo snel als voorheen. Dankzij een nieuwe snelle modus kan TESS nu ook de helderheden van duizenden sterren met tussenpozen van 20 seconden meten. De komende twee jaar zal de geüpdatete satelliet zowel de zuidelijke als de noordelijke hemel nogmaals verkennen. Daarbij wordt nu ook de ecliptica – de hemelstrook die de zon in de loop van het jaar lijkt te doorlopen – meegenomen. TESS ontdekt niet alleen planeten. Ze heeft ook de uitbarsting van een komeet in ons eigen zonnestelsel waargenomen, en tal van ster-explosies. Ook was ze getuige van een uitbarsting in een ver sterrenstelsel die werd veroorzaakt door een zwart gat dat een zonachtige ster aan flarden trok. (EE)
→ NASA’s Planet Hunter Completes Its Primary Mission
5 augustus 2020
Astronomen hebben statistisch bewijs gevonden voor temperatuurinversie in de dampkring van ultrahete gasreuzen die om andere sterren draaien dan onze zon. Uit data van de Spitzer-ruimtetelescoop blijkt dat die temperatuur in de heetste van deze klasse van exoplaneten toeneemt met de hoogte. De resultaten van het onderzoek onder leiding van Claire Baxter en Jean-Michel Désert (beiden Universiteit van Amsterdam) zijn online gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Het team met astronomen uit Nederland, de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk vond in de data-archieven van Spitzer dat planeten boven de 1400 graden Celsius andere emissie-eigenschappen vertoonden dan de koelere gasplaneten. Hete Jupiters zijn reusachtige gasplaneten met zeer grote atmosferen. Ze zijn in massa vergelijkbaar met onze planeet Jupiter, maar ze zijn veel heter doordat ze op kleinere afstand rond hun moederster draaien. De temperatuur van de atmosfeer verandert met de hoogte. Op het moment dat de temperatuur stijgt met de hoogte in plaats van daalt, is er sprake van temperatuurinversie. De Amsterdamse promovenda Claire Baxter: ‘De planeten laten boven de 1400 graden temperatuurinversie zien, die sterker lijkt te worden naarmate de straling van de ster hoger is. Dat is volgens universitair hoofddocent Jean-Michel Désert enigszins vergelijkbaar met wat rond onze eigen aarde gebeurt: "In de dampkring van de aarde vindt temperatuurinversie plaats als gevolg van de aanwezigheid van ozon.’ Het team gebruikte in de studie de waarnemingen van de dagzijde van 78 hete gasreuzen, die gedaan zijn met de Infrared Array Camera van Spitzer. Ze ontdekten dat zodra de temperatuur de waarde van 1400 graden Celsius bereikte, er een signaal van temperatuurinversie was te zien. Daarmee hebben ze statistisch bewijs verzameld dat eerdere theoretische voorspellingen van temperatuurinversie in ultrahete Jupiters ondersteunt.
→ Volledig persbericht
4 augustus 2020
Een internationaal team van radioastronomen heeft een forse planeet ontdekt die om een kleine, koele ster draait. De planeet veroorzaakt een minuscule schommelbeweging bij de ster, die met een netwerk van radiotelescopen is geregistreerd. Daartoe was het nodig om heel nauwkeurige metingen te doen van de positie van de ster. Het is voor het eerst dat deze techniek met goed gevolg op radiogolflengten is toegepast (Astronomical Journal, 4 augustus). De nu ontdekte planeet, die de aanduiding TVLM 513b heeft gekregen, heeft ongeveer net zoveel massa als de planeet Saturnus, maar volgt een omloopbaan die krapper is dan die van de planeet Mercurius. Tot nu toe is nog maar een handjevol exoplaneten met vergelijkbare eigenschappen ontdekt. De planeet en zijn moederster zijn ongeveer 35 lichtjaar van ons verwijderd. Vanaf juni 2018 hebben astronomen de ultrakoele dwergster in het sterrenbeeld Boötes, met tien keer zo weinig massa als onze zon, nauwkeurig gevolgd met de Very Long Baseline Array (VLBA) – een netwerk van tien radiotelescopen die verspreid over de VS staan opgesteld. Na een uitvoerige analyse van de daarbij verzamelde data kon worden geconcludeerd dat de dwergster een regelmatige schommelbeweging maakt met een periode van 221 dagen. De afgelopen decennia hebben astronomen meer dan 4200 planeten bij andere sterren dan de zon ontdekt, maar TVLM 513b is pas de tweede die aan de hand van nauwkeurige positiemetingen van de moederster is opgespoord. Het overgrote deel van de bekende exoplaneten is ontdekt aan de hand van de regelmatig optredende ’mini-verduisteringen’ die ze veroorzaken wanneer ze vanaf de aarde gezien periodiek voor hun ster langs schuiven. Een andere succesvolle methode – radiale snelheidsmeting – maakt gebruik van kleine regelmatige veranderingen in de golflengte van het licht van sterren die door hun planeten aan het schommelen zijn gebracht. (EE)
→ First radio detection of an extrasolar planetary system around a main-sequence star
4 augustus 2020
De omgeving waarin planeten geboren worden kan veel chaotischer zijn dan tot nu toe werd gedacht. Dat blijkt uit een nieuwe opname van de zeer jonge ster RU Lupi, die met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is gemaakt (The Astrophysical Journal, 3 augustus). Planeten ontstaan in de schijven van gas en stof rond jonge sterren. Veel van deze zogeheten protoplanetaire schijven vertonen dan ook lege zones, die erop wijzen dat planeten-in-wording bezig zijn om schijfmateriaal op te vegen. Hierdoor ontstaat een geordend stelsel van concentrische ringen van stof rond de jonge ster. Dat stof is het basismateriaal voor de vorming van de vaste kernen van planeten. Daarnaast bevat een protoplanetaire schijf nog veel grotere hoeveelheden gas, dat uiteindelijk in de atmosferen van de gevormde planeten belandt. Uit de nieuwe ALMA-opname blijkt dat dit gas lang niet zo netjes verdeeld hoeft te zijn als het stof. Rond RU Lupi is namelijk een grillige spiraalstructuur van gas te zien die zich uitstrekt tot op 150 miljard kilometer van de ster. (Ter vergelijking: de compacte stofschijf in het centrum heeft een straal van ongeveer negen miljard kilometer.) Deze ontdekking suggereert dat de huidige ideeën over de vorming van planeten te simplistisch zijn. Het lijkt erop dat dit proces veel chaotischer verloopt dan de bekende beelden van de centrale stofschijven rond sterren doen vermoeden. Hoe de spiraalstructuur rond RU Lupi is ontstaan, is nog onduidelijk. Mogelijk heeft de gasschijf zoveel massa dat hij onder invloed van zijn eigen zwaartekracht ineenstort. Ook is het denkbaar dat de spiraalstructuur is veroorzaakt door de zwaartekrachtsinvloed van een andere ster. En een andere mogelijkheid is dat de gasschijf in interactie is met zijn omgeving, en toestromend interstellair gas zich langs de spiraalarmen ophoopt. (EE)
→ ALMA Captures Stirred-Up Planet Factory
23 juli 2020
Het Habitable Exoplanet Hunting Project, een internationaal onderzoeksprogramma onder leiding van amateur-astronomen, heeft wellicht zijn eerste exoplaneet opgespoord. De planeet, van Saturnus-achtige proporties, zou cirkelen om de rode dwergster GJ 3470. Bij dezelfde ster is eerder al een andere planeet ontdekt. Als de ontdekking kan worden bevestigd, is GJ 3470 c de eerste exoplaneet waarvan de ontdekking volledig op naam van amateur-astronomen komt te staan. De deelnemers aan het Habitable Exoplanet Hunting Project krijgen een ster toegewezen, waarvan ze de helderheid maanden achtereen moeten monitoren. GJ 3470, een ster op 100 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Kreeft, was van december 2019 tot maart 2020 aan de beurt. Daarbij zijn drie helderheidsdips met tussenpozen van 66 dagen opgetekend. Dat kan erop wijzen dat er met grote regelmaat een planeet voor de ster langs schuift. Maar of die planeet ook werkelijk een omlooptijd van 66 dagen heeft, staat nog niet vast. Het is ook denkbaar dat zijn omlooptijd bijvoorbeeld 33 of 16,5 dagen is. Verwarring met de eerder ontdekte planeet GJ 3470b, die een omlooptijd van iets minder dan 2 uur heeft, is uitgesloten. Van die laatste is, op een ander tijdstip, namelijk een afzonderlijke dip geregistreerd. Een punt van zorg is nog wel of de waargenomen helderheidsdips niet door iets anders dan een planeet zijn veroorzaakt. Met name over de dip die als eerste is waargenomen bestaat twijfel: die kan ook door het equivalent van een zonnevlek zijn veroorzaakt. Toch denken de waarnemers dat hun ontdekking zal standhouden. (EE)
→ GJ 3470 c: A Saturn-like Exoplanet Candidate in the Habitable Zone of GJ 3470 (arXiv)
22 juli 2020
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Nederlandse leiding heeft de allereerste opname gemaakt van een jonge, zonachtige ster met twee reuzenplaneten. Tot nu toe hadden astronomen bij een ster die vergelijkbaar is met de zon nooit meer dan één planeet rechtstreeks waargenomen. De sterrenkundigen gebruikten de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili (Astrophysical Journal Letters, 22 juli). ‘Onze waarneming vormt een momentopname van een planetenstelsel dat enigszins lijkt op ons zonnestelsel, maar dan in een veel vroeger stadium’, zegt Alexander Bohn, promovendus aan de Universiteit Leiden. Hij gaf leiding aan het nieuwe onderzoek. Astronomen hebben indirect al duizenden planeten in ons Melkwegstelsel gedetecteerd, maar slechts een fractie van deze exoplaneten is rechtstreeks in beeld gebracht. Coauteur Matthew Kenworthy (Universiteit Leiden): ‘Rechtstreekse opnamen van twee of meer exoplaneten bij dezelfde ster zijn zelfs nog zeldzamer. Tot nu toe was dat slechts tweemaal gelukt. In beide gevallen ging het om sterren die duidelijk verschillen van onze zon.’ De twee planeten zijn op de nieuwe opname te zien als twee heldere lichtpunten op ruime afstand van hun moederster TYC 8998-760-1. De ster is slechts zeventien miljoen jaar oud en staat op ongeveer driehonderd lichtjaar van de aarde in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Musca (Vlieg). Door verschillende opnamen op verschillende tijdstippen te maken, kon het team deze planeten onderscheiden van de achtergrondsterren. De twee gasreuzen draaien op afstanden van ongeveer 160 en 320 maal de afstand zon-aarde om hun moederster. Daarmee zijn ze veel verder van hun ster verwijderd dan Jupiter en Saturnus van onze zon. Jupiter staat op vijfmaal de afstand zon-aarde. Saturnus op tienmaal de afstand zon-aarde. De beide exoplaneten zijn ook veel zwaarder dan die in ons eigen zonnestelsel. De buitenste heeft zes keer zoveel massa als Jupiter. De binnenste veertien keer zoveel. In de toekomst willen de wetenschappers onderzoeken of de planeten op de huidige afstanden van hun ster zijn ontstaan of dat ze van elders zijn gemigreerd. (EE)
→ Volledig persbericht
1 juli 2020
Onderzoekers van de universiteit van Warwick (VK) hebben een bijzondere exoplaneet ontdekt die veel wegheeft van een ‘naakte’ planeetkern. Het zou een mislukte gasreus kunnen zijn of een gasreus die zijn atmosfeer is kwijtgeraakt (Nature, 1 juli). De vermoedelijke planeetkern, die ongeveer net zo groot is als ‘onze’ planeet Neptunus, draait om de ongeveer 730 lichtjaar verre ster TOI 849. Hij bevindt zich zo dicht bij zijn moederster dat hij er in 18 uur omheen raast en heeft een oppervlaktetemperatuur van rond de 1500 graden Celsius. Op zo’n kleine afstand van een ster zijn nog maar weinig planeten van het kaliber Neptunus aangetroffen. Planeet TOI 849 b is ontdekt met NASA-satelliet TESS, die regelmatige dipjes in de helderheid van zijn moederster opmerkte. Daaruit blijkt dat de ster vanaf ons uit gezien met vaste tussenpozen voor de ster langs schuift. Bij vervolgonderzoek met de HARPS-spectrograaf van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili is vervolgens vastgesteld dat de ster in hetzelfde tempo heen en weer schommelt. Uit de helderheidsdips kunnen astronomen afleiden hoe groot de planeet moet zijn. En de schommelbewegingen van de ster verraden de massa van het object. Uit de combinatie van deze gegevens volgt dat TOI 849 b een twee tot drie maal zo hoge dichtheid heeft als Neptunus. Daarmee valt hij in de categorie van de rotsachtige planeten waartoe ook onze aarde behoort en is hij de meest massarijke ‘aardse planeet’ die tot nu toe is opgespoord. Normaal gesproken zou een rotsachtige planeet van deze omvang tijdens zijn vorming grote hoeveelheden waterstof en helium verzameld moeten hebben, en zich tot een Jupiter-achtige gasreus hebben ontwikkeld. Het feit dat dit niet zo is, doet vermoeden dat om een ‘gestripte’ planeet gaat, die zijn dichte atmosfeer is kwijtgeraakt – wellicht onder invloed van de enorme getijdenkrachten die hij van zijn ster ondervindt. Maar het is ook denkbaar dat hij tijdens zijn vorming bij toeval in een leeg gedeelte van de protoplanetaire schijf rond ster TOI 849 is beland, waardoor hij de kans niet kreeg om een dichte atmosfeer te ontwikkelen. Over de chemische samenstelling van de exoplaneet is nog niets bekend. De astronomen achten het echter mogelijk dat er, onder invloed van de hitte van zijn moederster, nog gassen uit zijn inwendige ontsnappen. Mocht het ooit mogelijk zijn om die gassen te detecteren, dan kan dat dus inzicht geven in de samenstelling van deze planeetkern. (EE)
→ Exposed Planetary Core Allows Glimpse Inside Other Worlds
1 juli 2020
Astronomen van SRON – het Nederlands instituut voor ruimteonderzoek – hebben de aanwezigheid van aluminiumoxide (AlO) aangetoond in het spectrum van exoplaneet WASP-43 b. Dit komt als een verrassing, omdat verwacht wordt dat AlO verscholen zit in de lagere atmosferische lagen. Het is pas de tweede keer dat astronomen het molecuul in de atmosfeer van een exoplaneet waarnemen (Astronomy & Astrophysics, 1 juli). Om de samenstelling van de atmosfeer van een exoplaneet te bepalen, kijken astronomen naar het licht van diens ster op het moment dat hij daar voorlangs schuift. Tijdens zo’n ‘transit’ schijnt de de ster door de planeetatmosfeer heen en daarbij wordt het sterlicht op bepaalde golflengten geabsorbeerd. Dat resulteert in een spectrale ‘streepjescode’ die de aanwezigheid van bepaalde moleculen verraadt – in dit geval dus aluminiumoxide. De onderzochte exoplaneet, die ongeveer zo groot is als Jupiter, draait op geringe afstand om de 284 lichtjaar verre ster WASP-43b. Dat de atmosfeer van zo’n ‘hete jupiter’ aluminiumoxide bevat, komt niet als een verrassing. Maar normaal gesproken zouden deze moleculen diep in de atmosfeer verscholen moeten zitten. Een voor de hand liggende verklaring hiervoor is dat zich sterke turbulenties in de atmosfeer van WASP-43 b afspelen. Dat zou ervoor kunnen zorgen dat gassen van onderin de atmosfeer naar boven worden getransporteerd. De vraag is nu of WASP-43 b in dit opzicht een uitzonderlijk geval is of dit verschijnsel normaal is voor een hete gasplaneet. Mogelijk zullen toekomstige ruimtetelescopen zoals de JWST en ARIEL daar uitsluitsel over kunnen geven. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
29 juni 2020
Astronomen hebben voor het eerst de stand van de omloopbaan gemeten van de binnenste planeet van de ster Bèta Pictoris. Bèta Pictoris b is een planeet van elf Jupiter-massa’s die om de jonge ster draait in een omloopbaan die vergelijkbaar is met die van de planeet Saturnus in ons eigen zonnestelsel. Uit de meting blijkt dat het vlak van deze baan precies samenvalt met de evenaar van de moederster en de puinschijf daaromheen. In ons eigen zonnestelsel staat de rotatie-as van de zon haaks op de op het vlak van de planeten. Dat lijkt logisch, omdat aangenomen wordt dat het zonnestelsel is ontstaan uit een draaiende, afgeplatte protoplanetaire schijf. Het kwam dan ook als een grote verrassing toen bleek dat de omloopbanen van meer dan een derde van alle exoplaneten die zich nabij hun moederster bevinden gekanteld zijn ten opzichte van de evenaar van de ster. Sommige blijken zelfs tegen de draaiing van de ster in te bewegen. Voor deze afwijkende baanoriëntaties zijn diverse verklaringen bedacht. Zo is het denkbaar dat de betreffende planeten oorspronkelijk in het buitenste deel van hun protoplanetaire schijf zijn ontstaan, maar door interacties met andere planeten of zelfs naburige sterren uit het schijfvlak zijn ‘geschopt’. Dezelfde interacties zouden er ook voor hebben gezorgd dat de omloopbaan van de planeet dichter bij de ster kwam te liggen. In dit geval zou je verwachten dat vooral planeten dichtbij de ster, zoals de ‘hete jupiters’, een schuine omloopbaan vertonen. Een andere mogelijkheid is dat de planeten al bij hun ontstaan een schuine omloopbaan hebben gekregen, door een proces dat zich tijdens of vlak na het stervormingsproces heeft afgespeeld. In dit tweede scenario zouden ook planeten ver van de ster gehelde banen moeten vertonen. Het feit dat dit nieuwe onderzoek aantoont dat het jonge Bèta Pictoris-stelsel net zo ordelijk in elkaar zit als het onze, is een steuntje in de rug voor het eerste scenario. Bèta Pictoris b doorloopt immers een vrij wijde baan, die keurig in het evenaarsvlak van zijn ster ligt. Onderzoek aan talrijke andere planetenstelsels zal moeten uitwijzen of dit inderdaad de meest voorkomende uitkomst is van het planeetvormingsproces. De nieuwe meetresultaten, gebaseerd op metingen met het GRAVITY-instrument van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI), dat het licht van alle vier de telescopen van de VLT met elkaar combineert, zijn vandaag gepresenteerd tijdens de (virtuele) jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EAS) en gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters. (EE)
→ First measurement of spin-orbit alignment on planet Beta Pictoris b
26 juni 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft twee planeten ontdekt bij de nabije rode dwergster Gliese 887. Het gaat om twee ‘superaardes’ – planeten die meer massa hebben dan de aarde, maar beduidend minder dan Uranus en Neptunus. De beide planeten zijn waarschijnlijk rotsachtig van karakter en bevinden zich net te dicht bij hun ster om echt ‘leefbaar’ te kunnen zijn (Science, 26 juni). De ontdekking is gedaan in het kader van de RedDots-campagne, een gerichte zoekactie naar exoplaneten bij nabije rode dwergsterren. Met behulp van de HARPS-spectrograaf van de Europese Zuidelijke sterrenwacht in Chili is ontdekt dat Gliese 887 kleine regelmatige schommelbewegingen maakt. Deze worden toegeschreven aan planeten met omlooptijden van 9,3 en 21,8 dagen. Daaruit volgt dat de twee planeten zich dichter bij hun moederster bevinden dan de zogeheten leefbare zone, waar water in vloeibare vorm kan bestaan. De oppervlaktetemperatuur van de buitenste planeet, Gliese 887c, wordt geschat op 70 °C. Met een afstand van ongeveer elf lichtjaar is Gliese 887 een van de meest nabije buren van de zon. Omdat hij veel zwakker en ongeveer half zo groot is als de zon, ligt de leefbare zone veel dichter bij de ster dan die in ons eigen zonnestelsel. Gunstig is wel dat de ster niet erg actief lijkt. Dat vergroot de kans dat de nu ontdekte planeten een atmosfeer hebben kunnen vasthouden. Bij een ster die hevige uitbarstingen produceert wordt zo’n atmosfeer bijna letterlijk weggeblazen. (EE)
→ Super-Earths discovered orbiting nearby red dwarf
25 juni 2020
Canadese astronomen hebben mogelijk zes nieuwe manen ontdekt die om planeten ver buiten ons zonnestelsel draaien. Maar de bevestiging van de ontdekking kan nog wel even op zich laten wachten. Exoplaneten zijn planeten die om andere sterren dan onze zon cirkelen. En de eventuele manen van deze planeten worden exomanen genoemd. Hoewel de afgelopen 25 jaar meer dan 4000 exoplaneten zijn opgespoord, staat het aantal exomanen nog steeds op nul. Wel is de afgelopen jaren een handjevol ‘kandidaat-exomanen’ opgespoord. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van gegevens van Kepler, een NASA-sonde die tot 2018 specifiek naar exoplaneten heeft gezocht. Dat deed hij door grote aantallen sterren te onderzoeken op regelmatig optredende helderheidsdipjes. Zo’n ‘dip’ ontstaat wanneer van ons uit gezien een exoplaneet voor zijn ster langs schuift. Jammer genoeg laten exomanen zich minder ‘makkelijk’ opsporen. Ze zijn simpelweg te klein om dipjes in het licht van een ster te veroorzaken. Wel kunnen ze hun bestaan verraden via de zwaartekrachtsinvloed die ze op hun moederplaneet uitoefenen. Wanneer een exoplaneet ongestoord om een ster draait, treden de door hem veroorzaakte helderheidsdips met vaste tussenpozen op. Maar bij sommige exoplaneten variëren die tussenpozen in lengte: soms komen ze enkele minuten te vroeg of te laat. Dat betekent dat de baanbeweging van de planeet door een ander object wordt beïnvloed. Dat andere object kan een (grote) maan zijn, maar ook een zusterplaneet die om dezelfde ster draait. Doorgaans zal het laatste het geval zijn, maar bij zes exoplaneten die door Kepler zijn ontdekt kunnen de waargenomen variaties net zo goed door manen worden veroorzaakt. Vandaar dat de ontdekkers van kandidaat-exomanen spreken. Hun bestaan moet echter nog worden aangetoond. Dat kan nog wel even duren, omdat de bestaande telescopen niet in staat zijn om het bestaan van de zes exomanen te bevestigen. Het wachten is op de technologie die dat mogelijk maakt. (EE)
→ Western Space team theorizes rare exomoon discovery
24 juni 2020
Bij de jonge ster AU Microscopii is een exoplaneet ter grootte van Neptunus ontdekt. Astronomen zochten al meer dan tien jaar naar mogelijke planeten bij deze ster, die als een ideaal ‘laboratorium’ voor het onderzoek van planeetvorming wordt beschouwd (Nature, 25 juni). AU Microscopii is een jonge ster op ongeveer 32 lichtjaar afstand met een geschatte leeftijd van 20 tot 30 miljoen jaar. In 2003 werd ontdekt dat deze ster omgeven is door een omvangrijke schijf van gas en stof – een overblijfsel van het stervormingsproces en de plek waar zich planeten kunnen vormen. Dat het zo lang heeft geduurd voordat er ook daadwerkelijk een planeet bij AU Microscopii is ontdekt, heeft deels te maken met het actieve gedrag van deze ster. ‘Au Mic’ is een kleine ster met half zoveel massa als de zon. Sterren van dit type hebben doorgaans sterke magnetische velden, waardoor ze veel ‘zonnevlekken’ en uitbarstingen vertonen. Dat bemoeilijkt het zoeken naar planeten in hun omgeving. Ook de aanwezigheid van de stofschijf is een storende factor. Om deze hindernissen te omzeilen zijn astronomen uitgeweken naar het infrarood – het deel van het spectrum waar de activiteit van de ster minder hinderlijk is. Bij waarnemingen met de Infrared Telescope Facility van NASA werd enkele jaren geleden een mogelijke schommelbeweging van AU Microscopii gedetecteerd. Het signaal was echter te zwak om met zekerheid te kunnen vaststellen dat een planeet daarvan de oorzaak was. Gegevens van de NASA-satellieten TESS en Spitzer hebben een einde gemaakt aan deze onzekerheid: planeet AU Mic b bestaat echt. De ster blijkt namelijk kleine helderheidsfluctuaties te vertonen, die erop wijzen dat er met regelmatige tussenpozen een planeet voor de ster langs schuift. De waarnemingen laten zien dat de planeet een omlooptijd van 8,5 dagen heeft en ongeveer zo groot is als Neptunus. Waarschijnlijk bestaat AU Mic b voornamelijk uit gassen. Er lijkt namelijk nog niet genoeg tijd te zijn geweest voor de vorming van kleine, rotsachtige planeten. Zekerheid over de aard van de planeet kan echter pas worden verkregen als ook zijn massa kan worden gemeten. Op dit moment is alleen een bovengrens voor die massa bekend: 3,4 maal de massa van Neptunus oftewel 58 aardmassa’s. (EE)
→ Discovering an exoplanet the size of Neptune
15 juni 2020
Een van de oudste en grootste vraagstukken waar de wetenschap mee worstelt is of we de enige vorm van intelligent leven zijn in het heelal, of dat het daarvan van wemelt. Jammer genoeg valt het niet mee om daar op basis van de beschikbare feiten een goede inschatting van te maken. Onderzoekers van de Universiteit van Nottingham hebben vandaag in The Astrophysical Journal een artikel gepubliceerd waarin ze het vraagstuk op een nieuwe wijze benaderen. Hun schatting is gebaseerd op de aanname dat intelligent leven op andere planeten op vergelijkbare wijze ontstaat als op de aarde. Ervan uitgaande dat de ontwikkeling van intelligent leven op andere planeten ongeveer 5 miljard jaar in beslag neemt, komen de onderzoekers tot de slotsom dat er in onze Melkweg ongeveer 36 actieve – dat wil zeggen: communicerende – beschavingen moeten zijn. Hun precieze aantal hangt sterk af van hoe lang een beschaving, gewild of ongewild, signalen van zijn bestaan de ruimte in zendt. De gemiddelde afstand tot deze ‘spraakzame verwanten’ zou echter ongeveer 17.000 lichtjaar bedragen, wat de kans op detectie heel klein zou maken. Om over directe communicatie nog maar te zwijgen. (EE)
→ Research sheds new light on intelligent life existing across the galaxy
11 juni 2020
Wetenschappers van Queen Mary University of London hebben ontdekt hoe ‘Peter Pan’-schijven ontstaan. Dat zijn schijven van gas en stof rond jonge sterren die vijf tot tien keer zo lang standhouden als normale protoplanetaire schijven. Astronomen weten pas sinds 2016 van hun bestaan, en tot nu toe zijn er nog maar zeven van ontdekt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 11 juni). Bij het onderzoek hebben de Britse wetenschappers met behulp van computersimulaties naar scenario’s gezocht die in Peter Pan-schijven kunnen resulteren. Daarbij hebben ze vastgesteld dat zulke schijven zich alleen kunnen vormen in afgelegen omgevingen, uit de buurt van andere sterren. Als er teveel sterren in hun omgeving zijn, worden ze weggeblazen door de vele straling die deze sterren produceren. Ook moeten Peter Pan-schijven al vanaf hun ontstaan veel groter zijn dan normale schijven. Hoe meer gas ze bevatten, des te langer kunnen ze hun bestaan rekken. Tot de ontdekking van de langlevende Peter Pan-schijven dachten wetenschappers dat de schijven rond jonge sterren waar planeten uit kunnen ontstaan een levensduur van minder dan 10 miljoen jaar hadden. Dat zou betekenen dat het planeetvormingsproces heel snel op gang moet komen, want voor je het weet is er geen schijf meer. Een interessant punt is dat Peter Pan-schijven tot nu toe alleen zijn aangetroffen bij sterren met weinig massa, en deze lichte sterren hebben doorgaans ook veel planeten. Het lijkt er dus op dat deze zaken verband houden met elkaar. (EE)
→ Astronomers discover how long-lived Peter Pan discs evolve
2 juni 2020
De Amerikaanse astronoom Fritz Benedict heeft met behulp van 25 jaar oude gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop kunnen bevestigen dat de ster Proxima Centauri minstens twee planeten heeft. Dat heeft hij vandaag bekendgemaakt tijdens de virtuele halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society. Proxima Centauri, de meest nabije buurster van de zon, is sinds 2016 geregeld in het nieuws. In genoemd jaar werd de eerste planeet van deze ster ontdekt: Proxima Centauri b. Maar meer recent heeft een team onder leiding van de Italiaanse astronoom Mario Damasso aangekondigd dat er mogelijk nóg een planeet om Proxima draait, met een omlooptijd van 1907 dagen. Het bestaan van deze planeet kon tot nu toe echter niet worden bevestigd. Benedict heeft nu nog eens goed gekeken naar gegevens die in de jaren 90 van de afgelopen eeuw zijn verzameld met de Fine Guidance Sensors (FGS) van de Hubble-ruimtetelescoop. Deze sensoren hebben primair tot doel om de telescoop nauwkeurig te richten, maar ze kunnen ook worden gebruikt om de posities en bewegingen van sterren te meten. Benedict gebruikte de FGS-sensoren om te onderzoeken of Proxima tijdens zijn beweging langs de hemel kleine schommelingen vertoonde – een teken dat er een of meer planeten om de ster draaien. Samen met zijn onderzoekspartner Barbara MacArthur onderzocht Benedict de Hubble-data destijds op mogelijke schommelingen ten gevolge van planeten met omlooptijden tot 1000 aardse dagen. Dat leverde echter niets op. Toen duidelijk werd dat er mogelijk een planeet met een nog aanzienlijk langere omlooptijd om Proxima draait, heeft Benedict de oude gegevens nogmaals geanalyseerd. En daarbij ontdekte hij inderdaad een planeet met een omlooptijd van 1907 dagen – precies de door Damasso bepaalde waarde. Daarmee is er een onafhankelijke bevestiging gevonden voor het bestaan van planeet Proxima Centauri c. Door zijn gegevens te combineren met die van Damasso en een andere onderzoeksgroep, heeft Benedict ook een schatting kunnen maken van de massa van Proxima Centauri c. Deze blijkt ongeveer zeven maal groot te zijn als die van onze aarde. (EE)
→ Texas Astronomer Uses 25-year-old Hubble Data to Confirm Planet Proxima Centauri c
2 juni 2020
Het is ASTERIA, een satelliet van 10 bij 20 bij 30 centimeter, gelukt om een exoplaneet op te sporen. Een al bekende exoplaneet weliswaar, maar toch. ASTERIA – de afkorting staat voor Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics – werd in november uit het internationale ruimtestation ISS gezet en viel ruim een maand geleden terug naar de aarde. De planeet die door de mini-satelliet werd opspoord is 55 Cancri e, die ook wel Janssen wordt genoemd (naar de Nederlandse brillenslijper Zacharias Janssen). Hij draait om een zonachtige ster op 41 lichtjaar afstand en schuift vanaf de aarde gezien eens in de ongeveer achttien uur voor zijn ster langs. Dit resulteert in regelmatig optredende helderheidsdipjes in het licht van de ster, die nu ook door ASTERIA zijn geregistreerd. Het bestaan van de planeet was al bekend sinds 2004. De detectie van de exoplaneet was een manier om de mogelijkheden van de mini-satelliet te testen. ASTERIA was eigenlijk niet ontworpen voor wetenschappelijk onderzoek, maar een technologische demonstratiemissie. Daarbij is nu onder meer aangetoond dat de kleine telescoop van de satelliet lang genoeg op een ster kon worden gericht om nauwkeurige helderheidsmetingen te doen. Het is voor het eerst dat een exoplaneet met zo’n kleine satelliet is gedetecteerd. Er bestaan inmiddels plannen voor een vervolg van de ASTERIA-missie. Ze behelsen een ‘vloot’ van zes satellieten, elk ongeveer tweemaal zo groot als ASTERIA, die nabije zonachtige sterren zouden gaan onderzoeken op de aanwezigheid van aarde-achtige exoplaneten met omlooptijden van ruwweg een jaar. (EE)
→ JPL Mission Breaks Record for Smallest Satellite to Detect an Exoplanet
29 mei 2020
Het planetenstelsel rond de ster HR8799 lijkt opmerkelijk veel op ons eigen zonnestelsel: het heeft vier gasreuzen tussen twee planetoïdengordels. Onderzoekers van het Nederlands instituut voor ruimte-onderzoek (SRON) en de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) hebben deze gelijkenis gebruikt om de aanvoer te simuleren van materiaal afkomstig van planetoïden, kometen en andere kleine hemellichamen. De simulatie laat zien dat de vier gasplaneten materiaal ontvangen van deze kleine hemellichamen, net als in ons zonnestelsel gebeurt. Vanaf de zon geteld heeft ons zonnestelsel vier rotsachtige planeten, een planetoïdengordel, vier gasreuzen en nog een planetoïdengordel. De binnenste planeten zijn rijk aan vaste materialen zoals metalen en silicaten, de buitenste bevatten juist veel vluchtige stoffen zoals water en methaan. Tijdens hun vormingsproces hadden de binnenplaneten het moeilijk om een vluchtige atmosfeer te verzamelen, omdat de sterke zonnewind het gas steeds wegblies. Tegelijkertijd verdampte al het ijs door de warmte van de zon, wat het lastig maakte om water vast te houden. In de buitenste regionen was er minder zonnewind en -warmte, zodat de uiteindelijke gasreuzen waterijs konden verzamelen en ook een grote atmosfeer vol vluchtige stoffen konden opbouwen. Kleine hemellichamen, waaronder planetoïden, kometen en stof, hebben deze uitkomst later verfijnd door vaste materialen uit de binnenste gordel af te leveren en vanuit de buitenste gordel zowel vluchtige als vaste stoffen. De nieuwe simulaties laten zien dat ook de vier gasreuzen van HR8799 materiaal krijgen aangeleverd via kleine hemellichamen. Het onderzoeksteam, bestaande uit Kateryna Frantseva (SRON/RUG), Migo Mueller (SRON/UL), Floris van der Tak (SRON/RUG), Petr Pokorný (NASA) en Inge Loes ten Kate (UU), voorspelt een totale aanvoer van beide typen materiaal van ongeveer een half miljoenste van de planeetmassa’s.
→ Volledig persbericht
20 mei 2020
Waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) laten duidelijke tekenen zien van de vorming van een planeet. In de dichte schijf van stof en gas rond de jonge ster AB Aurigae hebben astronomen een opvallende spiraalstructuur met een ‘knik’ ontdekt, die de plek aangeeft waar zich mogelijk een planeet aan het vormen is. Het waargenomen kenmerk zou het eerste directe bewijs kunnen zijn voor de geboorte van een babyplaneet. AB Aurigae is een ster op 520 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Auriga (Voerman). De zeer heldere gele ‘knik’ in het hart van de nieuwe opname van AB Aurigae is ongeveer even ver van de ster verwijderd als Neptunus van de zon. Waarnemingen van het AB Aurigae-systeem die enkele jaren geleden zijn gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) leverden de eerste aanwijzingen voor actieve planeetvorming rond deze ster op. De nieuwe beelden, gemaakt met de gevoelige SPHERE-camera, zijn de ‘diepste’ opnamen van het AB Aurigae-systeem die tot nu toe zijn gemaakt. Daarmee wordt bedoeld dat astronomen nu voor het eerst ook het zwakke licht van kleine stofdeeltjes en straling uit het hart van de schijf hebben kunnen zien. De knik zoals die nu in de spiraalstructuur is opgemerkt werd al door sommige theoretische modellen voor de planeetvorming voorspeld. Hij vormt de verbinding tussen twee spiralen, waarvan de ene vanaf de omloopbaan van de planeet naar binnen gaat en de andere naar buiten uitwaaiert. De twee komen bij de planeet-in-wording bij elkaar en zorgen ervoor dat deze zich kan voeden met het gas en stof van de schijf.
→ Volledig persbericht
6 mei 2020
Een internationaal team van onderzoekers, onder leiding van sterrenkundigen van de Universiteit van Amsterdam, heeft voor het eerst direct ijzer aangetoond in de atmosfeer van een exoplaneet. De onderzoekers ontdekten emissielijnen van ongeladen ijzeratomen in het lichtspectrum van KELT-9b. De waarneming was ingewikkeld, want de exoplaneet wordt overstraald door zijn ster. De exoplaneet KELT-9b draait in 36 uur om zijn ster KELT-9. De ster en de planeet bevinden zich op een afstand van ongeveer 620 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Zwaan. De ster heeft een temperatuur van meer dan 10.000 graden. Dat is bijna twee keer zo heet als de zon. Planeet KELT-9b is groter dan Jupiter. Hij staat dichtbij zijn ster, zo’n dertigmaal dichterbij dan de aarde bij de zon. De onderzoekers wisten al dat er ijzer in de planeetatmosfeer moest zijn. Een paar jaar geleden zagen ze daar namelijk al aanwijzingen voor toen ze het sterlicht bestudeerden terwijl de planeet voor de ster langs schoof. Bij de nieuwe waarnemingen keken de onderzoekers rechtstreeks naar het licht van de planeet. Dat is ingewikkeld, want de ster overstraalt de planeet. Bovendien staat de planeet vaak met de nachtkant naar de aarde toe. De onderzoekers vingen het licht op net voordat de planeet achter de ster verdween. De onderzoekers deden hun waarnemingen in de nacht van 22 op 23 juli 2018 op het Spaanse eiland La Palma met behulp van een Italiaanse telescoop, de Telescopio Nazionale Galileo. Op die telescoop bevindt zich HARPS-N. Dat is een spectrograaf die licht uiteen kan rafelen en de aanwezigheid van atomen en moleculen kan aantonen. De onderzoekers brachten de emissielijnen van atomen in kaart met behulp van ‘kruiscorrelatie’. Hoofdonderzoeker Lorenzo Pino (Universiteit van Amsterdam) vergelijkt kruiscorrelatie met het photoshoppen van een reeks filmbeelden: ‘De ster staat stil, maar de planeet beweegt. De kruiscorrelatie is een soort filter dat meebeweegt met de planeet. Daardoor kunnen we het planeetlicht isoleren.’ Op basis van de gegevens denken de onderzoekers nu dat het ijzer in de atmosfeer van exoplaneet KELT-9b ervoor zorgt dat het bovenste deel van de atmosfeer warmer is dan het onderste deel. Het idee is dat het ijzer het sterlicht absorbeert waardoor de atmosfeer opwarmt. Op aarde vindt een vergelijkbaar proces in de atmosfeer plaats. Alleen zorgt daar niet ijzer, maar ozon voor de opwarming van de bovenste lagen.
→ Volledig persbericht
30 april 2020
Een internationaal team, onder leiding van Jacques Kluska van de KU Leuven, heeft opnamen gemaakt van de binnenranden van planeetvormende of ‘protoplanetaire’ schijven op honderden lichtjaren afstand. Deze schijven van stof en gas vormen zich rond jonge sterren (Astronomy & Astrophysics, 30 april). De afgelopen jaren zijn al tal van opnamen van protoplanetaire schijven gepresenteerd, maar die gaven niet zo’n gedetailleerd beeld van de binnenste regionen van deze schijven. Juist dat deel van de schijf is zo interessant, omdat gedacht wordt dat zich daar – door samenklontering van stof – rotsachtige planeten als de aarde vormen. De nieuwe opnamen zijn zo detailrijk, omdat ze zijn gemaakt met het PIONIER-instrument van de Europese Very Large Telescope (VLT). Dit instrument combineert het (infrarood)licht van vier van de telescopen van de VLT, waardoor – via een wiskundige reconstructietechniek – de beeldscherpte van een telescoop met een middellijn van 100 meter wordt geëvenaard. Op de opnamen is te zien dat de materie rond de onderzochte sterren onregelmatig verdeeld is. Sommige plekken zijn duidelijk helderder of donkerder dan andere. Dat kan erop wijzen dat zich op plaatsen waar zich stofdeeltjes verzamelen wervelingen hebben ontwikkeld. (EE)
→ Astronomers capture rare images of planet-forming disks around stars
23 april 2020
In de zoektocht naar buitenaards leven kijken we tot nu toe vooral naar planeten die op onze aarde lijken en op een afstand van hun moederster staan waar de temperatuur ligt tussen het vries- en kookpunt van water. Maar als we uitgaan van ons eigen zonnestelsel liggen er meer mogelijkheden in de manen dan in de planeten. Enceladus, Europa en een stuk of zes andere manen van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus herbergen mogelijk een ondergrondse oceaan. Die liggen allemaal ver buiten de reguliere leefbare zone – het is er letterlijk ijskoud aan het oppervlak – maar getijdewisselwerking met hun moederplaneet warmt hun binnenste op. Exoplaneetjagers zoals de toekomstige PLATO-telescoop – waar ook SRON aan werkt – hebben met manen een groter jachtgebied wat betreft de speurtocht naar leven. Als er een zogenoemde exomaan wordt gevonden, is het zaak om erachter te komen of er vloeibaar water mogelijk is. Onderzoekers van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen (RuG) hebben nu een formule afgeleid waarmee je voor elke maan kunt berekenen of er een ondergrondse oceaan aanwezig is en hoe diep die zich bevindt. ‘Volgens de meest gangbare definitie heeft ons zonnestelsel twee planeten met een leefbaar oppervlak: de Aarde en Mars,’ zegt eerste auteur Jesper Tjoa. ‘Volgens een soortgelijke definitie zijn er ongeveer acht manen met mogelijk leefbare omstandigheden onder hun oppervlak. Als je dat doortrekt naar andere planetenstelsels zouden er viermaal zoveel leefbare exomanen kunnen zijn als leefbare exoplaneten.’ Vanuit die motivatie leidde hij met zijn begeleiders Floris van der Tak (SRON/RuG) en Migo Mueller (SRON/RuG/Leidse Sterrewacht) een formule af die een ondergrens geeft voor de oceaandiepte. Factoren die meespelen zijn bijvoorbeeld de diameter van de maan, de afstand tot de planeet, de dikte van het maangruis aan het oppervlak en de thermische geleidbaarheid van de ijs- of grondlaag daaronder. De eerste twee zijn meetbaar, de andere twee moeten we schatten op basis van ons zonnestelsel. Hoewel ondergronds leven lastiger te vinden is dan leven aan het oppervlak, is het in de nabije toekomst wel degelijk mogelijk om een hint te verkrijgen. Tjoa: ‘Waarnemers bestuderen het sterlicht dat door de atmosfeer van exoplaneten schijnt. Dan kunnen ze bijvoorbeeld zuurstof herkennen. Als ze toekomstige telescopen op exomanen richten, zien ze mogelijk geisers zoals op Enceladus, die afkomstig zouden kunnen zijn uit een ondergrondse oceaan. In principe zijn daarin dan ook tekenen van leven te herkennen.’
→ Volledig persbericht
20 april 2020
Nieuw onderzoek, gebaseerd op waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, laat zien dat de planeet die in 2004 en 2006 bij de 25 lichtjaar verre ster Fomalhaut werd gefotografeerd is verdwenen. Waarschijnlijk was het dan ook geen planeet, maar een grote wolk stof die vrijkwam bij een botsing tussen twee forse planetoïden (Proceedings of the National Academy of Sciences, 20 april). Het bestaan van het object, dat Fomalhaut b of ook wel Dagon wordt genoemd, werd in 2008 bekendgemaakt in een publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Hubble-waarnemingen hadden toen al laten zien dat het nietige lichtstipje op ruime afstand van de ster zich mettertijd verplaatste. Dagon is sinds zijn ontdekking altijd onderwerp van discussie gebleven. Een van zijn onverklaarbare eigenschappen was dat hij ongewoon helder was in zichtbaar licht, maar geen waarneembare warmtestraling uitzond. Als mogelijke verklaring werd gesuggereerd dat de overdaad aan licht afkomstig was van een wolk of schijf van stof rond de planeet. Maar nu wijst vervolgonderzoek er dus op dat die planeet nooit heeft bestaan. Op beelden die in 2014 met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt is hij althans niet terug te vinden. Uit oudere opnamen blijkt bovendien dat Dagon in de loop van de jaren uitdijde en vervaagde. Volgens András Gáspár en George Rieke van de Universiteit van Arizona moet dat haast wel betekenen dat de vermeende planeet in werkelijkheid een stofwolk is geweest. Deze zou niet lang voor 2004 zijn ontstaan door een botsing tussen twee planetoïden. Aanvankelijk was deze wolk nog vrij compact, maar inmiddels heeft hij al een geschatte middellijn van enkele honderden miljoenen kilometers. (EE)
→ Exoplanet Apparently Disappears in Latest Hubble Observations
17 april 2020
De kleine Europese ruimtetelescoop Cheops, die planeten buiten ons zonnestelsel onder de loep gaat nemen, kan na drie maanden van tests aan zijn onderzoeksprogramma beginnen. Bij wijze van proef heeft hij met goed gevolg waarnemingen gedaan van enkele sterren waarvan al bekend was dat er planeten omheen cirkelen. Cheops, of voluit Characterising Exoplanet Satellite, is in december 2019 gelanceerd en maakte eind januari zijn eerste proefopnamen. Inmiddels is gebleken dat de ruimtetelescoop nog nauwkeuriger werkt dan verwacht: hij kan uren achtereen op dezelfde ster gericht blijven. Een van de proefobjecten die Cheops heeft bekeken is de 320 lichtjaar verre ster HD 93396. Om deze ster draait een opgezwollen gasplaneet die ongeveer een derde groter is dan Jupiter, maar veel minder ver van zijn ster verwijderd is. Vanuit de aarde gezien schuift deze reuzenplaneet periodiek voor de ster langs, en uit de hoeveelheid licht die hij daarbij tegenhoudt kan worden afgeleid hoe groot hij is. De Cheops-metingen laten zien dat de planeet, die bekendstaat als KELT-11b, een middellijn van 181.600 kilometer heeft, met een onzekerheid van iets meer dan 4000 kilometer. Daarmee is het meetresultaat vijf keer zo nauwkeurig als eerdere metingen met telescopen op aarde. De afgelopen decennia hebben astronomen duizenden planeten ontdekt die om andere sterren dan onze zon cirkelen. Verre de meeste van deze planeten zijn ontdekt via de regelmatige helderheidsdipjes die hun moedersterren vertonen wanneer zo’n planeet voor hun langs schuift. De rest is veelal opgespoord aan de hand van de schommelbeweging die ze bij hun moederster veroorzaken. Cheops zal de komende jaren de afmetingen gaan bepalen van exoplaneten die planeetovergangen – ook wel transits genoemd – veroorzaken bij heldere en nabije sterren. Daarnaast zal hij schommelende sterren op mogelijke planeetovergangen gaan onderzoeken. Als een ster zowel schommelingen als planeetovergangen vertoont, kan van de betreffende planeten zowel de massa als de grootte worden gemeten. En dat levert weer informatie op over hun dichtheid en samenstelling. (EE)
→ Cheops observes its first exoplanets and is ready for science
16 april 2020
Bij een nieuwe analyse van oude gegevens van NASA-satelliet Kepler is een aarde-achtige exoplaneet ontdekt. De planeet, Kepler-1649c, lijkt maar een fractie groter te zijn dan de aarde en bevindt zich in de ‘leefbare zone’ van zijn moederster. Mocht het een rotsachtige planeet zijn, dan kan er theoretisch dus vloeibaar water op zijn oppervlak zijn. Kepler-1649c draait om een rode dwergster – een relatie koele ster, kleiner dan onze zon – op 300 lichtjaar afstand. Hij ontvangt maar ongeveer een kwart minder licht en warmte van zijn ster als de aarde, wat betekent dat zijn oppervlak waarschijnlijk koeler is dan dat van onze planeet, maar niet onleefbaar koud. Hoe warm het er precies is, hangt ervan af of de planeet een atmosfeer heeft of niet. Eerder was bij dezelfde ster al een andere planeet van vergelijkbare afmetingen ontdekt: Kepler-1649b. Deze bevindt zich echter half zo ver van zijn ster en is daardoor eerder Venus-achtig dan aarde-achtig. Opvallend is dat de twee planeten in resonantie zijn: in de tijd dat de binnenste planeet negen keer om zijn ster draait, draait de buitenste er vrijwel precies vier keer omheen. Deze bijna perfecte verhouding van 9:4 komt niet vaak voor. Doorgaans vertonen baanresonanties verhoudingen als 2:1 of 3:2. Dat kan erop wijzen dat er nog een derde planeet in het spel is, die tussen Kepler-1649b en -c zijn rondjes draait, waardoor er in feite sprake is van twee 3:2 resonanties. (Recent is zelfs een stelsel van zes planeten ontdekt, die allemaal in 3:2 resonantie zijn.) De onderzoekers hebben nog geprobeerd om ook die derde planeet op te sporen, maar dat is niet gelukt. Mogelijk is hij simpelweg te klein om door de Kepler-satelliet te zijn opgemerkt. Deze laatste spoorde tot 2018 planeten op door te letten op kleine periodieke helderheidsdipjes in het licht van sterren, zoals die worden veroorzaakt door planeten die van ons uit gezien regelmatig voor hun ster langs schuiven. (EE)
→ Earth-Size, Habitable-Zone Planet Found Hidden in Early NASA Kepler Data
11 maart 2020
Onderzoekers die gebruik maken van ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben een exotische exoplaneet waargenomen waar vermoedelijk regens van ijzer voorkomen. Aan de dagzijde van deze ultrahete reuzenplaneet lopen de temperaturen op tot boven de 2400 graden Celsius – hoog genoeg om metalen te doen verdampen. Krachtige winden transporteren de ijzerdamp naar de nachtzijde, waar hij tot ijzerdruppeltjes condenseert (Nature, 12 maart). Het vreemde verschijnsel ontstaat doordat de planeet altijd hetzelfde halfrond naar zijn moederster toekeert. Op het andere, koelere, halfrond is het altijd donker. Net als onze maan vertoont WASP-76b ‘synchrone rotatie’: één draaiing om zijn as duurt net zo lang als één omloop om zijn ster. Aan zijn dagzijde ontvangt de planeet duizenden keren meer straling van zijn moederster als de aarde van de zon. Het is er zo heet dat moleculen in atomen worden gesplitst, en metalen zoals ijzer verdampen en in de atmosfeer terechtkomen. Het extreme temperatuurverschil tussen dag- en nachtzijde resulteert in krachtige winden die de ijzerdamp van de ultrahete dagzijde naar de koelere nachtzijde transporteren, waar de temperaturen tot ongeveer 1500 graden Celsius dalen. Volgens het nieuwe onderzoek verschillen niet alleen de dag/nacht-temperaturen op WASP-76b, ook heeft elk halfrond zijn eigen chemische eigenschappen, zo blijkt uit waarnemingen met het nieuwe ESPRESSO-instrument van de VLT. Aan de ‘avondgrens’ van de planeet, die de dagzijde van de planeet van de nachtzijde scheidt, is een sterke signatuur van ijzerdamp gedetecteerd. Maar verrassend genoeg is aan de ochtendkant geen ijzerdamp te zien. Volgens de astronomen komt dit doordat het ijzer ’s nachts condenseert en neerregent. Exoplaneet WASP-76b draait om een ster die zich op een afstand van 640 lichtjaar in het sterrenbeeld Vissen bevindt. (EE)
→ ESO-telescoop doet waarnemingen van exoplaneet waar het ijzer regent
2 maart 2020
Astronomen zijn er erin geslaagd om het zonlicht vast te leggen dat door de aardatmosfeer heen schijnt, net zoals dat bij het onderzoek van verre exoplaneten gebeurt. De waarneming is tijdens de totale maansverduistering van januari 2019 gedaan met de Large Binocular Telescope. Het rode schijnsel dat de maan op zo’n moment vertoont bestaat uit zonlicht dat via de aardatmosfeer het maanoppervlak bereikt. In dit ‘gefilterde’ licht hebben de wetenschappers naast zuurstof en water voor het eerst ook spectraallijnen van natrium, calcium en kalium in onze atmosfeer kunnen aantonen (Astronomy & Astrophysics, 2 maart). Wanneer een exoplaneet van ons uit gezien voor zijn moederster langs trekt, zien astronomen de ster niet alleen zwakker worden, maar kunnen ze ook sterlicht waarnemen dat door de dampkring van de exoplaneet heen schijnt. Ondanks dat dit schijnsel maar heel zwak is, bevat het de chemische vingerafdrukken van de bestanddelen die zich in de planeetatmosfeer bevinden. Deze techniek, die transmissiespectroscopie wordt genoemd, is tot nu toe alleen toegepast op planeten groter dan Jupiter die op geringe afstanden om hun moederster cirkelen. Maar uiteindelijk willen astronomen op deze manier ook de atmosferen van aarde-achtige planeten kunnen onderzoeken. Een totale maansverduistering is vanuit de maan gezien niets anders dan een ‘aarde-overgang’. Daarom is het een mooie gelegenheid om de technieken te testen die straks met de extreem grote telescopen van de volgende generatie op aarde-achtige planeten zullen worden toegepast. (EE)
→ Total lunar eclipse: observing the Earth as a transiting planet
27 februari 2020
Het lijkt erop dat de omstandigheden op exoplaneet K2-18b geschikt kunnen zijn voor (het ontstaan van) leven. Tot die conclusie komen astronomen van de universiteit van Cambridge (VK) op basis van modelberekeningen (Astrophysical Journal Letters, 27 februari). Planeet K2-18b is al in 2015 ontdekt in gegevens van de Kepler-satelliet. Maar hij trok pas echt de aandacht toen twee onderzoeksteams in 2019 meldden dat zijn atmosfeer behalve waterstof ook flinke hoeveelheden waterdamp bevat. De exoplaneet is 124 lichtjaar van ons verwijderd, is 2,6 keer zo groot als de aarde en heeft 8,6 keer zoveel massa. Verder is bekend dat hij zich in de ‘leefbare’ zone rond zijn ster bevindt, waar de temperaturen zodanig zijn dat er water in vloeibare vorm kan bestaan. Tot nu toe was echter onduidelijk hoe omvangrijk zijn atmosfeer is en hoe de omstandigheden daaronder zijn. Gezien de grote afmetingen van K2-18b zou het zowel kunnen gaan om een kleinere versie van de planeet Neptunus als om een grotere versie van de aarde. Een ‘mini-Neptunus’ heeft naar verwachting in omvangrijke atmosfeer van waterstof waar een oceaan van water onder schuil kan gaan. Maar als dat waterstof-omhulsel te dik is, zouden temperatuur en druk aan het oppervlak van dat water ongeschikt zijn voor leven. Volgens de Britse astronomen laten modelberekeningen echter zien dat het waterstof-omhulsel niet per se heel omvangrijk hoeft te zijn. De beschikbare gegevens over de grootte, massa en atmosferische samenstelling van K2-18b wijzen erop dat het wel meevalt met de hoeveelheid waterstof. Het waterstofomhulsel zou maximaal 6 procent van de planeetmassa voor zijn rekening nemen, en misschien zelfs veel minder. Daaruit volgt dat K2-18b best eens een oceaanwereld zou kunnen zijn met een atmosfeer waarin druk en temperatuur gelijk zijn aan die op aarde. Overigens heeft een team van Penn State University (VS) recent het bestaan bevestigd van kandidaat-exoplaneet G 9-40b, die ook is opgespoord met de Kepler-satelliet. Deze 90 lichtjaar verre planeet is ruwweg tweemaal zo groot als de aarde heeft 12 keer zoveel massa. Over de samenstelling van zijn atmosfeer is nog niets bekend, maar ook dit kan theoretisch een leefbare oceaanwereld zijn. (EE)
→ Large Exoplanet Could Have the Right Conditions for Life
20 februari 2020
Astronomen van de universiteit van Warwick hebben een Jupiter-achtige planeet ontdekt die in slechts 18 uur een omloop rond zijn moederster volbrengt. Dat betekent dat hij zich gevaarlijk dicht bij de ster bevindt. Het is voor het eerst dat een planeet van dit type met zo’n korte omlooptijd is ontdekt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 20 februari). De ontdekte planeet, de ‘hete Jupiter’ NGTS-10b, is ontdekt bij een ster op ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde. Dat is gebeurd in het kader van survey waarbij planeten worden opgespoord met behulp van de transitmethode. Dat betekent dat gezocht wordt naar sterren die regelmatig optredende helderheidsdipjes vertonen, zoals die ontstaan wanneer er van ons uit gezien een planeet voor de ster langs trekt. Hoewel deze opsporingsmethode vooral goed werkt bij hete Jupiters met omlooptijden van minder dan 24 uur, blijken planeten van dit type heel erg zeldzaam te zijn. Van de honderd hete Jupiters die tot nu toe zijn opgespoord, hebben er maar zeven een omlooptijd van minder dan een dag. De afstand tussen NGTS-10b bedraagt slechts tweemaal de diameter van zijn ster. Vertaald naar ons zonnestelsel zou dat betekenen dat Mercurius zich op slechts drie miljoen kilometer van de zon bevindt. Bij die geringe afstand worden de getijkrachten van de ster dermate sterk, dat de planeet, die twintig procent groter is dan ‘onze’ Jupiter en ongeveer tweemaal zoveel massa heeft, uiteindelijk aan flarden zal worden getrokken. Vermoed wordt dat de planeet al een hele tijd bezig is om geleidelijk naar zijn ster toe te spiralen. Massarijke planeten ontstaan doorgaans op grote afstand van hun ster en worden afgeremd door het gas en stof in de protoplanetaire schijf waar ze deel van uitmaken. Met behulp van nauwkeurige metingen van NGTS-10b hopen de astronomen te kunnen vaststellen of de planeet inderdaad nog naar binnen spiraalt, of op de een of andere manier stand weet te houden in zijn huidige omloopbaan. Binnen een jaar of tien zou daar duidelijkheid over moeten zijn. (EE)
→ 18-hour year planet on edge of destruction
17 februari 2020
Met behulp van de door Nederland geleide Low Frequency Array (LOFAR) radiotelescoop hebben astronomen abnormale radiogolven ontdekt die afkomstig zijn van de nabije rode dwergster GJ1151. De radiogolven vertonen de kenmerkende signatuur van poollichten die worden veroorzaakt door de wisselwerking tussen een ster en zijn planeet. Het bestaan van dergelijke interacties werd al meer dan dertig jaar voorspeld, maar het is voor het eerst dat astronomen de bijbehorende signatuur hebben weten te onderscheiden. Deze methode, die alleen mogelijk is met een gevoelige radiotelescoop als LOFAR, kan worden gebruikt om exoplaneten in de leefbare zone van hun moederster op te sporen en hun omgeving te onderzoeken. Rode dwergen zijn de meest voorkomende sterren in onze Melkweg, maar ze zijn ook veel kleiner en koeler dan onze eigen zon. Dat betekent dat, om ‘leefbaar’ te kunnen zijn, de afstand tussen een planeet en zijn ster aanzienlijk kleiner moet zijn dan de afstand tussen aarde en zon. Omdat rode dwergen veel sterkere magnetische velden hebben dan de zon, wordt zo’n leefbare planeet blootgesteld aan intense magnetische activiteit. Dit kan leiden tot opwarming van de planeet en zelfs diens atmosfeer aantasten. De radio-emissie die met dit proces gepaard gaat is een van de weinige beschikbare middelen om de sterkte van dit effect te kunnen inschatten. ‘De beweging van een planeet door het sterke magnetische veld van een rode dwerg werkt als een elektrische motor, vergelijkbaar met de dynamo van een fiets. Hierdoor ontstaat een sterke stroom die poollichten en radio-emissies op de ster aandrijft’, aldus Harish Vedantham, de hoofdauteur van het onderzoek en stafwetenschapper bij ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie. Dankzij het zwakke magnetische veld van de zon en de grotere afstanden van haar planeten, worden zulke stromen in ons zonnestelsel niet gegenereerd. Wel leidt de wisselwerking tussen de Jupitermaan Io en het magnetische veld van Jupiter tot vergelijkbare radio-emissies. Het onderzoeksteam richt zich nu op het opsporen van planeten bij soortgelijke sterren. Gebleken is dat bijna elke rode dwerg vergezeld gaat van aardse planeten, dus moeten er meer sterren zijn die dit type emissie vertonen. De astronomen verwachten dat deze nieuwe methode voor de detectie van exoplaneten meer inzicht zal geven in de omstandigheden waaronder deze werelden verkeren. (EE)
→ Volledig persbericht
12 februari 2020
Wetenschappers van het Rochester Institute of Technology hebben een pasgeboren zware planeet ontdekt die zich dichter bij de aarde bevindt dan andere planeten van dit type. De baby-reuzenplaneet, die 2MASS 1155-7919 b wordt genoemd, maakt deel uit van een losse verzameling van jonge sterren in het sterrenbeeld Kameleon. Dat wordt afgeleid uit gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, die laten zien dat de planeet met een van de sterren van de jonge sterrenhoop mee beweegt. Ook zijn beide even ver van de aarde verwijderd: ongeveer 330 lichtjaar. Het zwakke, koele object, dat tien keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter, is met een geschatte ouderdom van 5 miljoen jaar naar astronomische maatstaven heel jong. De planeet draait op een afstand van 90 miljard kilometer om zijn moederster. Het is pas voor de vierde of vijfde keer dat een reuzenplaneet op zo’n grote afstand van een ster is ontdekt. Hoe deze jonge reuzenplaneet zo ver van zijn moederster is terechtgekomen, is nog een raadsel. Theoretisch laat zich dat moeilijk begrijpen, omdat op zo’n grote afstand normaal gesproken te weinig ‘bouwmateriaal’ aanwezig is voor de vorming van planeten van dit kaliber. (EE)
→ RIT scientists discover the nearest-known ‘baby giant planet’
29 januari 2020
Zes weken na de lancering van ESA-satelliet Cheops, die exoplaneten gaat onderzoeken, heeft de vluchtleiding de ‘lenskap’ van de telescoop opengeklapt. Dankzij deze onomkeerbare handeling kan Cheops nu ook daadwerkelijk de sterrenhemel waarnemen. Het hoofddoel van de Cheops-missie is het waarnemen van nabije, heldere sterren waarvan al bekend is dat er planeten omheen draaien. De satelliet zal gaan onderzoeken welke van deze exoplaneten van ons uit gezien periodiek voor hun ster langs schuiven. Uit de hoeveelheid sterlicht die daarbij wordt tegengehouden, kan worden afgeleid hoe groot de planeet in kwestie is. De komende weken zal Cheops’ detector uitgebreid worden getest, om er zeker van te zijn dat hij naar behoren werkt (EE)
→ Cheops opens its eye to the sky
7 januari 2020
NASA-satelliet TESS heeft zijn eerste aarde-achtige planeet ontdekt die in de leefbare zone om zijn ster draait – de gordel waarbinnen zodanige omstandigheden heersen dat er vloeibaar water op het oppervlak van de planeet aanwezig kan zijn. Het bestaan van de planeet, TOI 700 d, is inmiddels bevestigd met behulp van de infrarood-ruimtetelescoop Spitzer. TOI 700 d is niet de eerste aarde-achtige planeet die in de leefbare zone van een ster is opgespoord. Eerder zijn dergelijke planeten al aangetroffen in het nabije planetenstelsel TRAPPIST-1 en bij een paar andere sterren. TESS is speciaal ontworpen voor het opsporen van ‘leefbare aardes’ en de verwachting is dan ook dat meer van deze ontdekkingen zullen volgen. De moederster van de nu ontdekte exoplaneet, TOI 700, is een koele rode dwergster in het zuidelijke sterrenbeeld Goudvis op een afstand van 100 lichtjaar. Naast TOI 700d cirkelen nog minstens twee planeten om de ster, en alledrie schuiven ze van ons uit gezien met regelmatige tussenpozen voor hun ster langs. Dat resulteert in helderheidsdipjes in het licht van TOI 700, die door TESS zijn geregistreerd. De binnenste planeet, TOI 700 b, is bijna precies zo groot als de aarde en waarschijnlijk rotsachtig van karakter. Deze planeet is echter te heet om leefbaar te zijn. De middelste planeet, TOI 700 c is ruim twee keer zo groot als de aarde en bestaat mogelijk voor een groot deel uit gas.
TOI 700 d is 20 procent groter dan de aarde en draait in 37 dagen om zijn ster. Hij ontvangt ongeveer 14 procent minder licht en warmte van de rode dwergster dan de aarde van de zon, maar hun kleinere onderlinge afstand compenseert dat. Wel is het zo dat de planeet waarschijnlijk steeds met dezelfde kant naar zijn ster is gericht. Hierdoor is het op het ene halfrond permanent dag en op het andere altijd nacht.
Behalve deze 'leefbare exo-aarde' heeft TESS ook een exoplaneet opgespoord die om een dubbelster cirkelt. Deze 'circumbinaire' planeet, TOI 1338 b, is ongeveer zo groot als Neptunus. (EE)
→ NASA Planet Hunter Finds Earth-Size Habitable-Zone World
23 december 2019
In een drietal artikelen in Nature Astronomy hebben astronomen de ontdekking bekendgemaakt van zes nieuwe exoplaneten. De planeten zijn van uiteenlopende grootte, maar hebben gemeen dat ze in zeer krappe banen om hun ster cirkelen. Ze hebben dermate hoge temperaturen dat ze aan het verdampen zijn. De hete exoplaneten zijn via een omweg opgespoord. Er is in eerste instantie niet naar planeten gezocht, maar naar het gasvormige materiaal dat ze al cirkelend om hun nabije moederster achterlaten. Deze gassen maskeren het eigenlijke lichtspectrum van de ster, dat daardoor afwijkt van dat normale soortgenoten. Van de 2700 nabije zonachtige sterren die de astronomen hebben onderzocht bleken 39 zo’n afwijkend spectrum te vertonen. Vervolgens zijn deze 39 sterren nog eens goed onder de loep genomen met de gevoelige HARPS-spectrograaf van de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht. Met dit instrument kan worden vastgesteld of een ster een regelmatige schommelbeweging vertoont, die door een om haar heen cirkelende planeet wordt veroorzaakt. Met deze ‘tweetrapstechniek’ zijn bij drie verschillende sterren in totaal zes nieuwe hete exoplaneten ontdekt. Ze lopen in massa uiteen van 2,6 aardmassa’s tot bijna een halve Jupitermassa. Het gaat dus waarschijnlijk om zowel rotsachtige ‘superaardes’ als om ‘gasreuzen’. Vier van de opspoorde planeten maken deel uit van een en hetzelfde planetenstelsel. En één van de planeten cirkelt om een ster die samen met een kleinere ster een compacte dubbelster vormt. Alle zes de planeten hebben omlooptijden van ruwweg 1 tot 3 weken. Daaruit kan worden afgeleid dat ze op aanzienlijk kleinere afstanden om hun sterren cirkelen dan Mercurius om de zon. Met geschatte temperaturen van 600 tot 1500 graden zijn de planeten onleefbaar heet. (EE)
→ Newfound ‘Ablating’ Exoplanets Could Reveal Alien Geology
23 december 2019
Japanse astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ontdekt dat de 40 miljoen jaar oude ster 49 Ceti omgeven is door een enorme hoeveelheid gas. Dat is opmerkelijk, omdat volgens de meest gangbare planeetvormingstheorieën dat gas allang weg had moeten zijn. Planeten ontstaan uit grote schijven van gas en stof rond jonge sterren. De stofdeeltjes in deze zogeheten protoplanetaire schijven zouden samenklonteren tot rotsachtige planeten zoals de aarde of tot de ‘groeikernen’ van veel zwaardere planeten die in rap tempo grote hoeveelheden gas uit hun omgeving aantrekken. Het gas in de protoplanetaire schijf zou daardoor al vrij snel opraken. Uit de ALMA-waarnemingen is nu echter gebleken dat dit scenario voor 49 Ceti niet opgaat. De schijf rond deze ster blijkt grote hoeveelheden koolstofatomen te bevatten – zo veel zelfs dat zelfs de radiostraling van een zeldzamere vorm van koolstof – koolstof-13 – kon worden gedetecteerd. Het is voor het eerst dat dit bij een kosmisch object is gelukt: doorgaans valt het signaal van koolstof-13 in het niet bij dat van (normale) koolstof-12. Uit deze detectie leiden de astronomen af dat de hoeveelheid gas rond 49 Ceti vergelijkbaar is met die rond veel jongere sterren. Er is nog geen goede verklaring voor de aanwezigheid van dit gas. Eigenlijk zou het allang voor de vorming van planeten moeten zijn gebruikt, maar dat lijkt niet het geval te zijn. Een alternatieve verklaring is dat het gas is vrijgekomen bij botsingen tussen kleine, ijsachtige objecten, maar dat zou weer een onverklaarbaar groot aantal botsingen vereisen. (EE)
→ Massive Gas Disk Raises Questions about Planet Formation Theory
20 december 2019
Nieuwe gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben meer inzicht gegeven in de eigenschappen van twee sterk opgezwollen planeten die rond de 2400 lichtjaar verre ster Kepler-51 cirkelen. De beide planeten zijn – samen met een derde – in 2012 ontdekt met de Kepler-satelliet. Maar pas twee jaar later werd duidelijk dat ze een zeer lage gemiddelde dichtheid moeten hebben. De Hubble-waarnemingen hebben dat nog eens bevestigd. Hoewel de beide planeten slechts enkele malen zoveel massa hebben als de aarde, zijn hun atmosferen zo sterk opgezwollen dat ze bijna zo groot zijn als Jupiter. Anders gezegd: de twee planeten zijn ogenschijnlijk zo omvangrijk als de grootste planeet van ons zonnestelsel, maar zijn ruwweg honderd keer lichter. Waarom deze atmosferen zo omvangrijk zijn, is nog onduidelijk. Maar deze eigenschap zou het wel gemakkelijker moeten maken om hun chemische samenstelling te onderzoeken. Daarom heeft ‘Hubble’ de twee waargenomen op de momenten dat ze voor hun moederster langsschoven, en daarbij gemeten hoeveel infraroodlicht door hun atmosferen werd geabsorbeerd. Dat zou kunnen verklappen hoeveel waterdamp en andere chemische verbindingen erin aanwezig zijn. Verrassend genoeg lieten de spectra van beide planeten geen opvallende ‘chemische vingerafdrukken’ zien. Volgens de astronomen die de waarnemingen hebben gedaan zou dat komen doordat er dichte deeltjeswolken in hun hoge atmosferen ronddrijven. Het zou kunnen gaan om een soort smog, zoals die ook bij Titan (de grootste maan van de planeet Saturnus) te zien is. De astronomen schrijven de geringe dichtheden van de planeten deels toe aan de jonge leeftijd van het Kepler-51-stelsel, dat naar schatting pas 500 miljoen jaar geleden is ontstaan. Modelberekeningen laten zien dat de planeten waarschijnlijk op grotere afstanden van hun ster zijn ontstaan en sindsdien dichter daarnaartoe zijn gespiraald en sterk opgewarmd. Dat zal er, zeker bij de binnenste planeet, op de lange duur toe leiden dat hun omvangrijke atmosferen verdampen. (EE)
→ ‘Cotton Candy’ Planet Mysteries Unravel in New Hubble Observations
17 december 2019
Nachtwacht en Sterrennacht zijn de namen die exoplaneet HAT-P-6 b en de ster waar hij omheen draait (HAT-P-6) voortaan dragen. Dat is voor Nederland de uitkomst van de zoektocht naar nieuwe namen voor planeten rond andere sterren dan de zon, die in meer dan 100 landen in de afgelopen maanden is gehouden. De competitie is georganiseerd door het officiële orgaan voor de naamgeving van hemellichamen, de Internationale Astronomische Unie (IAU). De IAU viert dit jaar zijn honderdste verjaardag en wees alle landen een exoplaneet toe voor vernoeming. Meer dan 100 namenparen werden vandaag op een persconferentie in Parijs bekendgemaakt. De Nederlandse competitie ‘Exoplaneet zoekt naam’ bestond uit twee ronden. In de eerste ronde kon het publiek een voordracht doen. Er werden in totaal 6100 suggesties ingestuurd. Tijdens de tweede ronde in oktober kon worden gestemd op vijf namenparen die het Nationaal Comité van astronomen en andere experts uit alle inzendingen had geselecteerd. Wereldwijd werden 360.000 suggesties gedaan en hebben 420.000 mensen gestemd. De vijf namen waarop in Nederland kon worden gestemd, voor respectievelijk planeet en ster, waren:Brandaris - Vuurduin; Cruquius - Leeghwater; Exomna - Hurstrga; Nachtwacht - Sterrennacht; Nijntje - Moederpluis. Nijntje en Moederpluis kregen van het Nederlandse publiek de meeste van de in totaal 13.500 stemmen, gevolgd door Nachtwacht - Sterrennacht en Vuurduin - Brandaris. Deze uitkomst is naar de IAU gestuurd en een speciaal comité heeft het eerste backup-paar tot winnaar uitgeroepen. Nijntje - Moederpluis voldeed niet aan de regels van de IAU omdat er sprake is van een actief intellectueel eigendomsrecht. De gekozen namen worden vanaf nu parallel aan de bestaande wetenschappelijke namen gebruikt. De ster Sterrennacht is een geelwitte dwergster en staat op 905 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Andromeda. De planeet Nachtwacht is een zogeheten 'hete Jupiter'. Bijzonder aan Nachtwacht is dat hij in een retrograde baan draait.
→ Volledig persbericht
14 december 2019
Komende dinsdag (17 december) om 09.54 uur Nederlandse tijd wordt, vanaf de Europese lanceerbasis in Kourou, Frans-Guyana, een Sojoez-Fregat-raket gelanceerd. Aan boord bevindt zich, naast een aantal andere satellieten, de Characterising Exoplanet Satellite of kortweg Cheops.
De Cheops-satelliet zal heldere sterren gaan waarnemen waarvan al bekend is dat er planeten omheen cirkelen. Dat laatste wordt afgeleid uit de regelmatige schommelbewegingen die de sterren maken. Cheops zal onderzoeken welke van deze sterren ook regelmatige helderheidsdips vertonen. Zo’n dip treedt op wanneer een planeet, vanaf de aarde gezien, voor zijn ster langs schuift. Dat is bij lang niet alle planetenstelsels het geval. Uit de schommelbeweging van een ster kunnen alleen de massa’s van diens planeten worden afgeleid. De helderheidsdip die bij een planeetovergang optreedt geeft ook duidelijkheid over de grootte van een planeet. Uit de combinatie van massa en grootte volgt de gemiddelde dichtheid, en die kan astronomen weer vertellen of een planeet rotsachtig, gasachtig of ijsachtig van karakter is. Het hoofddoel van de Cheops-missie is het onderzoek van de opbouw van exoplaneten kleiner dan Saturnus met omlooptijden van minder dan 50 dagen. Het gaat daarbij onder meer om ‘super-aardes’ en Neptunus-achtige planeten. Ook kan Cheops vaststellen welke planeten een atmosfeer van betekenis hebben. Vanaf 09.30 uur Nederlandse tijd doet het Europese ruimteagentschap ESA via ESA Web TV verslag van de lancering. [Update: Cheops is woensdag 18 december om even voor 10 uur Nederlandse tijd gelanceerd en om 12.20 uur losgekoppeld van de Fregrat-trap.] (EE)
→ Watch Cheops launch live
11 december 2019
De meest uitgebreide inventarisatie van de chemische samenstellingen van de atmosferen van exoplaneten roept vragen op over de bestaande theorieën voor de planeetvorming. De onderzochte atmosferen bevatten namelijk verrassend weinig water (Astrophysical Journal Letters, 11 december). Een onderzoeksteam onder leiding van de universiteit van Cambridge (VK) heeft metingen gedaan van de chemische en thermische eigenschappen van de atmosferen van 19 exoplaneten. De onderzochte planeten lopen uiteen van ‘mini-Neptunussen’ van bijna 10 aardmassa’s tot ‘super-Jupiters’ van meer dan 600 aardmassa’s. En hun temperaturen variëren van bijna 20 °C tot meer dan 2000 °C. Net als bij de reuzenplaneten van ons eigen zonnestelsel zijn de atmosferen van deze planeten rijk aan waterstof. Het onderzoek laat zien dat hoewel in de atmosferen van veel exoplaneten water te vinden is, de hoeveelheden veel lager zijn dan verwacht, terwijl de hoeveelheden van andere elementen soms wel aan de verwachtingen voldeden. Al met al zijn de onderlinge verschillen groot. Verwacht werd dat de atmosferen van de exoplaneten relatief veel koolstof en zuurstof zouden bevatten, net als die van de reuzenplaneten in ons eigen zonnestelsel. Maar 14 van de 19 onderzochte planeten vertonen een gebrek aan waterdamp en zuurstof. Dat suggereert dat deze planeten zijn gevormd in een omgeving waar weinig (water)ijs voorradig was. Van een planeet als Jupiter wordt aangenomen dat hij is ontstaan door de samenklontering van grote hoeveelheden ijs, gesteenten en andere deeltjes. Daarbij moet overigens worden aangetekend dat het nog steeds niet goed is gelukt om te bepalen hoeveel water de Jupiteramosfeer bevat. Omdat de planeet zo koud is, moet alle waterdamp in zijn atmosfeer gecondenseerd zijn en dat bemoeilijkt de detectie ervan. Toch twijfelen wetenschappers er niet aan dat hij rijk is aan water. Nu dat voor veel exoplaneten niet lijkt te gelden, zou dat kunnen betekenen dat deze op een andere manier zijn ontstaan dan Jupiter. Om daar duidelijkheid over te kunnen krijgen, moeten meer exoplaneten onderzocht worden. Maar nu al is duidelijk dat er bij exoplaneten niet voetstoots van mag worden uitgegaan dat hun chemische samenstellingen vergelijkbaar zijn. (EE)
→ Water Common – Yet Scarce – in Exoplanets
4 december 2019
Onderzoekers hebben met de Europese Very Large Telescope (VLT) voor het eerst bewijs gevonden voor een reuzenplaneet bij een witte dwergster. De planeet cirkelt op kleine afstand om de hete witte dwerg, het restant van een zonachtige ster. Hierbij wordt zijn atmosfeer ‘afgepeld’ en vormt zich een schijf van gas rond de ster. Dit unieke stelsel geeft een indruk van hoe ons eigen zonnestelsel er in de verre toekomst uit zou kunnen zien (Nature, 5 december). Door subtiele variaties in het licht van de ster te analyseren, ontdekten de onderzoekers sporen van chemische elementen die ze nog nooit eerder bij een witte dwerg hadden waargenomen. Om meer inzicht te krijgen in de eigenschappen van deze ongewone ster, die WDJ0914+1914 wordt genoemd, analyseerde het team hem met het X-shooter-instrument van de Very Large Telescope. Deze vervolgwaarnemingen bevestigden dat er in de omgeving van de witte dwerg waterstof, zuurstof en zwavel aanwezig was. Door de spectra die met X-shooter waren vastgelegd nauwkeurig te bestuderen, ontdekte het team dat deze elementen deel uitmaken van een kolkende schijf van gas dat naar de witte dwerg toe stroomt en niet afkomstig is van de ster zelf. De waargenomen hoeveelheden waterstof, zuurstof en zwavel komen overeen met die in de diepe atmosfeerlagen van ijzige reuzenplaneten zoals Neptunus en Uranus. Als zo’n planeet op geringe afstand om een hete witte dwerg zou cirkelen, zou de extreem ultraviolette straling van de ster hem van zijn buitenste lagen ontdoen, waarna een deel van het ontsnapte gas naar de witte dwerg toe spiraalt. Dit is wat de wetenschappers denken dat ze rond WDJ0914+1914 waarnemen: de eerste verdampende planeet rond een witte dwerg. Sterren zoals onze zon zijn het grootste deel van hun bestaan bezig om waterstof in hun kern te fuseren. Wanneer deze ‘brandstof’ opraakt, zwellen ze op tot rode reuzen, worden daarbij honderden keren groter en slokken nabije planeten op. In het geval van ons zonnestelsel zal het gaan het om Mercurius, Venus en zelfs de aarde: stuk voor stuk zullen ze over ongeveer 5 miljard jaar worden verzwolgen door de tot rode reus opgezwollen zon. Uiteindelijk stoten zonachtige sterren hun buitenste lagen af, waarna de uitgeputte kern als witte dwerg achterblijft. Rond zo’n stellair overblijfsel kunnen nog steeds planeten cirkelen, en vermoed wordt dat er in ons Melkwegstelsel veel van deze stelsels te vinden zijn. Tot nu toe hadden wetenschappers echter nog nooit aanwijzingen gevonden voor een reuzenplaneet die zich bij een witte dwerg heeft weten te handhaven. De detectie van een exoplaneet in een baan om WDJ0914+1914, op ongeveer 1500 lichtjaar in het sterrenbeeld Kreeft, zou wel eens de eerste in een lange reeks kunnen zijn. Volgens de onderzoekers draait de exoplaneet die nu is opgespoord op een afstand van slechts 10 miljoen kilometer – oftewel 15 keer de straal van de zon – om de witte dwerg: ruimschoots binnen de voormalige rode reus dus. Dit impliceert dat de planeet pas nadat zijn moederster in een witte dwerg was veranderd dichter naar deze toe is gemigreerd. De astronomen denken dat deze nieuwe omloopbaan het gevolg kan zijn van zwaartekrachtsinteracties met andere planeten in het stelsel, wat betekent dat wellicht meer dan één planeet de heftige gedaanteverandering van zijn moederster heeft overleefd. (EE)
→ Volledig persbericht
4 december 2019
Een analyse van de samenstelling van reuzenplaneten en hun moedersterren laat zien dat er geen duidelijk verband bestaat tussen de samenstelling van beide, voor zover het om elementen zwaarder dan waterstof en helium gaat. Tot die verrassende conclusie komt een team onder leiding van Johanna Teske van het Carnegie Institution for Science (VS). In hun jeugd zijn sterren omgeven door een draaiende schijf van gas en stof, waaruit later de planeten ontstaan. Eerder onderzoek wees erop dat er meer grote gasplaneten te vinden zijn rond sterren met een hoger gehalte aan elementen zwaarder dan waterstof en helium. Dat werd echter voornamelijk afgeleid uit de hoeveelheden ijzer. Bij het nieuwe onderzoek is nu ook gekeken naar andere zware elementen, met name koolstof, zuurstof, magnesium, silicium en nikkel. De uitkomst was dat er geen correlatie bestaat tussen de hoeveelheden van deze elementen in de gasreuzen en hun moedersterren. Dat roept de vraag op hoe dan het eerdere verband omtrent het ijzergehalte kan worden verklaard. Een onmiddellijk antwoord op die vraag hebben de onderzoekers niet. Mogelijk hangt een en ander af van de positie in de schijf waar de planeet zich vormt en van de afstand tot zijn buurplaneten. Bij het onderzoek is wel nog een nieuwe correlatie opgedoken. Er lijkt een verband te bestaan tussen de hoeveelheid zware elementen in een planeet en de hoeveelheid koolstof en zuurstof die zijn ster bevat in vergelijking tot de overige elementen. (EE)
→ Gas Giant Composition Not Determined by Host Star
14 november 2019
Onderzoekers van de universiteit van Jena (Duitsland) hebben ontdekt dat bijna 1 op de 6 (relatief) nabije zonachtige sterren waarbij planeten zijn ontdekt deel uitmaken van een dubbelstersysteem. Dat blijkt uit nauwkeurige waarnemingen die gedaan zijn met de Europese satelliet Gaia. Bij het onderzoek is gekeken naar meer dan 1300 sterren waarvan al bekend was dat er planeten omheen draaien. Uit de Gaia-metingen blijkt dat ongeveer 200 van deze sterren een andere ster als begeleider hebben. Het gaat daarbij zowel om nauwe dubbelstersystemen, waarbij de sterren slechts enkele miljarden kilometers van elkaar verwijderd zijn, als om wijdere dubbelsterren met onderlinge afstanden van ruwweg 0,1 lichtjaar. De begeleidende sterren variëren ook in massa, temperatuur en ontwikkelingsstadium. De zwaarste hebben 1,4 keer zoveel massa als onze zon, terwijl de lichtste bij 0,08 zonsmassa blijven steken. Lichte, koele sterren zijn in de meerderheid. Verrassend genoeg zitten er ook gevallen bij waarbij de begeleider een zogeheten witte dwerg is. Een witte dwerg is de compacte, uitgebrande kern van een zonachtige ster die zijn buitenste lagen heeft afgestoten. Blijkbaar hoeft dat proces geen desastreuze gevolgen te hebben voor de exoplaneten van een naburige ster. De meeste meervoudige sterren die bij het onderzoek zijn opgespoord bestaan uit slechts twee sterren. Maar er zitten ook enkele tientallen drievoudige stersystemen en zelfs één viervoudig stersysteem bij. Alles bij elkaar bleek 15 procent van de onderzochte sterren minstens één stellaire begeleider te hebben. Daar staat tegenover dat ruwweg een derde van alle zonachtige sterren stellaire begeleiders hebben. Het lijkt er dus op dat de nabijheid van andere sterren niet gunstig is voor het planeetvormingsproces. (EE)
→ Distant worlds under many suns
6 november 2019
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft een nieuw mozaïek gepresenteerd van de zuidelijke hemel. De afbeelding is opgebouwd uit opnamen die de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tijdens haar eerste onderzoeksjaar heeft gemaakt. TESS heeft als hoofdtaak om planeten bij andere sterren op te sporen. Dat heeft tot nu toe 29 zekere en meer dan duizend mogelijke ontdekkingen van exoplaneten opgeleverd. Voor het eerste deel van de TESS-missie was de zuidelijke hemel opgedeeld in 13 sectoren, die stuk voor stuk gedurende een maand met vier camera’s zijn bekeken. Dat heeft in totaal 15.347 opnamen van dertig minuten opgeleverd. Voor het samenstellen van het mozaïek, waar ook een video-versie van beschikbaar is, zijn slechts 208 opnamen gebruikt. (EE)
→ NASA’s TESS Presents Panorama of Southern Sky
29 oktober 2019
Met behulp van een techniek die asteroseismologie wordt genoemd, hebben astronomen een ‘onwaarschijnlijke’ planeet ontdekt. De planeet cirkelt om een ster die al zo ver moet zijn opgezwollen dat zijn buitenste lagen tot ver voorbij de huidige omloopbaan van de planeet reiken (The Astrophyisical Journal, 29 oktober). Het onderzoek is gedaan met de Amerikaanse satelliet TESS, die primair bedoeld is voor het opsporen van exoplaneten – planeten bij andere sterren. In dit geval is echter gekeken naar subtiele variaties in het licht van twee zogeheten rode reuzensterren. Deze variaties zijn het gevolg van kleine trillingen aan de oppervlakken van de sterren, die informatie geven over hun inwendige en evolutiestadium. Op vergelijkbare wijze onderzoeken seismologen het binnenste van de aarde aan de hand van aardbevingen. Rode reuzen zijn zonachtige sterren die tegen het einde van hun bestaan beginnen op te zwellen. Bekend was al dat er om beide onderzochte sterren minstens één planeet cirkelt. Een team van onderzoekers onder leiding van Tiago Campante van het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Portugal) wilde weten welke gevolgen de late levensfasen van deze sterren hebben gehad voor de ontwikkeling van hun planetenstelsels. Daarbij kwam aan het licht dat de planeet van de ster HD 212771 net buiten het bereik van zijn opzwellende moederster kan zijn gebleven. Maar de planeet die om de ster HD 203949 cirkelt heeft een veel krappere omloopbaan. Dat laatste zou natuurlijk kunnen betekenen dat HD 203949 momenteel bezig is om op te zwellen en nog niet zijn grootste omvang heeft bereikt. De eigenschappen van de ster wijzen er echter op dat hij al verder geëvolueerd is. Waarom heeft hij zijn planeet dan niet opgeslokt? Met behulp van computersimulaties hebben de astronomen een mogelijk verklaring voor deze vreemde situatie gevonden. De planeet zou oorspronkelijk in een wijdere baan om de ster hebben gecirkeld, en onder invloed van de getijdenkrachten tussen ster en planeet naar binnen zijn gemigreerd. Op die manier heeft hij een noodlottige afloop weten te vermijden. (EE)
→ TESS reveals an improbable planet
17 oktober 2019
Een team van Amerikaanse planeetwetenschappers en astronomen heeft aanwijzingen gevonden dat de aarde in chemisch opzicht allerminst uniek is. Dat blijkt uit onderzoek van de atmosferen van witte dwergsterren, waarvan de resultaten op 18 oktober in Science worden gepubliceerd. Witte dwergen zijn de compacte, uitgebrande restanten van normale sterren. Hun sterke zwaartekrachtsaantrekking zorgt ervoor dat zware elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof snel in de diepte verdwijnen, waar ze niet detecteerbaar zijn voor aardse telescopen. Theoretisch zou de atmosfeer van een witte dwerg dus uitsluitend uit waterstof en helium moeten bestaan. Toch zijn in de atmosferen van ongeveer de helft van alle witte dwergen zware elementen aangetroffen. Astronomen denken dat deze ‘vervuiling’ afkomstig is van rotsachtige objecten, zoals planetoïden en planeten, die om de ster hebben gecirkeld en vrij recent door deze zijn opgeslokt. Het Amerikaanse team heeft nu een analyse gemaakt van het materiaal dat in de atmosferen van een zestal witte dwergen is aangetroffen. Het gaat daarbij met name om de elementen ijzer, zuurstof, silicium, magnesium, calcium en aluminium. Uit de gemeten samenstelling van dat zware materiaal hebben de wetenschappers afgeleid hoe sterk het gesteente van de opgeslokte hemellichamen geoxideerd moet zijn geweest. In combinatie met andere factoren kan deze oxidatiegraad worden gebruikt om schattingen te maken van de grootte van hun metaalkernen en de samenstellingen van de gesteenten waaruit ze waren opgebouwd. Deze berekeningen brengen de onderzoekers tot de conclusie dat de gesteenten waaruit de opgeslokte hemellichamen hebben bestaan sterke overeenkomsten vertoonden met die van de aarde en Mars. En dat doet vermoeden dat ze oorspronkelijk in geofysisch en geochemisch opzicht veel op deze beide planeten hebben geleken. (EE)
→ Ancient stars shed light on Earth’s similarities to other planets
16 oktober 2019
Bij waarnemingen met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili zijn drie planeten-in-wording ontdekt. Het drietal is opgespoord in de schijf van gas en stof rond de jonge, 330 lichtjaar verre ster HD 163296 (Nature, 17 oktober). In deze protoplanetaire schijf is een drietal lege gordels te zien. Dat op zich is al een teken dat zich hier planeten aan het vormen zijn. Maar doorslaggevend voor de nieuwe ontdekking was de wijze waarop het gas in de schijf zich gedraagt. Een team van astronomen, onder leiding van Richard Teague van de universiteit van Michigan, heeft ontdekt dat er grote hoeveelheden gas naar de gordels toe stromen. Op basis van een computermodel van de schijf komen de onderzoekers tot de conclusie dat zich hierin planeten bevinden met massa’s uiteenlopend van een halve tot drie Jupitermassa’s. De nieuwe bevindingen zijn in overeenstemming met een gangbare theorie voor de manier waarop grote planeten als deze aan hun omvangrijke atmosferen komen. De planeten ontstaan in de koude middelste laag van de protoplanetaire schijf. Vermoed wordt dat gas vanuit de chemisch actievere buitenlagen van de schijf de door een planeet schoongeveegde gordels in ‘valt’ en uiteindelijk diens atmosfeer zal vormen. (EE)
→ Cascades of gas around young star indicate early stages of planet formation
14 oktober 2019
De Nederlandse zoektocht naar een naam voor exoplaneet HAT-P-6 b en de ster waar hij omheen draait (HAT-P-6) gaat vandaag de tweede fase in. Tot en met eind oktober kan iedereen stemmen op de shortlist van vijf setjes namen die het Nationaal Comité heeft geselecteerd uit meer dan 6000 inzendingen. Dit zijn de namen, voor respectievelijk planeet en ster: * Brandaris - Vuurduin* Cruquius - Leeghwater* Exomna - Hurstrga* Nachtwacht - Sterrennacht* Nijntje - Moederpluis. Stemmen kan op www.astronomie.nl/exoplaneetzoektnaam. Het setje namen (voor ster en planeet) dat eind oktober de meeste stemmen heeft behaald, wordt aangemeld bij de IAU. De resultaten van de wereldwijde verkiezingen worden medio december 2019 bekendgemaakt. De gekozen namen worden vanaf dat moment parallel aan de bestaande wetenschappelijke namen gebruikt. ‘Exoplaneet zoekt naam’ is de Nederlandse campagne van het wereldwijde project ‘IAU100 NameExoWorlds’. De Internationale Astronomische Unie (IAU) viert dit jaar zijn honderdste verjaardag en heeft alle landen een exoplaneet toegewezen voor vernoeming. Nederland heeft de ster HAT-P-6 en de exoplaneet HAT-P-6 b toegewezen gekregen. De ster is een geelwitte dwergster en staat op 905 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Andromeda. De planeet is een zogeheten 'hete Jupiter'. Bijzonder aan de planeet is dat hij in een retrograde baan draait.
→ Volledig persbericht
10 oktober 2019
Computersimulaties laten zien dat fysische mechanismen ervoor zorgen dat jonge planeten in het centrale deel van hun planetenstelsel niet door hun ster worden verzwolgen. Vergelijkbare processen maken het ook mogelijk dat er planeten in de nabijheid van de ster ontstaan. Een en ander verklaart waarom er veel ‘superaardes’ op geringe afstanden van hun moederster zijn ontdekt (Astronomy & Astrophysics, 10 september). Planeten ontstaan in de schijf van gas en stof die rond een pasgeboren ster achterblijft. In deze protoplanetaire schijf klonteren stofdeeltjes samen totdat, na enkele miljoenen jaren, brokken gesteenten met afmetingen van enkele kilometers zijn gevormd. Vanaf dat moment is de zwaartekracht sterk genoeg om deze objecten samen te voegen tot planeten. Eenvoudige berekeningen lieten zien dat planeten die zich nabij hun ster aan het vormen zijn geleidelijk naar binnen zouden spiralen, om binnen een miljoen jaar door de ster te worden opgeslokt. Waarnemingen van diverse planetenstelsels rond zonachtige sterren tonen echter aan dat dit lang niet altijd gebeurt. Om deze tegenspraak op te lossen hebben wetenschappers van het Max-Planck-Institut für Astronomie, in samenwerking met Britse en Amerikaanse collega’s, computersimulaties gedaan van wat zich in de protoplanetaire schijf rond een ster zoal afspeelt. Daarbij hebben ze twee mogelijke verklaringen gevonden voor het bestaan van planeten die in krappe omloopbanen om hun ster cirkelen. De eerste is dat deze jonge stelsels, voor rotsachtige planeten met maximaal tien keer zoveel massa als de aarde althans, ‘baby-proof’ zijn. Dat zit zo. Hoe dichter je bij de ster komt, des te intenser wordt diens straling. Voorbij het punt waar de temperatuur in de schijf boven de 900 graden Celsius komt, verdampen stofdeeltjes (silicaten) tot gas. Het extreem hete gas in dit deel van de schijf is uiterst turbulent. Wanneer een naar binnen spiralende planeten deze ‘sublimatiegrens’ bereikt, geven de daar aanwezige gasdeeltjes hem kleine schopjes die ervoor zorgen dat hij niet verder naar binnen gaat. Er is nog een tweede effect. Bij het samenklonteren van het stof in een protoplanetaire schijf ontstaan in eerste instantie steentjes met afmetingen van enkele millimeters tot centimeters. Uit de computersimulaties blijkt dat zulke steentjes de neiging hebben om zich bij de sublimatiegrens van silicaten op te hopen. Steentjes die zich voorbij die grens wagen, worden onder invloed van het daar aanwezige gas weer naar buiten geslingerd. Rond de sublimatiegrens heersen dus ideale omstandigheden voor de vorming van superaardes. De resultaten roepen wel een nieuwe vraag op. Als zich zo makkelijk een superaarde in de omgeving van een jonge ster kan vormen, waarom komen we die in ons eigen zonnestelsel dan niet tegen? Is die er nooit geweest of is hij op enig moment uit het zonnestelsel ontsnapt? (EE)
→ For Newborn Planets, Solar Systems Are Naturally Baby-Proof
26 september 2019
Een groot team van voornamelijk Spaanse astronomen heeft een nieuwe exoplaneet ontdekt die volgens de huidige inzichten eigenlijk niet zou mogen bestaan. De massa van de Jupiter-achtige gasplaneet is ongewoon groot in vergelijking met die van zijn moederster, de rode dwerg GJ 3512. Volgens de astronomen is het vormingsproces van de planeet waarschijnlijk heel anders verlopen dan die van de planeet Jupiter in ons eigen zonnestelsel (Science, 27 september). Astronomen zijn er zeker van dat planeten een nevenproduct zijn van het stervormingsproces. Ze ontstaan uit de schijf van gas en stof waaruit ook hun moederster is voortgekomen. Volgens het meest gangbare scenario vormt zich daarbij een samenballing van vaste deeltjes. Als die kern een flinke omvang bereikt – minstens vijf aardmassa’s – kan hij vervolgens in rap tempo grote hoeveelheden gas uit zijn omgeving aantrekken. Dat is vrijwel zeker het scenario dat Jupiter heeft gevolgd. In het geval van exoplaneet GJ 3512b, die minstens half zoveel massa heeft als Jupiter, moet het anders zijn gegaan. De ster waar de planeet omheen draait is namelijk erg licht: ze heeft ruim acht keer zo weinig massa als onze zon. En dat betekent dat de protoplanetaire schijf waaruit GJ 3512b is voortgekomen niet veel gas en stof kan hebben bevat – te weinig om een forse groeikern te kunnen vormen die vervolgens veel gas aantrok. Een extra complicatie is dat er aanwijzingen zijn voor nog een tweede planeet bij GJ 3512. Bovendien wijst de zeer langgerekte omloopbaan van GJ 3512b erop dat er een zwaartekrachtsinteractie heeft plaatsgevonden met nog een derde forse planeet, die klaarblijkelijk uit het planetenstelsel is ontsnapt. Alles bij elkaar moet er dus toch heel wat massa in de protoplanetaire schijf rond de rode dwergster hebben gezeten – veel meer dan zo’n kleine ster in bedwang kan houden. De astronomen vermoeden dan ook dat deze schijf in gravitationeel opzicht instabiel is geweest en begon te fragmenteren. Daarbij zouden op verschillende plaatsen in de schijf een aantal massaconcentraties zijn ontstaan, die onder hun eigen gewicht direct zijn samengetrokken tot planeten. Exoplaneet GJ 3512b is ontdekt met de CARMENES-spectrograaf van de 3,5-meter telescoop van de Calar Alto-sterrenwacht in het zuiden van Spanje. Met dit instrument zijn de kleine schommelbewegingen van de moederster gemeten die door de aantrekkingskracht van de om haar heen draaiende planeten worden veroorzaakt. Het gezelschap is ruim 30 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
→ When dwarfs give birth to giants
11 september 2019
Er zit waterdamp in de atmosfeer van exoplaneet K2-18b. Tot die conclusie komen twee astronomische onderzoeksteams op basis van gegevens die met onder meer de Hubble-ruimtetelescoop zijn verzameld (Nature Astronomy en arXiv, 11 september). Het is voor het eerst dat er waterdamp is gedetecteerd in de atmosfeer van een superaarde van gematigde temperatuur. Eerder was al wel waterdamp waargenomen in de atmosferen van ‘onleefbaar’ hete en koude exoplaneten. Exoplaneet K2-18b, ontdekt in 2015, cirkelt om een ruim 110 lichtjaar verre rode dwergster in het sterrenbeeld Leeuw. Van ons uit gezien schuift hij eens in de 33 dagen voor zijn ster langs. Op dat moment wordt een deel van het sterlicht ‘gefilterd’ door de planeetatmosfeer. In 2016 en 2017 heeft een team onder leiding van Björn Henneke van de universiteit van Montreal een aantal van deze planeetovergangen geregistreerd met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop. De daarbij verzamelde meetgegevens zijn geanalyseerd door zowel het team van Benneke als door een team onder leiding van Angelos Tsiaras van University College London. De resultaten zijn in goede overeenstemming met elkaar: beide teams melden dat er waterdamp in de atmosfeer van K2-18b zit, en waarschijnlijk ook waterstof en helium. De aanduiding ‘superaarde’ suggereert een beetje dat de planeet op de aarde lijkt, maar dat is niet waarschijnlijk. Wel ontvangt hij ruwweg net zoveel licht en warmte van zijn ster als onze eigen planeet. Er kan dus ook vloeibaar water zijn op K2-18b, al is het maar in de vorm van wolkendruppeltjes. Zeker is alleen dat de exoplaneet ruim twee keer zo groot is als de aarde en ruwweg acht keer zoveel massa heeft. Hij kan rotsachtig van karakter zijn en gehuld in een omvangrijke atmosfeer. Maar waarschijnlijker is dat hij grotendeels uit (bevroren) gassen bestaat, net als de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. Toekomstige ruimtetelescopen, zoals de Amerikaans/Europese James Webb Space Telescope (2021) en de Europese Ariel (2028), zullen planeten als K2-18b veel nauwkeuriger kunnen onderzoeken dan met de huidige middelen mogelijk is. Het zal dus nog wel even duren voordat we echt weten hoe ‘leefbaar’ exoplaneet K2-18b is. (EE)
→ First Water Detected on Potentially ‘Habitable’ Planet
27 augustus 2019
Astronomen hebben een planeet van drie Jupitermassa’s ontdekt die in een zeer langgerekte baan om zijn ster beweegt. Verplaatst naar ons eigen zonnestelsel zou het binnenste punt van zijn omloopbaan even buiten de baan van Mars liggen en het buitenste punt voorbij Neptunus. Er zijn buiten ons zonnestelsel wel meer reuzenplaneten in ellipsvormige banen ontdekt, maar geen ervan waagt zich zo ver van zijn ster als deze. De omlooptijd van de planeet, die de aanduiding HR 5183 b heeft gekregen, ligt ergens tussen de 45 en 100 jaar. De planeet beweegt om een ster die al sinds de jaren 90 in de gaten wordt gehouden in het kader van de McDonald Observatory Planet Search. Dat is een van de weinige onderzoeksprogramma’s waarbij sterren tientallen jaren achtereen worden gevolgd. Alleen op die manier kunnen de trage schommelbewegingen van sterren worden ontdekt die door planeten met lange omlooptijden worden veroorzaakt. Toch is dat niet de reden waarom HR 5183 b nu is opgespoord. Sterker nog: de eerste twintig jaar vertoonde zijn moederster helemaal geen schommelbeweging. Dat gebeurde pas toen de planeet het binnenste punt van zijn omloopbaan bereikte. Rond dat moment begon de ster alsnog te schommelen. Als de waarnemingen na bijvoorbeeld vijftien jaar al waren afgebroken, was de planeet dus niet opgemerkt. Normaal gesproken doorlopen planeten min of meer cirkelvormige banen om hun moederster. Door interacties met andere planeten of zelfs voorbijkomende andere sterren kunnen deze omloopbanen worden verstoord. Het vermoeden is dat HR 5183 b een nabije ontmoeting heeft gehad met een andere zware planeet, waardoor hij in zijn huidige langgerekte baan is beland. De andere planeet zou daarbij zelfs uit het planetenstelsel ontsnapt zijn. (EE)
→ Newly Discovered Giant Planet Slingshots Around Its Star
27 augustus 2019
Nieuw onderzoek laat zien dat de nachtzijden van de hete Jupiters die de afgelopen jaren zijn ontdekt ruwweg dezelfde temperaturen vertonen. Dat wijst erop dat de donkere helft van deze zware planeten het domein is van wolken die uit mineralen bestaan (Nature Astronomy, 26 augustus). Uit waarnemingen met de ruimtetelescopen Spitzer en Hubble leiden de onderzoekers af dat de temperatuur aan de nachtzijde van twaalf hete Jupiters rond de 800 °C ligt. Anders dan onze ‘eigen’ planeet Jupiter, cirkelen hete Jupiters op kleine afstand om hun moederster. Dit heeft tot gevolg dat altijd hetzelfde halfrond naar de ster is gekeerd, net zoals we vanaf de aarde altijd dezelfde kant van de maan zien. In combinatie met de nabijheid van de ster leidt dit ertoe dat de dagzijde van deze planeten extreem heet is. Maar uit metingen blijkt dat ook hun nachtkant veel warmte uitstraalt. Dat wijst erop dat er warmte wordt uitgewisseld tussen de beide halfronden van de planeet. Atmosferische circulatiemodellen voorspelden dat de nachttemperatuur in dat geval flink zou moeten variëren. Dat blijkt nu dus toch niet het geval te zijn – zelfs planeten die in dagtemperatuur bijna 1700 °C verschillen hebben ongeveer dezelfde nachttemperatuur. Volgens de onderzoekers komt dit doordat aan de nachtkant van de hete Jupiters condensatie plaatsvindt van verdampt gesteente. Hierdoor ontstaat een ondoorzichtige wolkenlaag die de aanvoer van warmte van onderaf tegengaat. Dat alle onderzochte hete Jupiters vrijwel dezelfde nachttemperatuur komen, zou simpelweg komen doordat ze qua samenstelling veel op elkaar lijken. (EE)
→ The dark side of extrasolar planets share surprisingly similar temperatures
22 augustus 2019
Bij een ster op slechts 12 lichtjaar afstand is een drietal planeten ontdekt die niet veel groter zijn dan de aarde. Een van de drie lijkt zich binnen de leefbare zone van zijn ster te bevinden. De exoplaneten cirkelen om de rode dwergster GJ 1061, een kleine koele ster die vergelijkbaar is met Proxima Centauri. GJ 1061 staat nog net in de top 20 van meest nabije sterren. De drie planeten hebben hun bestaan verraden doordat hun moederster een beetje aan het schommelen brengen. Uit de sterkte van deze schommelbeweging leiden astronomen af dat de massa’s van de planeten minstens 1,4 tot 1,8 keer zo groot zijn als die van de aarde. Hun omlooptijden lopen uiteen van drie tot dertien dagen. Dat laatste betekent dat het planetenstelsel van GJ 1061 heel compact is. Het complete stelsel zou moeiteloos binnen de omloopbaan van Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel, passen. De buitenste van de drie planeten lijkt het meest interessant. Hij bevindt zich ver genoeg van zijn ster om vloeibaar water op zijn oppervlak te kunnen hebben. De drie planeten zijn ontdekt in het kader van een gerichte speurtocht naar planeten bij nabije rode dwergsterren, uitgevoerd met de 3,6-meter telescoop van de Europese sterrenwacht op La Silla, in het noorden van Chili. De resultaten zullen worden gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (preprint). De gegevens die tot nu toe zijn verzameld bevatten ook nog aanwijzingen voor een mogelijke vierde planeet. Deze zou echter in een veel wijdere baan om GJ 1061 cirkelen. Om daar zekerheid over te krijgen moet de ster langduriger worden waargenomen. (EE)
→ 3 Earth-sized exoplanets found just 12 light-years away (Astronomy)
21 augustus 2019
De Nederlandse zoektocht naar een naam voor exoplaneet HAT-P-6 b en de ster waar hij omheen draait (HAT-P-6) is vandaag van start gegaan. Tot en met eind september krijgen alle Nederlanders de kans een naam voor te dragen. Naast verenigingen van sterrenkunde-amateurs, professionele astronomen en het algemene publiek, worden met name kinderen aangemoedigd via hun school een voorstel te doen: de beste suggestie wordt beloond met een telescoop voor op school. ‘Exoplaneet zoekt naam’ is de Nederlandse campagne van het wereldwijde project ‘IAU100 NameExoworlds’. De Internationale Astronomische Unie (IAU) viert dit jaar zijn honderdste verjaardag en heeft alle landen een exoplaneet toegewezen voor vernoeming. De Nederlandse competitie bestaat uit twee ronden. In de eerste ronde kunnen het publiek, verenigingen van sterrenkunde-amateurs, professionele astronomen en scholen een voordracht doen (tot 30 september 2019). De tweede ronde is de stemronde. Nederland kan in de tweede helft van oktober stemmen op een van de vijf setjes namen die een Nationaal Comité van astronomen en andere experts heeft geselecteerd uit alle voordrachten. Het setje namen (voor ster en planeet) dat de meeste stemmen krijgt wordt aangemeld bij de IAU. De resultaten van de wereldwijde verkiezingen worden bekendgemaakt in december 2019. De gekozen namen worden vanaf dat moment parallel aan de bestaande wetenschappelijke namen gebruikt. De procedure is gebonden aan een groot aantal regels. Om ongeldige voordrachten te voorkomen, moet iedereen die een naam wil voordragen de regels eerst lezen. Het formulier voor een voordracht staat hier. De regels voor de naamgeving staan hier.
→ Volledig persbericht
19 augustus 2019
Er is een sterke aanwijzing gevonden dat om de ster Bèta Pictoris nog een tweede massarijke planeet cirkelt. Dat blijkt uit onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd. ‘Bèta Pic’ is een slechts 23 miljoen jaar oude ster op een afstand van iets meer dan 63 lichtjaar. Al tientallen jaren is bekend dat deze ster omgeven is door een schijf van planeetvormend materiaal, en in 2009 is op opnamen van die schijf een grote planeet ontdekt: Beta Pictoris b. Ook zijn er sterke aanwijzingen dat er komeetachtige objecten om de ster bewegen. De mogelijke tweede planeet – Beta Pictoris c – is niet rechtstreeks waargenomen, maar verraadt zijn bestaan doordat hij zijn ster een beetje aan het schommelen brengt. Uit deze schommelbeweging leiden astronomen af dat de planeet negen keer zoveel massa heeft als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel. Hij heeft een omlooptijd van ruwweg 1200 dagen en bevindt zich ruim drie keer zo dicht bij de ster als de reeds bekende planeet. De astronomen hopen meer te weten te komen over de planeet aan de hand van gegevens van de Europese satelliet Gaia en met behulp van de Extremely Large Telescope die momenteel in Chili wordt gebouwd. (EE)
→ A Second Planet in the Beta Pictoris System
16 augustus 2019
SRON ontwerpt en bouwt een ruimtesimulator om acht van de zesentwintig camera’s te testen en kalibreren voor ESA’s nieuwe exoplaneetjager PLATO. Het conceptontwerp is nu klaar. PLATO zal in staat zijn om kleinere planeten in wijdere banen te spotten dan haar voorgangers en zo meer kans maken om aardachtige planeten binnen de leefbare zone rond een ster te ontdekken. De ruimtetelescoop is zelfs gevoelig genoeg om de eigenschappen te meten van mogelijke atmosferen rond deze planeten. Tijdens het afgelopen decennium hebben astronomen ruim vierduizend exoplaneten ontdekt. Er zijn waarschijnlijk evenveel planeten in het heelal als sterren. De effectiefste manier om planeten te ontdekken is zoeken naar minieme variaties in de helderheid van een ster. Een planeet verraadt zijn aanwezigheid als hij voor de ster langs schuift en daarbij een beetje sterlicht blokkeert. ESA’s PLATO-telescoop gaat diezelfde methode gebruiken, met als speciaal trucje dat hij individuele sterren jarenlang blijft volgen. Daarmee kunnen sterrenkundigen kleinere planeten ontdekken met overgangen die langer duren, ten opzichte van eerdere exoplaneetjagers. Daarbovenop stelt PLATO’s gevoeligheid wetenschappers in staat om eigenschappen te achterhalen van mogelijke atmosferen rond deze planeten, om zo een catalogus op te bouwen voor vervolgonderzoek. SRON ontwerpt en bouwt een ruimtesimulator om acht van PLATO’s zesentwintig camera’s te testen en kalibreren. SRON-wetenschappers hebben nu hun conceptontwerp af. Ze gaan de simulator gebruiken om de omvang en vorm te bepalen van de zogenoemde point-spread functie. In plaats van een puntbron zien telescopen een ster in de vorm van een schijf die het felste is in het centrum en scherp afzwakt richting de rand. Dat komt door piepkleine imperfecties in de optica van de telescoop. In SRON’s ontwerp simuleren optica een ster aan de hemel terwijl een stralingsschild de extreem lage temperaturen van de ruimte nabootst. Dat laatste is onderdeel van een andere, net zo belangrijke test om de correcte werking te verifiëren van de camera in de ruimte. Uiteindelijk bepaalt de simulator of de camera’s voldoen aan de vereisten voor PLATO en levert hij belangrijke kalibratieparameters. Omdat de echte vluchtcamera’s worden getest, is de simulator op zo’n manier ontworpen dat hij maximale bescherming biedt. Een enkel stofdeeltje kan al leiden tot verminderde gevoeligheid en valse detecties.‘PLATO heeft strenge richtlijnen rondom besmetting, zelfs vergeleken met andere ruimtetelescopen, dus we moeten de camera’s testen in extreem schone omstandigheden,’ zegt Lorenza Ferrari, SRON’s projectleider voor PLATO. ‘We mogen maar 0,007% fijnstof aan het oppervlak hebben.’ SRON begint in augustus 2020 met de assemblage van de onderdelen voor de echte simulator. Die moet tegen november 2020 klaar zijn. PLATO wordt gelanceerd in 2026.
→ Conceptontwerp klaar voor simulator PLATO-telescoop
31 juli 2019
Bij waarnemingen vanaf de aarde, bedoeld om de ontdekking van een door NASA-satelliet TESS ontdekte kleine exoplaneet te bevestigen, zijn nog twee extra planeten ontdekt bij de rode dwergster GJ 357. Een van beide bevindt zich ver genoeg van de ster om ‘leefbaar’ te kunnen zijn (Astronomy & Astrophysics, 31 juli). De betreffende planeet, die de aanduiding GJ 357 d heeft gekregen, is een zogeheten superaarde. Hij heeft minstens zesmaal zoveel massa als onze eigen planeet en maakt in iets minder dan 56 dagen een rondje om zijn ster. Zijn afstand tot de ster is vijf keer zo klein als de afstand zon-aarde, maar omdat GJ 357 relatief koel is, leidt dat niet tot hoge temperaturen. In tegendeel: in principe zou de Celsius-temperatuur op het oppervlak van GJ 357 d tientallen graden onder nul moeten liggen. Of de planeet toch leefbaar is, hangt in belangrijke mate af van zijn eventuele (!) atmosfeer. Als deze voldoende dichtheid heeft, kan het broeikaseffect ervoor zorgen dat de temperatuur op GJ 357 d boven nul ligt, waardoor er water in vloeibare vorm aanwezig kan bestaan. Het planetenstelsel van GJ 357 is ‘maar’ 31 lichtjaar van de aarde verwijderd, en is daarom heel geschikt voor vervolgonderzoek met de grote (ruimte)telescopen die in de loop van komend decennium in bedrijf zullen komen. (EE)
→ TESS Mission Helps Uncover Trio Of Planets With One Possibly Habitable World
29 juli 2019
NASA-satelliet TESS heeft drie nieuwe werelden ontdekt die tot de kleinste nabije exoplaneten behoren die tot nu toe zijn opgespoord. De planeten – een rotsachtige ‘superaarde’ en twee ‘sub-Neptunussen’ – cirkelen om de slechts 73 lichtjaar verre rode dwergster TOI-270 (Nature Astronomy, 29 juli). De buitenste sub-Neptunus, TOI-270d, is iets meer dan tweemaal zo groot als de aarde en bevindt zich op een zodanige afstand van zijn zwakke en koele moederster dat hij theoretisch ‘leefbaar’ zou kunnen zijn. Maar waarschijnlijk veroorzaakt zijn waarschijnlijk zeer dichte atmosfeer zo’n sterk broeikaseffect, dat het planeetoppervlak te heet is voor de aanwezigheid van vloeibaar water en levende organismen. De andere sub-Neptunus, de middelste planeet TOI-270c, is ruwweg 2,5 keer zo groot als de aarde. En superaarde TOI-270b is een kwart groter dan onze planeet. De afmetingen van de drie planeten ontlopen elkaar dus niet zo veel – veel minder althans dan de planeten van ons zonnestelsel. Astronomen denken dat de sub-Neptunussen van TOI-270 de ‘ontbrekende schakel’ kunnen zijn in het planeetvormingsproces. Mogelijk kan het onderzoek van dit type planeten de vraag beantwoorden of rotsachtige planeten zoals de aarde en zwaardere, ijsachtige planeten zoals Neptunus op vergelijkbare wijze ontstaan of niet. De drie planeten vormen een uiterst compact planetenstelsel. Ze hebben omlooptijd van drie tot elf dagen en bevinden zich binnen een afstand van 11 miljoen kilometer van hun ster. TESS – de Transiting Exoplanet Survey Satellite – speurt de hemel af naar sterren die kleine ‘helderheidsdipjes’ vertonen die ontstaan doordat er planeten voor hen langs trekken. Daaruit kunnen astronomen niet alleen afleiden hoe snel deze planeten om hun ster draaien, maar ook hoe groot ze zijn. De massa’s van de planeten die TESS ontdekt zijn niet onmiddellijk duidelijk: dat vereist vervolgonderzoek. (EE)
→ TESS discovers three new planets nearby, including temperate ‘sub-Neptune’
25 juli 2019
NASA-satelliet TESS, de Transiting Exoplanet Survey Satellite, heeft haar verkenning van de zuidelijke hemel afgerond. Sinds 18 juli speurt zij de noordelijke hemelhelft af naar exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – en eventuele ‘bijvangst’ in de vorm van kometen, supernova’s en zwarte gaten. Tijdens het eerste jaar van haar missie heeft TESS meer dan 850 potentiële exoplaneten opgespoord. Exoplaneten verraden hun bestaan doordat ze, van ons uit gezien, periodiek voor hun ster langs trekken en daardoor kleine, regelmatig optredende dipjes in de helderheid van de ster veroorzaken. Omdat sterren ook om andere redenen helderheidsdipjes kunnen vertonen, moeten de ontdekkingen van TESS stuk voor stuk worden nagegaan met telescopen op aarde. Bij haar speurtocht maakt TESS gebruik van vier grote camera’s die grote stukken hemel in de gaten houden. Daarbij wordt specifiek gekeken naar sterren die niet verder dan 300 lichtjaar van ons verwijderd zijn. Deze sterren zijn het meest geschikt voor vervolgonderzoek met andere telescopen, zowel op aarde als in de ruimte. De TESS-planeten waarvan het bestaan inmiddels is bevestigd lopen uiteen van een rotsachtige planeet die 20 procent kleiner is dan de aarde tot diverse voorbeelden van planeten die groter zijn dan Jupiter en Saturnus. Daarnaast vindt TESS ook veel planeten die kleiner zijn dan Neptunus, maar groter dan de aarde – zogeheten sub-Neptunussen. (EE)
→ NASA’s TESS Mission Completes First Year of Survey, Turns to Northern Sky
22 juli 2019
Grote gasplaneten die op geringe afstand om hun moederster draaien hebben krachtige magnetische velden die vele malen sterker zijn dan die van ‘onze’ planeet Jupiter. Dat blijkt uit onderzoek waarvan de resultaten vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd. De interactie tussen hete Jupiters – zware exoplaneten die in heel krappe banen om hun moederster cirkelen – resulteert in periodieke variaties in het spectrum van de ster. Deze variaties worden toegeschreven aan de wijze waarop de magnetische velden van ster en planeet elkaar beïnvloeden. Daarvan uitgaande hebben astronomen nu de magnetische veldsterktes van vier hete Jupiters kunnen berekenen. Deze komen uit op 20 tot 120 gauss. Ter vergelijking: het magnetische veld van Jupiter komt uit op iets meer dan 4 gauss en dat van de aarde op slechts 0,5 gauss. De meetwaarden zijn veel groter dan op grond van de draaisnelheden en leeftijden van de onderzochte planeten werd verwacht. De onderzoeker vermoeden dat dit komt doordat de planeten zoveel extra energie ontvangen van hun moederster. Dat houdt ze – in magnetisch opzicht – ‘jong’. (EE)
→ Astronomers Make First Calculations of Magnetic Activity in ‘Hot Jupiter’ Exoplanets
11 juli 2019
Astronomen hebben voor het eerst een schijf van stof en gas ontdekt rond een jonge planeet. Volgens de ontdekkers, die gebruik hebben gemaakt van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), zou uit dat materiaal een compleet stelsel van manen kunnen ontstaan, vergelijkbaar met dat van de planeet Jupiter. De stofschijf is ontdekt bij een van de planeten van PDS 70, een jonge ster op ongeveer 370 lichtjaar van de aarde. Bij deze ster zijn recent twee massarijke, Jupiterachtige planeten ontdekt. Deze eerdere ontdekking is gedaan met de Europese Very Large Telescope, die de warmtegloed detecteerde die wordt uitgezonden door het waterstofgas dat naar de beide planeten toe stroomt. Bij de nieuwe ALMA-waarnemingen is de zwakke radiostraling geregistreerd die afkomstig is van fijne stofdeeltjes rond de ster. In combinatie met de eerste VLT-beelden heeft dit een duidelijke aanwijzing opgeleverd dat de buitenste van de twee planeten van PDS 70 omgeven is door een stofschijf. Uit de ALMA-gegevens blijkt ook dat zich achter de binnenste planeet, die ongeveer even ver van zijn ster verwijderd is als Uranus van de zon, nog een stofmassa bevindt. Het is nog onduidelijk wat dit precies is. De buitenste planeet bevindt zich op ongeveer 5,3 miljard kilometer van zijn moederster – ongeveer de afstand zon-Neptunus. De planeet heeft naar schatting 1 tot 10 keer zoveel massa als Jupiter. Als zijn werkelijke massa dicht bij de bovengrens van deze schatting zit, zouden de manen die in zijn stofschijf ontstaan wel eens van planeetformaat kunnen zijn. (EE)
→ ‘Moon-forming’ Circumplanetary Disk Discovered in Distant Star System
18 juni 2019
Bij de Ster van Teegarden, een kleine, koele dwergster op slechts 12,5 lichtjaar afstand van de aarde die pas in 2003 werd ontdekt, zijn twee aarde-achtige planeten gevonden. De Ster van Teegarden is tien keer zo licht als de zon en heeft een oppervlaktetemperatuur van slechts 2700 graden. De twee planeten zijn iets zwaarder dan de aarde en bevinden zich in de bewoonbare zone van de ster - het gebied waar de oppervlaktetemperatuur van een planeet het bestaan van vloeibaar water mogelijk maakt.
De ontdekking van de twee planeten, met een gevoelige spectrograaf op de 3,5-meter telescoop van de Calar Alto-sterrenwacht in Spanje, is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. Het bijzondere aan de ontdekking is dat de Ster van Teegarden zich nabij de ecliptica bevindt (in het sterrenbeeld Ram). Dat betekent dat een hypothetische bewoner van een van de nieuw ontdekte planeten ons eigen zonnestelsel vrijwel exact van opzij ziet, zodat hij de aarde eens per jaar voor de zon langs ziet schuiven. Veel exoplaneten zijn op die manier ontdekt. (GS)
→ International research team discovers two new Earth-like planets near Teegarden's star
18 juni 2019
Het Breakthrough Listen-project (grotendeels gefinancierd door de Russische miljardair Yuri Milner) heeft tussentijdse resultaten gepubliceerd van de speurtocht naar buitenaardse intelligentie (Search for Extra-Terrestrial Intelligence, SETI) met de 100-meter Green Bank Telescope in West Virginia (Verenigde Staten) en de 64-meter Parkes-radiotelescoop in Australië.
Met de twee telescopen zijn in de afgelopen jaren ruim 1700 nabije sterren (tot op 160 lichtjaar afstand) bestudeerd; van 1327 sterren zijn de waarnemingen nu geanalyseerd en gepubliceerd, in Publications of the Astronomical Society of the Pacific en The Astrophysical Journal. Er zijn tot op heden geen zogeheten 'techno-signatures' gevonden - radiosignalen die geen natuurlijke herkomst kunnen hebben maar die zouden wijzen op het bestaan van technologische beschavingen op andere planeten.
Het Breakthrough Listen-project staat echter nog in de kinderschoenen. De komende tijd zullen maar liefst één miljoen sterren waargenomen worden, onder andere met het MeerKAT-observatorium in Zuid-Afrika. (GS)
→ Breakthroug Listen published most comprehensive and sensitive search for radio technosignatures ever performed
12 juni 2019
Waarnemingen met de Gemini Planet Imager (GPI) van de Gemini South-telescoop in Chili wijzen erop dat grote planeten en bruine dwergen, oftewel (te) kleine sterren, niet op dezelfde manier ontstaan. De GPI maakt gebruik van een coronagraaf, waarmee het licht van en ster wordt afgeschermd om zo zwakke objecten in diens naaste omgeving te kunnen opsporen. Bij 300 zonachtige sterren die met behulp van dit instrument zijn bekeken zijn zes reuzenplaneten en drie bruine dwergen ontdekt. Bruine dwergen hebben meer massa dan planeten, maar zijn niet zwaar genoeg om waterstof in zwaardere elementen om te zetten, zoals echte sterren dat doen. Een analyse van deze waarnemingen laat zien dat bruine dwergen en reuzenplaneten niet zo veel met elkaar gemeen hebben. Waar zware bruine dwergen talrijker zijn dan minder zware, is dat bij planeten juist andersom. Bovendien bevinden bruine dwergen zich doorgaans verder van hun moederster. Dat wijst erop dat bruine dwergen op vergelijkbare wijze ontstaan als sterren: door samentrekking van een grote wolk van gas en stof. Planeten ontstaan juist door samenklonteringen van grote aantallen brokjes ijs en gesteente. Een ander opvallend resultaat van de GPI-survey is dat alle ontdekte planeten om de zwaarste van de onderzochte sterren cirkelen – sterren met minstens anderhalf keer zoveel massa als de zon. En dat terwijl planeten zich juist makkelijker laten opsporen bij lichtere, zwakkere sterren. Dit ‘tegenstrijdige’ verband werd al geruime tijd vermoed: het is een bevestiging van het ‘bottom-up’-scenario voor de planetenvorming. Ook wijst de survey erop dat het aantal reuzenplaneten – planeten van het type Jupiter – daalt naarmate de afstand tot de ster groter is dan die tussen de zon en Jupiter. Het lijkt er dus op dat ‘onze’ Jupiter zich zo’n beetje op de meest normale plek in het zonnestelsel bevindt. Zowel op veel kleinere als op veel grotere afstanden van een ster zijn zulke planeten minder talrijk. Hoe dan ook komen reuzenplaneten niet veel voor bij zonachtige sterren. (EE)
→ The Formative Years: Giant Planets vs. Brown Dwarfs
10 juni 2019
Breakthrough Watch, het mondiale astronomische programma dat naar aarde-achtige planeten rond nabijgelegen sterren speurt, en de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie van Europa, hebben vandaag bekendgemaakt dat een nieuw instrument van de Very Large Telescope (VLT), bedoeld voor de jacht op exoplaneten, zijn eerste licht heeft opgevangen.
Het instrument – de Near Earths in the AlphaCen Region of kortweg NEAR – is ontworpen om planeten op te sporen in de ‘leefbare zones’ van de twee dichtstbijzijnde zonachtige sterren, die deel uitmaken van het Alfa Centauri-stelsel. De leefbare zone is het gebied rond een ster waar water in vloeibare vorm kan bestaan. NEAR is de afgelopen drie jaar ontwikkeld en gebouwd in samenwerking met de Universiteit van Uppsala in Zweden, de Universiteit van Luik in België, het California Institute of Technology in de VS en Kampf Telescope Optics in München, Duitsland.
Op 23 mei zijn astronomen van ESO begonnen aan de eerste tiendaagse reeks VLT-waarnemingen die moeten uitwijzen of zich in dit stersysteem inderdaad een of meer planeten bevinden. De waarnemingen zullen morgen, 11 juni, worden afgesloten. Met het nieuwe instrument kunnen planeten worden gedetecteerd die minimaal tweemaal zo groot zijn als de aarde. Dat gebeurt in het infraroodbereik waar eventuele planeten hun warmtestraling uitzenden en stelt astronomen dus in staat om vast te stellen of de planeet een temperatuur heeft die vloeibaar water toelaat.
Met een afstand van 4,37 lichtjaar (ongeveer 38 biljoen kilometer) is het Alfa Centauri-stelsel de meest nabije buur van ons zonnestelsel. Het bestaat uit twee zonachtige sterren, Alfa Centauri A en B, en een rode dwergster, Proxima Centauri. Onze huidige kennis van de planetenstelsels van Alfa Centauri is beperkt. In 2016 ontdekte een team gebruikmakend van ESO-instrumenten een aarde-achtige planeet die in een baan om Proxima Centauri draait. Maar of ook Alfa Centauri A en B planeten kunnen hebben staat niet vast: het is onduidelijk hoe stabiel de omloopbanen van aarde-achtige planeten in zo’n dubbelster zijn. Alleen waarnemingen van deze eventuele planeten kunnen daar zekerheid over geven.
Het fotograferen van zulke planeten is een grote technische uitdaging, omdat het sterlicht dat zij weerkaatsen doorgaans miljarden keren zwakker is dan het licht dat rechtstreeks van hun moedersterren afkomstig is. Het waarnemen van een kleine planeet nabij een ster op enkele lichtjaren afstand kan worden vergeleken met het lokaliseren van een mot die om een straatlantaarn fladdert die tientallen kilometers van je vandaan staat. Om dit probleem op te lossen zijn Breakthrough Watch en ESO in 2016 een samenwerking aangegaan om een speciaal instrument te bouwen: een zogeheten thermische infraroodcoronagraaf. Deze is ontworpen om het grootste deel van het licht van de ster tegen te houden en geoptimaliseerd om het infrarode licht van het warme oppervlak van een om de ster cirkelende planeet op te vangen, in plaats van de geringe hoeveelheid sterlicht die deze weerkaatst. De coronagraaf veroorzaakt als het ware een kunstmatige verduistering van de ster waar de telescoop op gericht is. Dat maakt het mogelijk om veel zwakkere objecten in diens omgeving te detecteren, net zoals objecten in de buurt van de zon (die in het felle zonlicht ‘verdrinken’) zichtbaar worden tijdens een totale zonsverduistering.
De coronagraaf is geïnstalleerd op een van de vier 8-meter-telescopen van de VLT en is in feite een uitbreiding van een bestaand instrument, VISIR, dat daardoor beter geschikt is geworden voor de detectie van infraroodstraling die kenmerkend is voor potentieel leefbare exoplaneten. Vanaf nu kan VISIR zoeken naar warmtesignaturen die vergelijkbaar zijn met die van de aarde, die energie absorbeert van de zon en deze deels weer uitzendt in de vorm van thermische infraroodstraling. NEAR modificeert het bestaande VISIR-instrument op drie manieren, waarbij verschillende geavanceerde technieken worden gecombineerd. Om te beginnen maakt hij het instrument geschikt voor coronagrafie, wat betekent dat het licht van een ster drastisch kan worden gereduceerd, zodat de signaturen van eventuele aarde-achtige planeten zichtbaar worden. Ten tweede gebruikt hij adaptieve optiek om de secundaire spiegel van de telescoop zodanig te vervormen dat de onscherpte die door de aardatmosfeer wordt veroorzaakt wordt gecompenseerd. En tot slot maakt hij gebruik van nieuwe ‘chopping-strategieën’ die beeldruis helpen tegengaan en het instrument bovendien in staat stellen om snel – om de 100 milliseconden – tussen twee doelsterren om te schakelen. Hierdoor kan de beschikbare telescooptijd efficiënter worden benut.
→ Volledig persbericht
10 juni 2019
Nieuwe metingen aan het licht van een paradoxale planeet bieden meer inzicht in het ontstaan van zogeheten 'hete Jupiters' - zware exoplaneten in kleine omloopbanen rond hun moederster.
Planeet CI Tau b is zo'n hete Jupiter. Hij draait in slechts 9 dagen rond een ster die zich op 450 lichtjaar afstand van de aarde bevindt. Het paradoxale zit 'm in de leeftijd van de ster: die is pas 2 miljoen jaar oud. Doorgaans wordt aangenomen dat zware gasvormige planeten in de loop van vele miljoenen jaren ontstaan.
Onderzoekers van Rice University hebben nu het (gereflecteerde) licht van CI Tau b voor het eerst direct kunnen meten. Uit de waarnemingen konden ze de massa en de (infrarode) helderheid van de planeet afleiden. Hij blijkt 11,6 keer zo zwaar te zijn als Jupiter, en slechts 134 keer zo zwak als de ster zelf.
De nieuwe resultaten ondersteunen de zogeheten hot start-theorie voor de vorming van zware reuzenplaneten: een zeer snelle vorming onder invloed van een gravitationele instabiliteit in de gas- en stofschijf rond de pasgeboren ster.
De onderzoekers presenteerden hun nieuwe metingen vandaag op de 134ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in St. Louis (Missouri). Binnenkort volgt een publicatie in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Spectral Clues to Puzzling Paradox of Distant Planet
10 juni 2019
Volgens theoretisch onderzoek van biogeochemici van de Universiteit van Californië in Riverside zijn complexe ecosystemen in het heelal waarschijnlijk zeldzamer dan tot nu toe werd gedacht. Doorgaans wordt aangenomen dat er op een planeet complexe levensvormen kunnen voorkomen wanneer die planeet zich in de zogeheten bewoonbare zone van zijn moederster bevindt - het gebied waar de oppervlaktetemperatuur geschikt is voor het bestaan van vloeibaar water. In een artikel in The Astrophysical Journal rekenen de onderzoekers echter voor dat die bewoonbare zone veel smaller is (of in sommige gevallen in het geheel niet bestaat) als het gaat om complexe levensvormen, die veel minder goed bestand zijn tegen allerlei giftige gassen. Zo kan een grote hoeveelheid UV-straling van de moederster leiden tot de vorming van hoge concentraties koolmonoxide, en kan een planeet aan de buitenzijde van de traditionele bewoonbare zone alleen warm genoeg blijven als zijn dampkring extreem hoge concentraties giftig kooldioxide bevat. De planetenstelsels van de nabije rode dwergsterren Proxima Centauri en Trappist-1 zouden volgens de nieuwe analyse helemaal geen bewoonbare planeten tellen. (GS)
→ New study dramatically narrows the search for advanced life in the universe
6 juni 2019
De Internationale Astronomische Unie (IAU) bestaat dit jaar 100 jaar en organiseert de mondiale competitie ‘IAU100 NameExoWorlds’. Elk land krijgt een exoplaneet toegewezen en mag die samen met het publiek een naam geven. Meer dan 70 landen zijn al bezig met een nationale campagne om het publiek te laten stemmen. Het doel van de campagne is mensen te laten nadenken over onze plaats in het heelal en over de hypothetische vraag hoe een buitenaardse beschaving naar onze aarde zou kijken. Astronomen hebben de afgelopen decennia duizenden planeten en planeetstelsels ontdekt rond nabije sterren. Sommige planeten zijn klein en rotsachtig zoals onze aarde; andere lijken meer op gasreuzen als Jupiter. Om de meeste sterren cirkelen planeten. Alleen al het enorme aantal sterren in het heelal en de overvloedigheid van prebiotische materialen, maakt het bestaan van leven elders in het heelal waarschijnlijk. De IAU is verantwoordelijk voor de officiële naamgeving van hemellichamen. De IAU viert dit jaar 100 jaar internationale samenwerking, en wil dit aspect van de sterrenkunde benadrukken met de wereldwijde campagne. Tijdens de competitie van 2015 werden al 19 exoplaneten vernoemd. Dit jaar krijgt élk land de kans een naam te geven aan een planeetstelsel, bestaande uit een exoplaneet en een ster. Elk land heeft een ster toegewezen gekregen die zichtbaar is vanuit dat land en helder genoeg is om met een kleine telescoop te bekijken. Dat is gebeurd na een zorgvuldige selectie van een groot aantal bekende exoplaneten en hun moedersterren. Al deze planeten zijn gasreuzen, vergelijkbaar met Jupiter en Saturnus. Nederland heeft de ster HAT-P-6 en de exoplaneet HAT-P-6 b toegewezen gekregen. Het stelsel ligt op ongeveer 650 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Andromeda. De hele lijst met planeten is hier te vinden. In elk deelnemend land is een nationaal comité opgericht om een nationale verkiezing op te zetten. Dit comité volgt de methode en de richtlijnen die door de IAU100 NameExoWorlds-stuurgroep zijn opgesteld. Het nationaal comité is verantwoordelijk voor publieksparticipatie, communicatie rond het project en het ontwerpen van een stemsysteem. De nationale competitie vindt plaats in de periode juni-november 2019. De resultaten van de wereldwijde verkiezingen worden bekendgemaakt in december 2019. De gekozen namen worden dan parallel aan de bestaande wetenschappelijke namen gebruikt, met een verwijzing naar de indieners.
→ Oorspronkelijk persbericht
3 juni 2019
Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Sebastiaan Haffert (Universiteit Leiden) heeft een directe afbeelding gemaakt van twee exoplaneten die als een stofzuiger een spoor trekken in de planeetvormende schijf rond de jonge ster PDS 70. Het is pas het tweede meervoudige exoplaneetsysteem dat direct gefotografeerd is en het eerste waarbij de planeten nog steeds materiaal verzamelen en groeien. Het onderzoek verschijnt vandaag in het vakblad Nature Astronomy.
PDS 70, de ster waaromheen de twee exoplaneten draaien, bevindt zich op ongeveer 370 lichtjaar van de aarde. De ster is slechts 6 miljoen jaar oud, iets kleiner dan onze zon en omgeven door twee schijven van gas en stof. De twee exoplaneten draaien hun rondjes tussen de twee schijven. Ze hebben als het ware een pad schoongeveegd en de grote schijf in tweeën gehakt.
De binnenste planeet, PDS 70 b, staat op ongeveer 3 miljard kilometer van zijn ster. Dat is vergelijkbaar met de baan van Uranus in ons zonnestelsel. De planeet is ongeveer 4 tot 17 keer zo zwaar als Jupiter. Deze planeet was in 2018 al ontdekt. De buitenste planeet, PDS 70 c, draait op ongeveer 5 miljard kilometer om zijn ster. Dat is vergelijkbaar met de afstand van Neptunus tot onze zon. Planeet c is ongeveer 1 tot 10 keer zo zwaar als Jupiter.
Het team detecteerde PDS 70 c met behulp van de MUSE-spectrograaf op de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Deze, mede door Nederland ontwikkelde, spectrograaf is een enorm stabiel instrument met een lange sluitertijd. Daardoor kan het zeer lichtzwakke objecten waarnemen. Het instrument is oorspronkelijk ontwikkeld om zwakke sterrenstelsels in het vroege heelal te onderzoeken.
Dankzij een nieuwe instelling die corrigeert voor verstoringen in de atmosfeer kan MUSE sinds 2018 beelden maken met heel hoge resolutie. De telescoop is zo nauwkeurig dat het zogeheten H-alpha-straling kan opvangen die bij groeiende exoplaneten vrijkomt.
De planeten PDS 70 b en PDS 70 c hebben een bijzondere verhouding in omlooptijden. In de tijd dat planeet b twee rondjes aflegt rond de ster, maakt planeet c er één. Sommige sterrenkundigen vermoeden dat een vergelijkbare vorm van baanresonantie tussen Jupiter en Saturnus ook een rol speelde in het ontstaan van ons planetenstelsel. Ze noemen dat de 'grand tack hypothese' (vrij vertaald: de grote laveerhypothese). Die gaat ervan uit dat Jupiter in het begin van zijn bestaan onder invloed van Saturnus een omtrekkende, laverende beweging maakte: eerst richting de zon en daarna weer naar buiten.
Voor sterrenkundigen komt de ontdekking van de exoplaneten in een stofschijf als geroepen. Ze hadden namelijk al tientallen stofschijven met gaten rond sterren gezien, maar nooit waren de bijbehorende planeten zichtbaar. In de toekomst hopen ze meer exoplaneten in stofschijven zichtbaar te maken. Ook hopen ze meer planeten te vinden die nog in hun groeifase zijn. Zo kunnen de wetenschappers beter begrijpen hoe planeten ontstaan en zich ontwikkelen.
[Aanvulling op origineel persbericht: In een artikel in Astrophysical Journal Letters schrijven onderzoekers van de Monash School of Physics and Astronomy in Melbourne, Australië dat infraroodwaarnemingen van planeet PDS 70 b, uitgevoerd met ESO's Very Large Telescope, ook voor het eerst aanwijzingen opleveren voor het bestaan van een circumplanetaire stofschijf rond een zich vormende planeet. (GS)]
→ Origineel persbericht
29 mei 2019
Astronomen hebben een nieuwe exoplaneet ontdekt die iets kleiner is dan de planeet Neptunus, maar heter dan Mercurius. Ondanks zijn hoge temperatuur van 1000 graden Celsius heeft NGTS-4b een atmosfeer. De onderzoekers spreken van een ‘verboden planeet’ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 29 mei). Met dat laatste wordt bedoeld dat NGTS-4b zich in de zogeheten Neptunus-woestijn bevindt. Dat is de naaste omgeving van een ster, waar normaal gesproken geen planeten ter grootte van Neptunus te vinden zijn. Dit gebied wordt zo sterk aangestraald door de centrale ster dat de atmosferen van planeten verdampen en alleen hun rotsachtige kern overblijft. Desondanks heeft NGTS-4b, de eerste exoplaneet van dit type die in de ‘verboden zone’ is aangetroffen, wel degelijk een atmosfeer. Vermoed wordt dat de planeet pas vrij recent – minder dan een miljoen jaar geleden – naar de ster toe is gemigreerd. Een andere mogelijkheid is dat de planeet oorspronkelijk nog veel groter was dan nu en nog bezig is om zijn atmosfeer te verliezen. In dat geval kan hij zich al langer in de buurt van zijn ster bevinden. NGTS-4b heeft twintig keer zoveel massa als de aarde en is twintig procent kleineer dan Neptunus. Elke omloop om zijn ster duurt slechts 32 aardse uren. De planeet is opgespoord met de Next-Generation Transit Survey, een opstelling van twaalf kleine telescopen die de hemel afspeurt naar sterren die regelmatige helderheidsdipjes vertonen. De NGTS is speciaal ontwikkeld om exoplaneten op te sporen die om relatief heldere en nabije sterren cirkelen. (EE)
→ The ‘Forbidden’ Planet Has Been Found in The ‘Neptunian Desert’
22 mei 2019
Astronomen van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, de universiteit van Göttingen en de sterrenwacht Sonneberg hebben achttien ‘aarde-achtige’ exoplaneten ontdekt. De planeten zijn dermate klein dat ze bij eerdere surveys over het hoofd zijn gezien. Een ervan behoort zelfs tot de kleinste planeten die tot nu toe buiten ons zonnestelsel zijn opgespoord. Hij is ongeveer een derde kleiner dan de aarde. De planeten zijn ontdekt in bestaande gegevens van de Amerikaanse Kepler-satelliet. Deze spoorde exoplaneten op door naar kleine, regelmatige dipjes in het licht van sterren te speuren. Deze zogeheten transitmethode werkt het best bij relatief kleine sterren waar grote planeten omheen cirkelen. Kleine planeten veroorzaken minder duidelijke helderheidsdips. De wetenschappers hebben een nieuwe gevoelige methode ontwikkeld om van die kleine regelmatige helderheidsdipjes op te sporen. En met behulp van deze methode hebben ze een deel van de gegevens van de Kepler-satelliet opnieuw geanalyseerd. De onderzoekers verwachten dat ze op deze manier meer dan honderd aarde-achtige exoplaneten in de Kepler-gegevens zullen vinden. In het nieuwe zoekalgoritme is rekening gehouden met het feit dat de rand van een ster donkerder lijkt dan het centrale deel. Deze zogeheten randverzwakking heeft tot gevolg dat een planeet die voor de ster langs schuift in het begin minder sterlicht tegenhoudt dan halverwege zijn ‘transit’. De gebruikelijke zoekroutines houden hier geen rekening mee: die letten op een plotselinge afname in het licht van een ster. Volgens de astronomen ziet ook het nieuwe zoekalgoritme planeten over het hoofd. Met name kleine planeten die in wijde banen om hun ster draaien laten zich lastig opsporen. Deze planeten bewegen trager, waardoor ze minder vaak voor hun ster langs schuiven. En dat maakt hun toch al zwakke signalen nog moeilijker detecteerbaar. (EE)
→ 18 Earth-sized exoplanets discovered
22 mei 2019
Een jaar na zijn lancering heeft NASA’s planetenjager TESS zijn eerste exokometen ontdekt, rond de ster Bèta Pictoris. Exokometen zijn kometen – kleine hemellichamen die uit ijs, gas en stof bestaan en in de buurt van hun ster een karakteristieke staart ontwikkelen - die zich buiten ons eigen zonnestelsel bevinden. Een Oostenrijks/Nederland/Brits team van astronomen vond in de TESS-data de signalen van drie van deze exokometen doordat ze helderheidsdipjes veroorzaakten in het licht van de ster. Het resultaat is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Rond Bèta Pictoris (en andere sterren) werden al eerder exokometen ontdekt met spectroscopisch onderzoek, maar de nu door TESS gevonden lichtkrommen vormen een veel sterker bewijs. ‘Wanneer een planeet voor zijn ster langs beweegt (vanuit ons perspectief) zie je een symmetrische afname in de helderheid van het sterlicht doordat de planeet een klein beetje van dat sterlicht blokkeert’, vertelt de Leidse astronoom Matthew Kenworthy. ‘In het geval van de exokometen zien we een heel precieze asymmetrische dip, die wordt veroorzaakt door de lange, stoffige staart van de komeet.’De 23 miljoen jaar jonge ster Bèta Pictoris op 63 lichtjaar afstand van de aarde wordt omgeven door een schijf van gas en stof. De ster is al sinds de jaren ’80 een geliefd onderzoeksobject voor astronomen. Toen al werd vermoed dat er een planeet rond Bèta Pictoris draait, wat later is bevestigd. In 1999 voorspelden astronomen ook de aanwezigheid van exokometen. Die voorspelling is met het TESS-resultaat eveneens bevestigd. Het team hoopt met deze ontdekking een begin te maken met het in kaart brengen van de kometenpopulaties rond jonge sterren. Een van de vragen die zij willen beantwoorden is of het aantal exokometen daalt naarmate de ster ouder wordt. Dat lijkt het geval te zijn in ons eigen zonnestelsel. Uiteindelijk willen ze de samenstelling van de exokometen meten en onderzoeken in hoeverre kometen bijdragen aan het ‘brengen’ van water op planeten. ‘Bèta Pictoris is een heel goed startpunt voor dit onderzoek’, zo besluit Kenworthy.
→ Oorspronkelijk persbericht
16 mei 2019
Een team van Japanse astronomen heeft voor het eerst een aluminium-houdend molecuul aangetroffen in de gasschijf rond een jonge ster. Aluminium-rijke insluitsels behoren tot de oudste vaste bestanddelen van meteorieten in ons eigen zonnestelsel, maar hoe deze zijn gevormd is nog onduidelijk. De ontdekking van aluminiumoxide bij een jonge ster – met de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili – kan daar meer inzicht in geven. Jonge sterren zijn omgeven door schijven van gas. Een deel van dat gas condenseert tot stofdeeltjes die vervolgens samenklonteren tot steeds grotere brokstukken en uiteindelijk planeten.De ALMA-waarnemingen laten zien dat de aluminiumoxide-moleculen worden gevormd in de nabijheid van de ster-in-wording, waar de temperaturen temperaturen het hoogst zijn. Op grotere afstand van de ster, waar het kouder is, is de radiostraling die kenmerkend is voor deze moleculen niet te zien. Volgens de wetenschappers wijst dat erop dat de moleculen daar condenseren tot vaste deeltjes. (EE)
→ ALMA Discovers Aluminum around Young Star
9 mei 2019
De afgelopen jaren zijn talrijke ‘superaardes’ – rotsachtige planeten die een slag groter zijn dan de aarde – ontdekt die in krappe omloopbanen om hun moederster draaien. Aan de hand van computersimulaties denken Amerikaanse astronomen een verklaring te hebben voor het ontstaan van deze planeten. Het ligt niet voor de hand dat er planeten op geringe afstanden om een ster cirkelen. Jonge sterren zijn omgeven door een schijf van gas en stof waaruit, door samenklontering, uiteindelijk planeten ontstaan. Dicht in de buurt van de ster bevat zo’n protoplanetaire schijf echter niet genoeg vast materiaal om een volwaardige planeet te kunnen vormen. Waar komen die superaardes in krappe omloopbanen dan vandaan? Uit de computersimulaties blijkt dat de onderlinge aantrekkingskrachten tussen reeds gevormde planeten en de protoplanetaire schijf tot baanresonanties leiden – situaties waarbij de omlooptijden van de planeten zich gaan verhouden als eenvoudige gehele getallen (2:3 bijvoorbeeld). In reactie op deze complexe onderlinge interacties beginnen de planeten eensgezind te migreren, waarbij sommige uiteindelijk dicht bij hun ster terechtkomen. Dat het mogelijk is dat planeten op deze manier naar hun ster toe migreren wil volgens de astronomen overigens nog niet zeggen dat dit enig mogelijke verklaring is. Ook is nog onduidelijk waarom in het ene planetenstelsel wel superaardes dicht bij de ster te vinden zijn en in het andere – het onze bijvoorbeeld – niet. (EE)
→ Gravitational forces in protoplanetary disks may push super-Earths close to their stars
9 mei 2019
De atmosfeer van KELT-9 b, de heetste exoplaneet die tot nu toe is opgespoord, bevat naast (gasvormige) ijzer en titanium ook sporen van natrium, magnesium, chroom en de zeldzame aardmetalen scandium en yttrium. Dat hebben Zwitserse astronomen vastgesteld. De afgelopen 25 jaar hebben astronomen meer dan 4000 exoplaneten ontdekt. Veel van deze planeten zijn hete gasreuzen die zich dicht bij hun moederster bevinden. KELT-9 b is daar een extreem voorbeeld van: de 650 lichtjaar verre moederster van deze planeet is bijna twee keer zo heet als onze zon. Daardoor bereiken de temperaturen in zijn atmosfeer waarden van ongeveer 4000 °C. Bij die de hitte verdampen bijna alle elementen volledig en worden moleculen in hun afzonderlijke atomen geschieden. De atomen waaruit het atmosferische gas van zo’n planeet bestaat absorberen licht op specifieke golflengten. Dat biedt astronomen de mogelijkheid om – zelfs van zo’n grote afstand – de samenstelling van de atmosfeer te bepalen. Het is voor het eerst dat daarbij chroom, scandium en yttrium zijn aangetoond. Bovendien zijn de astronomen nu meer te weten gekomen over de luchtstromingen hoog in de atmosfeer, die gassen van het ene halfrond naar het andere transporteren. Naar verwachting zullen in de atmosfeer van KELT-9b mettertijd nog meer elementen worden opgespoord. (EE)
→ Rare-Earth Metals in the Atmosphere of a Glowing-Hot Exoplanet
2 mei 2019
Een team van onderzoekers op het gebied van de geochemie, planeetwetenschappen en astronomie wijzen deze week in Science op het grote belang van de inwendige dynamiek van planeten bij het creëeren van een leefbare omgeving. De leefbaarheid van een planeet is volgens hen maar zeer ten dele afhankelijk van makkelijk waarneembare factoren zoals de temperatuur of de samenstelling van de atmosfeer. Als voorbeeld noemen ze de platentektoniek, die op aarde een cruciale rol speelt bij het in stand houden van een oppervlakteklimaat dat gunstig is voor leven. Bovendien zou de convectie die het aardmagnetische veld aandrijft niet mogelijk zijn zonder de circulatie van materiaal tussen het oppervlak en het inwendige van onze planeet. En zonder magnetisch veld zou het aardoppervlak voortdurend worden bestookt met kosmische straling. Volgens de wetenschappers is er behoefte aan een beter begrip van hoe de samenstelling en het inwendige van een planeet diens leefbaarheid beïnvloedt. Dat begint al bij het planeetvormingsproces: in principe zullen alle rotsachtige planeten kunnen beschikken over elementen als silicium, magnesium, zuurstof, koolstof, ijzer en waterstof. Bepalend voor hun inwendige chemie, en indirect ook voor de samenstelling van hun atmosfeer en de omvang van hun oceanen, is echter in welke verhoudingen deze elementen aanwezig zijn en welke opwarming en afkoeling de jonge planeten ondergaan. De auteurs van het essay in Science stellen dan ook dat de zoektocht naar buitenaards leven om een interdisciplinaire aanpak vraagt waarbij astronomische waarnemingen worden gecombineerd met laboratoriumexperimenten en computermodellen en -simulaties. In het volgende decennium komt een nieuwe generatie van telescopen in bedrijf waarmee serieus kan worden gezocht naar biosignaturen in de atmosferen van rotsachtige planeten. Om iets zinnigs te zeggen over de leefbaarheid van zo’n planeet zou de eventuele ontdekking van zo’n biosignatuur echter altijd in een bredere context moeten worden geplaatst. (EE)
→ When It Comes to Planetary Habitability, It’s What’s Inside That Counts
1 mei 2019
De kans dat er een ‘reuzenmaan’ om exoplaneet Kepler-1625b cirkelt is flink afgenomen. Bij twee nieuwe onafhankelijke analyses van de beschikbare gegevens van de helderheid van de ster waar de planeet – en dus ook zijn vermeende maan – omheen draait zijn geen duidelijke aanwijzingen gevonden voor het bestaan van de exomaan. Het mogelijke bestaan van de exomaan werd in oktober 2018 gemeld door Alex Teachey en David Kipping, twee astronomen van Columbia University. Een eerste aanwijzing werd gevonden in de gegevens van de Amerikaanse Kepler-satelliet, die honderden exoplaneten heeft ontdekt door nauwkeurige metingen te doen van de helderheden van sterren. Daarbij viel op dat het helderheidsverloop van de ster Kepler-1625 enkele intrigerende onregelmatigheden vertoonde. Vervolgwaarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop leken dat te bevestigen. Een helderheidsdip die optrad toen de exoplaneet Kepler-1625b voor zijn ster langs schoof werd enkele uren later gevolgd door een tweede, minder sterke helderheidsafname. Met de nodige slagen om de arm stelden de astronomen dat die tweede dip wel eens veroorzaakt zou kunnen zijn door een maan ter grootte van de planeet Neptunus. Kepler-1625b zelf is ongeveer zo groot als Jupiter. De twee nieuwe analyses trekken het bestaan van die reusachtige exomaan in twijfel. Een team onder leiding van Laura Kreidberg van het Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics komt tot de conclusie dat het helderheidsverloop van Kepler-1625 volledig verklaarbaar is zonder dat er een exomaan wordt bijgesleept. René Heller van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung en collega’s hebben de Kepler- en Hubble-gegevens door computersimulaties gehaald die uitgingen van situaties met en zonder maan. Weliswaar komen ook zij tot de conclusie dat er een maan in het spel zou kunnen zijn, maar statistisch gezien is de kans daarop wel heel klein. Wat resteert is een andere aanwijzing voor het bestaan van de exomaan. De planeetovergang die met de Hubble-ruimtetelescoop werd waargenomen kwam vijf kwartier eerder dan voorspeld. Deze versnelling kan door de aantrekkingskracht van een forse maan zijn veroorzaakt. Helemaal van tafel is de maan van Kepler-1625b dus nog niet. Maar alleen overtuigende vervolgwaarnemingen kunnen uitsluitsel geven over zijn bestaan. (EE)
→ The First Exomoon Ever Detected in Space Might Not Actually Exist
17 april 2019
Een internationaal team van astronomen heeft vijf nieuwe exoplaneten ontdekt met omlooptijden van 15 tot 40 jaar. Voor de ontdekking was veel geduld nodig: er gingen twintig jaar van waarnemingen aan vooraf. Sinds de ontdekking van de eerste exoplaneet in 1995 zijn inmiddels al meer dan 4000 planeten buiten ons zonnestelsel opgespoord. Het overgrote deel daarvan heeft een tamelijk korte omlooptijd. Exoplaneten met langere omlooptijden zijn nog schaars, omdat er jarenlange waarnemingen nodig zijn om ze te kunnen opsporen. De traag bewegende exoplaneten die nu zijn ontdekt, zijn opgespoord met de Euler-telescoop van de universiteit van Genève. Dit instrument werd in 1998 in gebruik genomen en is sindsdien vrijwel uitsluitend gebruikt voor de planetenjacht. De vijf planeten die daarbij zijn ontdekt hebben 3 tot 27 keer zoveel massa als de planeet Jupiter. Daarnaast zijn van vier andere planeten de omloopbanen nauwkeuriger vastgesteld. Het voordeel van al deze planeten is dat ze zich relatief ver van hun ster bevinden, wat de kans vergroot dat er directe opnamen van kunnen worden gemaakt. (EE)
→ Five planets revealed after 20 years of observation
16 april 2019
Energierijke deeltjes van de moederster en onderlinge getijdenkrachten zijn mogelijk van grote invloed op de 'bewoonbaarheid' van de planeten in het Trappist-1 stelsel, op 40 lichtjaar afstand van de aarde. Bij deze rode dwergster zijn zeven planeten in kleine omloopbanen ontdekt, waarvan de middelste drie zich in de 'klassieke' bewoonbare zone bevinden, waar de temperatuur het bestaan van oppervlaktewater en leven mogelijk maakt.
In twee artikelen in The Astrophysical Journal rekenen astronomen van de Universiteit van Arizona nu voor dat er meer factoren van invloed zijn op de leefbaarheid van de planeten. Om te beginnen kunnen energierijke elektrisch geladen deeltjes (voornamelijk protonen) van Trappist-1 uit het magnetisch veld van de ster ontsnappen. Simulaties wijzen uit dat met name planeet Trappist-1e daar last van kan hebben: die kan wel één miljoen maal zoveel deeltjes te verduren krijgen als de aarde - daar is vermoedelijk geen enkel planetair magnetisch veld tegen opgewassen.
Het tweede artikel beschrijft de getijdenkrachten die de planeten op elkaar uitoefenen, doordat ze elkaar soms zeer dicht kunnen naderen. Dat speelt vooral een rol bij de binnenste twee planeten, b en c. Zulke onderlinge getijdenkrachten kunnen tot grotere vulkanische activiteit leiden. Wellicht zou dat op de koude permanente nachtzijde van de twee planeten (alle planeten in het Trappist-stelsel keren hun moederster continu hetzelfde halfrond toe) tot leefbare temperaturen kunnen leiden. Op Trappist-1g zouden getijdenkrachten van de ster en van de planeten f en h een extra opwarming van mogelijke oceanen tot gevolg kunnen hebben. (GS)
→ Powerful Particles and Tugging Tides May Affect Extraterrestrial Life
16 april 2019
Rond Kepler-47, een dubbelster op 3340 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Zwaan, is een derde planeet ontdekt. Eerder waren al twee planeten rond de dubbelster gevonden die 3 en 7 maal zo groot zijn als de aarde, en omlooptijden hebben van 49 en 187 dagen. De derde planeet, Kepler-47d, is 4,7 maal zo groot als de aarde (vergelijkbaar met de planeet Uranus in ons eigen zonnestelsel) en draait eens in de 303 dagen rond de ster. Hij bevindt zich bovendien in de bewoonbare zone van de dubbelster.
De planeet was eerder niet opgemerkt in de Kepler-data, omdat de ligging van de baan in de loop van de tijd verandert door de variërende zwaartekrachtwerking van de dubbelster - twee sterren die elke 7,45 dagen om elkaar heen draaien. Kepler-47 is nu de enige bekende dubbelster met een volwaardig planetenstelsel. Uit stabiliteitsberekeningen blijkt bovendien dat zich binnen de baan van Kepler-47d niet nóg meer planeten kunnen bevinden. De ontdekking is gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ Scientists Fill Out A Circumbinary Planetary System
15 april 2019
De Amerikaanse ruimtetelescoop TESS, die in het voorjaar van 2018 is gelanceerd, heeft voor het eerst een exoplaneet gevonden die qua grootte vergelijkbaar is met de aarde. De planeet (HD21749c) draait in slechts 8 dagen rond zijn moederster, op 53 lichtjaar afstand. De oppervlaktetemperatuur van de planeet is veel te hoog om het bestaan van vloeibaar water en leven mogelijk te maken.
Bij dezelfde ster is op grotere afstand ook een zwaardere planeet ontdekt (HD21749b), 23 keer zo zwaar en 2,7 keer zo groot als de aarde, met een omlooptijd van 36 dagen. Deze planeet is grotendeels gasvormig - het is een zogeheten 'mini-Neptunus'. De ontdekking van de twee planeten is gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Beide planeten zijn ontdekt doordat ze een klein beetje sterlicht onderscheppen wanneer ze voor hun moederster langs bewegen. Die ster is iets kleiner en lichter dan de zon. Dat de helderheidsvariaties daadwerkelijk door exoplaneten zijn veroorzaakt, werd vervolgens bevestigd door spectroscopische metingen met een van de twee Magellan-telescopen op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili. (GS)
→ TESS Finds Its First Earth-Sized Planet
12 april 2019
Er draait mogelijk nog een tweede planeet om Proxima Centauri, de naaste buur van onze zon. Dat heeft de Italiaanse astronoom Mario Damasso vrijdag 12 april bekendgemaakt tijdens een presentatie aan de universiteit van Californië. Het gaat uitdrukkelijk om een kandidaat-planeet: er zijn meer waarnemingen nodig om het bestaan ervan te kunnen bevestigen. Het mogelijke bestaan van de tweede planeet wordt afgeleid uit gegevens van het HARPS-instrument van de 3,6-meter ESO-telescoop op La Silla (Chili). HARPS meet de kleine schommelbewegingen die een ster vertoont wanneer er een of meer planeten om hem heen cirkelen. Op die manier is ook de eerste – zekere – planeet van Proxima Centauri ontdekt. Deze laatste bevindt zich in de leefbare zone van zijn zwakke, koele moederster, wat wil zeggen dat het warm genoeg is om eventueel aanwezig water vloeibaar te laten zijn. Voorwaarde is dan wel dat de planeet een atmosfeer heeft, en dat is allerminst zeker. Voor de tweede planeet, die minstens zes keer zoveel massa zou hebben als de aarde, ziet het er minder rooskleurig uit. Hij zou zo ver van zijn ster verwijderd zijn, dat de temperaturen er ruim 200 graden onder nul liggen. (EE)
→ Possible 2nd Planet Spotted Around Proxima Centauri (Space.com)
9 april 2019
Op de dichtstbijzijnde aardeachtige exoplaneten zouden op dit moment eenvoudige micro-organismen kunnen leven. Dat stellen onderzoekers van Cornell University in een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Veel aarde-achtige exoplaneten (kleine rotsachtige planeten met een oppervlaktetemperatuur die het bestaan van vloeibaar water mogelijk maakt) draaien in kleine omloopbanen rond zwakke, koele rode dwergsterren. Bekende voorbeelden zijn Proxima Centauri b, Trappist-1e, Ross 128b en LHS1140b. Die rode dwergsterren vertonen regelmatig krachtige uitbarstingen waarbij grote hoeveelheden energierijke straling geproduceerd worden. Algemeen wordt aangenomen dat die UV- en röntgenstraling schadelijk is voor levende organismen, zodat er aan het oppervlak van de planeten vermoedelijk geen leven kan voorkomen.
Lisa Kaltenegger en Jack O'Malley-James hebben de omstandigheden op de planeten nu echter in detail vergeleken met de omstandigheden op de jonge aarde, zo'n 4 miljard jaar geleden, toen de eerste micro-organismen floreerden op onze thuisplaneet. De primitieve aardatmosfeer bevatte vrijwel geen ozon, en de energierijke UV-straling van de jonge zon kon indertijd ongehinderd het aardoppervlak bereiken. Er kwam toen zelfs aanzienlijk meer van die 'dodelijke' straling op aarde terecht dan er nu terechtkomt op het oppervlak van de vier eerdergenoemde planeten.
Kaltenegger en O'Malley-James concluderen dan ook dat het zeker niet uitgesloten is dat er op de meest nabije exoplaneten eenvoudige levensvormen voorkomen, en dat de biologische evolutie van leven daar een aanvang genomen zou kunnen hebben. (GS)
→ Nearest exoplanets could host life
8 april 2019
Braziliaanse astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat er om de bijzondere dubbelster KIC 10544976 een kolossale planeet cirkelt. De exoplaneet heeft bijna 13 keer zoveel massa als Jupiter. KIC 10544976 bestaat uit een witte dwerg, het samengetrokken restant van een zonachtige ster, en een normale rode dwergster. Het tweetal staat in het sterrenbeeld Zwaan.Vanaf de aarde gezien bedekken de twee sterren elkaar beurtelings. Normaal gesproken gebeurt zoiets met grote regelmaat, maar in dit geval vertonen de bedekkingstijdstippen – en dus ook de omlooptijden van de twee sterren – kleine variaties. Zoiets kán het gevolg zijn van de aanwezigheid van een derde object, zoals een zwaar uitgevallen planeet. Maar het was theoretisch ook mogelijk dat de draaiing van de dubbelster werd beïnvloed door het sterk wisselende magnetische veld van de rode dwergster.Om dat te onderzoeken hebben de astronomen, aan de hand van gegevens van de Kepler-satelliet, de magnetische cyclus van de rode dwerg onderzocht. Een analyse van deze gegevens heeft nu laten zien dat die cyclus een periode van 600 dagen vertoont, terwijl de omlooptijd van de dubbelster variaties vertoont op een tijdschaal van ruwweg 17 jaar. Dat maakt het zeer onwaarschijnlijk dat het magnetische veld daar de oorzaak van is. Waar de planeet in het dubbelstersysteem vandaan komt is onbekend. Een van de mogelijkheden is dat hij tegelijk met de beide sterren is ontstaan. Maar het is ook denkbaar dat hij is voortgekomen uit het gas dat tijdens de eindfase van de voorloper van de witte dwerg de ruimte in is geblazen. (EE)
→ Astronomers find evidence of a planet with a mass almost 13 times that of Jupiter
4 april 2019
In de ‘puinschijf’ rond een witte dwergster is een klein object ontdekt dat mogelijk het overblijfsel is van een planeet. Het object ter grootte van een planetoïde draait op een afstand van slechts 500 duizend kilometer om de compacte ster en heeft een omlooptijd van iets meer dan twee uur (Science, 5 april). De ‘exoplanetoïde’ is ontdekt doordat hij kleine, regelmatige fluctuaties veroorzaakt in het spectrum van de witte dwerg. Het daarbij niet om een dopplereffect, veroorzaakt door een schommelbeweging van de ster, maar om een periodiek optredende variatie in de intensiteit van een specifieke spectraallijn. Een analyse laat zien dat deze fluctuaties waarschijnlijk worden veroorzaakt door een klein hemellichaam dat een lang spoor van gas achterlaat. Dat gas kan afkomstig zijn van het object zelf, maar ook van verdampend stof dat vrijkomt bij botsingen met kleiner puin. De ontdekking is gedaan door een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlanders Silvia Toonen en Simon Portegies Zwart. De astronomen hebben het spectrum van de 410 lichtjaar verre witte dwerg – SDSS J1228+1040 – in het voorjaar van 2017 en 2018 onderzocht met de Gran Telescopio Canarias op het Canarische eiland La Palma. Witte dwergen zijn de compacte restanten – in feite de ingestorte kernen – van zonachtige sterren die hun nucleaire brandstofvoorraad hebben verbruikt. Tegen het einde van hun bestaan zwellen zulke sterren op en blazen ze hun buitenste lagen uiteindelijk de ruimte in. Tijdens dat proces kunnen planeten die zich te dicht in de buurt van hun ster bevinden sneuvelen. Zo ontstaat een schijf van fijn en grof puin rond de voormalige ster, die dan niet veel groter meer is dan de aarde. De nu ontdekte planetoïde zou binnen die schijf om de witte dwerg draaien. Gezien zijn geringe afstand tot de ster moet hij een behoorlijk hoge dichtheid hebben, omdat hij anders allang aan de sterke getijdenkrachten ter plaatse zou zijn bezweken. Vermoed wordt dat hij grotendeels uit ijzer en nikkel bestaat. Het object zou minstens vier en hooguit zeshonderd kilometer groot zijn. Het is pas voor de tweede keer dat een klein, vast object bij een witte dwergster is ontdekt. Daarnaast zijn nog bij diverse andere witte dwergen puinschijven waargenomen. (EE)
→ Heavy Metal Planet Fragment Survives Destruction From Dead Star
4 april 2019
Een brokstuk van Mars dat ruim veertig jaar geleden op Antarctica is gevonden bevat volgens Hongaarse onderzoekers organische materialen in gemineraliseerde vorm, waaronder verschillende soorten bacteriën. Dat zou erop wijzen dat er – lang geleden althans – leven is geweest op de rode planeet (Open Astronomy, 28 maart). Het onderzoek draait om de meteoriet ALH-77005 die in 1977 bij een Japanse missie is opgeraapt. Onderzoek dat in 1995 in Japan is gedaan wijst erop dat het gesteente waaruit de meteoriet bestaat ruim een miljard jaar oud is, en dat het brokstuk bijna drie miljoen jaar door de ruimte heeft gezworven voordat het op aarde is beland. Bij datzelfde onderzoek werd ook geconstateerd dat ALH-77005 duidelijke sporen vertoont van verontreiniging door gassen van aardse oorsprong, wat erop zou kunnen wijzen dat organismen van onze eigen planeet in het gesteente zijn doorgedrongen. De Hongaarse wetenschappers stellen echter dat de vermeende verontreinigingen niet – zoals verwacht – de barstjes in het gesteente volgt, maar juist in een zogeheten smeltholte. De nieuwe claim doet sterk denken aan die rond de Marsmeteoriet ALH-84001 in 1996. Ook toen beweerden wetenschappers kleine organismen aangetroffen te hebben in het gesteente. Andere onderzoekers waren en zijn daar niet van overtuigd, maar helemaal van tafel is ook die bewering nog niet. (EE)
→ Life on Mars?
2 april 2019
NASA-satelliet TESS, die naar planeten buiten ons zonnestelsel speurt, heeft een komeet ontdekt bij de 63 lichtjaar verre ster Bèta Pictoris. De definitieve analyse van de waarnemingen zal in het vaktijdschrift Astronomy & Astrophysics verschijnen, maar op arXiv is al een preprint te vinden. De komeet heeft zijn bestaan verraden doordat hij binnen een periode van 105 dagen drie duidelijke ‘helderheidsdips’ in het licht van de ster heeft veroorzaakt. Anders dan de helderheidsdipjes die tijdens planeetovergangen optreden, vertonen deze drie een asymmetrisch verloop. Dat stemt goed overeen met een model van een verdampende komeet met een uitgestrekte staart die voor de ster langs trekt. Dat dit in een niet-symmetrische lichtkromme resulteert is al in 1999 voorspeld. Dat er komeetachtige objecten om Bèta Pictoris bewegen werd al geruime tijd vermoed. In het spectrum van de ster werden in 1987 variaties opgemerkt die werden toegeschreven aan materiaal dat op de ster valt. Dat materiaal zou afkomstig zijn van kleine komeetachtige objecten die periodiek dicht in de buurt van hun ster komen. Waarschijnlijk bestaan deze kometen niet geheel uit ijs, maar bevatten ze ook vaste bestanddelen. Bij zeker tien andere sterren zijn eveneens aanwijzingen voor het bestaan van een kometenpopulatie ontdekt. Bèta Pictoris is een zeer jong stersysteem met een leeftijd van 20 tot 26 miljoen jaar. De ster is omgeven door een grote schijf van stof en gas, die in 1984 voor het eerst werd gefotografeerd. Daarmee was Bèta Pictoris de eerste ster waarbij zo’n circumstellaire schijf rechtstreeks werd waargenomen. Ook is bij de ster een forse planeet ontdekt. (EE)
→ NASA’s New Planet Hunter Has Detected an 'Exocomet' Orbiting an Alien Star
28 maart 2019
Amerikaanse astronomen hebben een een planeet ter grootte van Saturnus ontdekt in gegevens van NASA-satelliet TESS. Omdat de planeet op geringe afstand en in slechts in 14 dagen om zijn ster draait, en dus zeer heet is, wordt deze omschreven als een ‘hete Saturnus’. TESS heeft als belangrijkste taak om exoplaneten op te sporen. Dat doet hij door de helderheden van (relatief) nabije sterren te meten. Kleine, regelmatige dipjes in het licht van zo’n ster kunnen een teken zijn dat er een planeet omheen cirkelt. De satelliet registreert echter ook een ander soort variaties in het licht van sterren: kleine oscillaties die door ‘bevingen’ op de ster zelf worden veroorzaakt. Uit deze oscillaties kunnen allerlei eigenschappen van de ster worden afgeleid, waaronder zijn grootte, massa en leeftijd. Voor het eerst heeft TESS nu een planeet opgespoord bij een ster – een zogeheten subreus – die tevens meetbare oscillaties vertoont. Deze laatste wijzen erop dat de ster, HIP116158, 5 miljard jaar oud is en iets zwaarder en groter dan de zon. De planeet is een gasreus die ongeveer negen keer zo groot is als de aarde en 60 keer zoveel massa heeft. Het tweetal bevindt zich op ruim 300 lichtjaar van de aarde. (EE)
→ Data Flows From Nasa’s Tess Mission, Leads to Discovery of Saturn-Sized Planet
27 maart 2019
Voor het eerst is een exoplaneet rechtstreeks waargenomen met behulp van optische interferometrie. Dat is gebeurd met het GRAVITY-instrument van de Europese Very Large Telescope Interferometer, in het noorden van Chili. De waarnemingen laten zien dat de planeet – HR 8799e – een complexe atmosfeer heeft met wervelende wolken van ijzer en silicaten (Astronomy and Astrophysics, 27 maart). HR 8799e is een van de vier planeten die om de jonge ster HR 8799 in het sterrenbeeld Pegasus cirkelen. Het gezelschap is ongeveer 129 lichtjaar van de aarde verwijderd. Het gaat om een zogeheten ‘super-Jupiter’ – een gasplaneet die (iets) groter en (veel) zwaarder is dan Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel. De exoplaneet is slechts 30 miljoen jaar oud en heeft nog veel van de warmte over die vrijkwam tijdens zijn ontstaansproces. In combinatie met een krachtig broeikaseffect resulteert dat in een temperatuur van ongeveer 1000 °C. Met behulp van GRAVITY is een gedetailleerd spectrum van HR 8799e verkregen. De analyse daarvan laat zien dat zijn atmosfeer veel koolstofmonoxide bevat, maar bijzonder weinig methaan. Dat is verrassend omdat chemische modellen van dergelijke hete gasplaneten óók veel atmosferische methaan voorspellen. Vermoed wordt dat sterke verticale stromingen in de atmosfeer (convectie) verhinderen dat het koolmonoxide reageert met waterstof om zo methaan te vormen. Ook is ontdekt dat de atmosfeer HR 8799e wolken van ijzer en silicaatstof bevat. In combinatie met de overmaat aan koolmonoxide, wijst dit erop dat de atmosfeer wordt geteisterd door een kolossale woeste storm. GRAVITY koppelt de vier afzonderlijke hoofdtelescopen van ESO’s Very Large Telescope aan elkaar. Zo ontstaat een ‘supertelescoop’ die groot genoeg is om het zwakke schijnsel van de atmosfeer van HR 8799e te scheiden van het felle licht van de moederster. (EE)
→ GRAVITY-instrument slaat nieuwe wegen in bij de weergave van exoplaneten
26 maart 2019
Aardse 'extremofielen' - eenvoudige organismen die goed bestand zijn tegen extreme omstandigheden - zouden kunnen overleven op Mars. Dat blijkt uit de resultaten van het BIOMEX-experiment, die gepubliceerd zijn in een speciaal nummer van het vakblad Astrobiology.
BIOMEX (BIOlogy and Mars EXperiment) werd op 18 augustus 2014 geplaatst aan de buitenzijde van het internationale ruimtestation ISS. 533 dagen later, op 3 februari 2016, werd het experiment weer naar binnen gehaald; in augustus 2016 werd het mee teruggenomen naar de aarde.
In het experiment zijn verschillende aardse organismen (bacteriën, algen, korstmossen, schimmels etc.) lange tijd blootgesteld aan onder andere het vacuüm van de ruimte, energierijke ultraviolette straling en extreme temperatuurschommelingen. Veel bestudeerde extremofielen blijken daar geen enkele moeite mee te hebben. Dat betekent dat soortgelijke organismen ook zouden kunnen overleven op de planeet Mars. (GS)
→ Can organisms survive on Mars, and can we identify them?
26 maart 2019
Sterrenkundigen hebben een 'longlist' gepubliceerd van sterren waarbij aarde-achtige exoplaneten ontdekt zouden kunnen worden door de Amerikaanse ruimtetelescoop TESS, die in april 2018 is gelanceerd. Net als zijn voorganger Kepler kan TESS planeten op het spoor komen wanneer ze voor hun moederster langs bewegen en daarbij een klein beetje licht onderscheppen. TESS bestudeert tijdens zijn missie ca. 400.000 relatief nabijgelegen sterren, verspreid over de hele sterrenhemel.
De nieuwe catalogus, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, bevat 1822 dwergsterren (kleiner en koeler dan de zon) waarbij TESS in principe een rotsachtige planeet zou kunnen ontdekken die een slag groter is dan de aarde en die zich in de zogeheten 'bewoonbare zone' bevindt, waar de temperatuur het bestaan van vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk maakt.
Bij een deelverzameling van 408 sterren zou Kepler een bewoonbare planeet kunnen vinden die even klein is als de aarde. Bij 227 sterren is het mogelijk om ook kleine planeten te detecteren die aan de buitenzijde van de bewoonbare zone rondcirkelen, overeenkomstig met de baan van Mars in ons eigen zonnestelsel. De dichtstbijzijnde sterren waarbij kans bestaat op het vinden van een bewoonbare aardeachtige exoplaneet staan op een afstand van ca. 6 lichtjaar.
137 sterren op de 'longlist' bevinden zich in een deel van de sterrenhemel dat in de toekomst continu waargenomen kan worden door de James Webb Space Telescope, die in 2021 gelanceerd wordt. JWST is mogelijk in staat om bij deze planeten metingen te verrichten aan de samenstelling van de atmosfeer, en op die manier aanwijzingen te verkrijgen voor de aanwezigheid van leven. (GS)
→ The hunt is on for closest Earth-like planets
26 maart 2019
Met behulp van artificial intelligence (AI, kunstmatige intelligentie) zijn twee niet eerder bekende exoplaneten ontdekt in bestaande waarnemingsgegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. Astronomen van de Universiteit van Texas in Austin hebben - in samenwerking met Google - een zelflerend algortime ontwikkeld waarmee de Kepler-data opnieuw onder de loep zijn genomen. Dat leidde tot de ontdekking van de planeten K2-293b (rond een ster op 1300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman) en K2-294b (1230 lichtjaar afstand, eveneens in de Waterman). De nieuwe resultaten worden binnenkort gepubliceerd in The Astronomical Journal.
Enkele jaren geleden werd ook al een planeet ontdekt in oude Kepler-gegevens met behulp van AI. Dat betrof de achtste planeet in een stelsel waar eerder al zeven planeten in gevonden waren. Het ging toen om waarnemingsgegevens uit de oorspronkelijke Kepler-missie (2009-2013). De twee nieuwe ontdekkingen zijn gedaan in metingen die werden uitgevoerd tijdens de verlengde missie van de ruimtetelescoop (K2), waarbij een nieuwe waarneemprocedure werd gevolgd. Dat vereiste ook een andere aanpak voor de AI-software. (GS)
→ Two New Planets Discovered Using Artificial Intelligence
22 maart 2019
Al een tijdje weten astronomen dat de grote gasplaneten bij andere sterren zich vaak heel dicht bij hun ‘zon’ bevinden. Vermoed wordt dat deze planeten op veel grotere afstand van de ster zijn gevormd en vervolgens naar binnen toe zijn gemigreerd. Iets vergelijkbaars is waarschijnlijk ook in ons eigen zonnestelsel gebeurd. Onderzoekers van de universiteit van Lund (Zweden) en andere instituten zijn met behulp van geavanceerde computersimulaties nagegaan welk pad de planeet Jupiter 4,5 miljard jaar geleden – toen de planeten van het zonnestelsel nog ‘in aanbouw’ waren – moet hebben gevolgd. Jupiter was op dat moment niet veel groter dan de aarde. De resultaten laten zien dat Jupiter zich in dat stadium vier keer zo ver van de zon bevond als nu. Dat wordt afgeleid uit de verdeling van de duizenden planetoïden die dezelfde baan volgen als Jupiter, maar voor- of achterlopen op de planeet – de zogeheten Trojanen. Er blijken vóór Jupiter ongeveer anderhalf keer zoveel Trojanen te zijn als achter hem. Aan de hand van hun computersimulaties hebben de wetenschappers vastgesteld dat deze asymmetrie alleen kan zijn ontstaan wanneer Jupiter op vier keer zo grote afstand van de zon is gevormd en naar zijn huidige positie is gespiraald. Tijdens dat proces zou hij met zijn zwaartekracht meer Trojanen vóór zich hebben ingevangen dan achter zich. Volgens de berekeningen heeft de migratie van Jupiter ongeveer 700.000 jaar geduurd. De spiraalbeweging zou zijn veroorzaakt door de afremmende werking van het vele gas dat zich toen nog in dat deel van de protoplanetaire schijf rond de zon bevond. Datzelfde gas zorgde ervoor dat Jupiter zijn huidige grote omvang kon bereiken. Ook de overige reuzenplaneten – Saturnus, Uranus en Neptunus – kunnen zo’n migratie hebben meegemaakt. Als bovenstaand scenario klopt, dan zouden de Trojanen wel eens uit hetzelfde materiaal kunnen bestaan als de vaste kern die (vermoedelijk) in Jupiter schuilgaat. (EE)
→ Jupiter’s unknown journey revealed
7 maart 2019
Wetenschappers die naar tekenen van leven buiten ons zonnestelsel zoeken, doen er goed aan om naar zogeheten K-sterren te kijken – sterren die zwakker zijn dan de zon, maar helderder dan rode dwergen. Tot die conclusie komt Giada Arney van NASA’s Goddard Space Flight Center in een analyse die in Astrophysical Journal Letters is gepubliceerd. De reden dat K-sterren in dit opzicht zo interessant zijn, is dat ze een heel lange levensduur hebben – 17 tot 70 miljard jaar, in vergelijking met de 10 miljard jaar van de zon – wat leven ruim de geeft om te evolueren. Ook vertonen K-sterren niet zo’n extreme activiteit tijdens hun jeugd als de zwakste sterren in het heelal, de M-sterren of rode dwergen. Arney heeft met behulp van een computermodel de chemie en temperatuur van een planeetatmosfeer gesimuleerd en berekend hoe die atmosfeer reageert op verschillende soorten sterren. Vervolgens werden de nagebootste atmosferen door een model gehaald dat nabootst hoe het spectrum van de planeet er voor de telescopen van de toekomst zou uitzien. Wetenschappers beschouwen de gelijktijdige aanwezigheid van zuurstof en methaan in een planeetatmosfeer als een duidelijk teken van leven, omdat deze gassen elkaar vernietigen. Als beide aanwezig zijn, moet er dus ‘iets’ zijn dat hen aanvult. Omdat K-sterren minder intense ultraviolette straling produceren, wordt de methaan in een planeetatmosfeer niet zo snel geoxideerd als bij zonachtige sterren. Hierdoor kan zich meer methaan in de atmosfeer ophopen. Dat geldt nog meer voor M-sterren, maar die vertonen dermate wispelturig gedrag dat hun planeten wellicht onleefbaar zijn. Ook zijn exoplaneten rond K-sterren makkelijker waarneembaar dan die rond zonachtige sterren, omdat ze zwakker zijn. De meest geschikte kandidaten zouden nabije K-sterren zijn, zoals 61 Cygni A en B, Epsilon Indi, Groombridge 1618 en HD 156026. (EE)
→ “Goldilocks” Stars May Be “Just Right” for Finding Habitable Worlds
5 maart 2019
De allereerste exoplaneet-kandidaat die (bijna tien jaar geleden) werd ontdekt door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is eindelijk bevestigd: het gaat daadwerkelijk om een planeet in een baan rond een andere ster.
Kepler heeft duizenden planeetkandidaten gevonden door metingen aan zogeheten planeetovergangen: als een exoplaneet voor zijn moederster langs beweegt, onderschept hij een klein beetje sterlicht. Kandidaatplaneten moeten echter wel op een andere manier 'bevestigd' worden. Voor het allereerste exemplaar was dat tot nu toe nog niet gelukt; de waarnemingen leken te wijzen op een kleine maar onwaarschijnlijk zware planeet.
Nieuwe metingen aan geluidsgolven in de moederster (Kepler-1658) hebben nu echter uitgewezen dat de ster drie maal zo groot is als oorspronkelijk werd gedacht. Dat betekent dat de planeet ook drie maal zo groot is. Het blijkt om een zogeheten 'hete Jupiter' te gaan - een gasvormige reuzenplaneet op zeer kleine afstand (ca. 4,5 miljoen kilometer) van zijn moederster. Kepler-1658b heeft een omlooptijd van slechts 3,8 dagen.
De ster is drie maal zo groot en anderhalf maal zo zwaar als de zon, en bevindt zich ook in een later evolutiestadium dan de zon. Eerder werden hete Jupiters vooral aangetroffen bij jongere sterren. De nieuwe metingen aan Kepler-1658b, gepubliceerd in The Astronomical Journal, suggereren dat planeetmigratie (waarbij een reuzenplaneet vanaf grotere afstand naar binnen spiraliseert) zich blijkbaar ook veel trager kan voltrekken. (GS)
→ Kepler Space Telescope's First Exoplanet Candidate Confirmed, Ten Years After Launch
4 maart 2019
Veel zogeheten superaardes - exoplaneten die een paar keer zo groot en zo zwaar zijn als de aarde - hebben mogelijk extreme seizoenen, als gevolg van een sterk gehelde draaiingsas. Dat stellen onderzoekers van Yale University in een artikel in Nature Astronomy.
De seizoenen op aarde zijn het gevolg van het feit dat de draaiingsas van onze planeet niet loodrecht op het baanvlak staat, maar ruim 23 graden geheld is. Een planeet als Uranus, met een veel grotere ashelling (ruim 90 graden) heeft veel extremere seizoenen.
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft ontdekt dat ongeveer één op de drie zonachtige sterren vergezeld wordt door een of meer superaardes in kleine omloopbanen. In veel gevallen blijkt het om planeetparen te gaan waarvan de banen net niet in een stabiele configuratie liggen.
Volgens de Yale-onderzoekers is dat te verklaren wanneer de planeten een grote ashelling hebben. Getijdenkrachten hebben dan een sterker effect op de baaneigenschappen.
Als veel superaardes inderdaad een sterk gehelde draaiingsas hebben, heeft dat gevolgen voor klimaat, seizoenen en weersverschijnselen op die planeten. (GS)
→ The case of the over-tilting exoplanets
28 februari 2019
Volgens Amerikaanse astronomen heeft de planeet die op grote afstand om de dubbelster HD 106906 draait zijn wijde omloopbaan te danken aan een derde ster. Deze laatste zou, niet lang nadat de planeet was gevormd, de dubbelster op korte afstand zijn gepasseerd (Astronomical Journal, 28 februari). HD 106906 staat op een afstand van ongeveer 300 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Crux (het Zuiderkruis) en is heel jong. De dubbelster zou pas 15 miljoen jaar oud zijn. De planeet die om HD 106906 draait heeft ongeveer elf keer zoveel massa als de planeet Jupiter en is momenteel 738 keer zover van zijn ster verwijderd dan de aarde van de zon. Hij volgt een zeer ongebruikelijke omloopbaan, die een hoek van ongeveer 21 graden maakt met het vlak waarin al het andere materiaal rond de ster zich bevindt. Bij waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop en de Gemini-telescoop in de Chileense Andes is nóg iets bijzonders ontdekt: de schijf van restmaterie rond de dubbelster is asymmetrisch. Het heeft er dus alle schijn van dat het jonge planetenstelsel flink is verstoord. Aanvankelijk dachten de astronomen dat de planeet naar het buitengebied van zijn stelsel kon zijn verbannen door interacties met een andere, nog niet waargenomen planeet of door een passerende ster. Maar nu denken ze dat beide is gebeurd: eerst is de planeet in een langgerekte baan ‘geschopt’ en vervolgens heeft een passerende ster ervoor gezorgd dat de planeet niet de interstellaire ruimte in verdween, maar in een veilige, wijde omloopbaan belandde. Gegevens van de Europese Gaia-satelliet lijken in elk geval het tweede deel van dit scenario te bevestigen. Deze gegevens omvatten onder meer de posities en snelheden van 461 sterren die deel uitmaken van dezelfde sterrenhoop waartoe HD 106906 behoort. Berekeningen laten zien dat een andere dubbelster ongeveer 3 miljoen jaar geleden dicht langs HD 106906 is gescheerd. Een vergelijkbaar scenario zou zich ook in ons eigen zonnestelsel kunnen hebben afgespeeld, maar dan veel langer geleden: meer dan 4 miljard jaar. Dat zou bijvoorbeeld het bestaan van de zogeheten Oortwolk kunnen verklaren. En ook ons zonnestelsel zou een planeet in een zeer wijde omloopbaan kunnen hebben: de hypothetische ‘Planeet 9’. (EE)
→ Exiled Planet Linked to Stellar Flyby 3 Million Years Ago
25 februari 2019
Onderzoekers van de Ohio State University hebben berekend dat de toekomstige Amerikaanse ruimtetelescoop WFIRST (Wide-Field Infra-Red Survey Telescope) ruim duizend nieuwe exoplaneten zal ontdekken. Dat schrijven ze in Astrophysical Journal Supplement Series.
WFIRST is een infraroodtelescoop die vooral wordt ontworpen om onderzoek te doen aan de groteschaalstructuur van het heelal, aan de verdeling van donkere materie, en aan de evolutie van donkere energie in de loop van de kosmische geschiedenis. De gevoelige groothoektelescoop zal echter ook kleine, zeldzame helderheidsvariaties meten van zo'n honderd miljoen ver verwijderde sterren in het Melkwegstelsel. Die eenmalige helderheidsvariaties worden veroorzaakt door het zogeheten microlenseffect: het licht van een verre achtergrondster wordt daarbij tijdelijk versterkt door de zwaartekrachtlenswerking van een ster op de voorgrond.
Als de 'lensster' vergezeld wordt door een of meer planeten, kunnen die een extra, opvallend scherpe helderheidspiek veroorzaken in het licht van de achtergrondster. Op die manier kunnen vooral planeten op grote afstanden van hun moederster ontdekt worden. Op basis van de beschikbare statistieken van reeds bekende exoplaneten schatten de onderzoekers dat WFIRST zo'n 1400 nieuwe exoplaneten aan het licht zal brengen, waarvan een stuk of 100 in massa vergelijkbaar zullen zijn met de aarde.
WFIRST is een door vertragingen en budgetoverschrijdingen geplaagd project. De ruimtetelescoop, die minstens 3,2 miljard dollar gaat kosten, moet ergens halverwege de jaren twintig gelanceerd worden. (GS)
→ New NASA mission could find more than 1,000 planets
15 februari 2019
Nederlandse wetenschappers hebben een instrument ontwikkeld waarmee ze op kilometers afstand het bestaan van levende planten kunnen aantonen. De techniek kan in de toekomst gebruikt worden bij de zoektocht naar buitenaards leven. Bioloog Lucas Patty maakt deze resultaten wereldkundig op 18 februari wanneer hij aan de VU zijn proefschrift verdedigt. Lucas Patty (Vrije Universiteit Amsterdam) bouwde de spectropolarimeter TreePol. Dat is een soort camera met speciale lenzen en ontvangers die de draaiing kan meten in licht dat door planten gereflecteerd wordt. Hij gebruikte het instrument eerst in het lab om bladeren van onder andere klimop en ficus te observeren. Daardoor bewees hij dat het instrument het verschil kan zien tussen gezonde gewassen en gewassen die aan het doodgaan zijn. TreePol maakt gebruik van het feit dat moleculen waaruit leven is opgebouwd, het invallend licht gedraaid weerkaatsen. Dit zogeheten circulair gepolariseerde licht verplaatst zich als een soort kurkentrekker en kan met de juiste apparatuur van grote afstand worden waargenomen. Bij TreePol gaat het specifiek om gedraaid licht dat van bladgroen komt, maar vrijwel alle moleculen waaruit het leven is opgebouwd, beschikken over de eigenschap om het licht gedraaid te weerkaatsen. Wetenschappers onderzoeken inmiddels of TreePol gebruikt kan worden voor het monitoren van landbouwgewassen vanuit een vliegtuig of een satelliet. In de toekomst willen de onderzoekers het instrument op nog grotere afstanden inzetten. Sterrenkundige en mede-ontwikkelaar Frans Snik (Universiteit Leiden): ‘We zijn zelfs al bezig met een versie die geschikt is voor het internationale ruimtestation ISS of voor een maanlander.’ Het onderzoeksproject maakt deel uit van het PEPSci-programma van NWO. Dat staat voor Planetary and Exoplanetary Science. In het programma werken biologen, sterrenkundigen, chemici en aardwetenschappers samen. De afgelopen twee decennia zijn bijna vierduizend exoplaneten ontdekt, planeten die draaien om andere sterren dan onze zon. Om uit te vinden of daar leven is, moeten eigenschappen worden geïdentificeerd die uniek zijn voor het leven zelf. Astrobiologen richten zich vaak op de aanwezigheid van water, zuurstof en koolstof, maar die moleculen en atomen duiden niet altijd op leven en leveren dus risico op vals alarm. Van het circulair gepolariseerde licht dat TreePol opspoort, is geen vals positief bekend. Dus áls TreePol in de toekomst een buitenaards signaal opvangt, dan duidt dat zeer waarschijnlijk op leven.
→ Volledig persbericht
4 februari 2019
De protoplanetaire schijf rond de pasgeboren ster V883 Orionis, op 1300 lichtjaar afstand van de aarde, bevat een veelheid aan complexe organische moleculen, zo blijkt uit waarnemingen van het ALMA-observatorium in Noord-Chili. Op kleine afstand van de ster komen deze moleculen naar alle waarschijnlijkheid in de gasvorm voor, maar daar zijn ze moeilijk waarneembaar, deels vanwege de nabijheid van de ster, en deels doordat hun (sub-)millimeterstraling geabsorbeerd wordt door stof. Op grotere afstand van de ster, buiten de zogeheten sneeuwlijn, maken de complexe moleculen deel uit van de dunne, bevroren ijsmanteltjes van stofkorrels, waardoor ze normaal gesproken ook niet zichtbaar zijn voor ALMA.
V883 Orionis onderging enige tijd geleden echter een krachtige uitbarsting, vermoedelijk doordat er plotseling een grote hoeveelheid gas op de ster-in-wording terecht kwam. Als gevolg van de uitbarsting nam overal in de protoplanetaire schijf de temperatuur fors toe, waardoor de sneeuwlijn verder naar buiten kwam te liggen. Dankzij de verdamping van het ijs kon ALMA in de nasleep van de uitbarsting de aanwezigheid bevestigen van een groot aantal complexe organische moleculen, waaronder methanol (CH3OH) en aceton (CH3COCH3). Aceton is nooit eerder waargenomen in een protoplanetaire schijf.
De nieuwe resultaten, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, wijzen uit dat het materiaal in de schijf rond V883 Orionis qua samenstelling overeenkomt met het materiaal waaruit kometen in ons eigen zonnestelsel bestaan. In ons zonnestelsel hebben deze moleculen vermoedelijk een rol gespeeld in het ontstaan van leven op aarde. (GS)
→ Retreating Snow Line Reveals Organic Molecules around Young Star
4 februari 2019
In het planetenstelsel van de ster Kepler 107 heeft lang geleden mogelijk een kolossale botsing plaatsgevonden. Dat schrijft een internationaal team van astronomen deze week in Nature Astronomy. Om Kepler 107, die iets groter is dan de zon, cirkelen minstens vier planeten. De twee binnenste daarvan zijn interessant: ze hebben bijna dezelfde afmetingen, maar de buitenste van de twee heeft een ruim twee keer zo hoge dichtheid als de binnenste. Beide hebben overigens aanzienlijk meer massa dan de aarde. Het zou ‘logischer’ zijn geweest als de situatie precies omgekeerd was. Astronomen gaan er namelijk van uit dat de vorming van een planeet die zich dichter bij zijn ster bevindt meer hinder heeft van een proces dat foto-evaporatie wordt genoemd. Dit komt er kort gezegd op neer dat de ultraviolette straling van een ster ervoor zorgt dat lichtere elementen uit zijn directe omgeving worden verdreven. Dat uitgerekend de binnenste van de beide planeten meer lichte elementen bevat dan de buitenste moet dus een andere oorzaak hebben. De astronomen vermoeden nu dat planeet Kepler 107c het resultaat is van een botsing met een soortgenoot, waarbij hij zijn relatief lichte buitenlagen is kwijtgeraakt. Computersimulaties laten zien dat dit de hoge dichtheid van de planeet inderdaad kan verklaren. (EE)
→ Massive collision in the planetary system Kepler 107
14 januari 2019
Bijna alle jonge sterren zijn omringd door een protoplanetaire schijf: een brede gordel van gas en stof waarin zich in veel gevallen planeten vormen. Dat geldt niet alleen voor solitaire sterren, maar ook voor compacte dubbelsterren – sterren die op geringe afstand om elkaar cirkelen. Voor deze laatste hebben berekeningen laten zien dat er twee stabiele toestanden mogelijk zijn: het schijfvlak kan zowel samenvallen met de omloopbanen van beide sterren als daar loodrecht op staan. Van die eerste mogelijkheid waren al diverse voorbeelden bekend, en nu hebben astronomen ook een protoplanetaire schijf ontdekt die haaks op het baanvlak van de dubbelster staat (Nature Astronomy, 14 januari). Waarnemingen met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili wijzen erop dat deze schijf zich net zo ontwikkelt als protoplanetaire schijven rond enkelvoudige sterren. Het is dus goed mogelijk dat zich hierin uiteindelijk planeten vormen. Mocht zich aan de binnenkant van de stofschijf een planeet bevinden, dan zou deze schijf zich vertonen als een brede band die bijna loodrecht op de horizon staat. De beide sterren zouden ten opzichte van deze band op- en neer gaan. En dat is nog niet alles: buiten de schijf cirkelen nóg twee sterren. Alles bij elkaar zouden er dus vier ‘zonnen’ aan de hemel staan. Dit bijzondere tafereel speelt zich af in het stersysteem HD 9880, dat bijna 150 lichtjaar van de aarde verwijderd is. HD 9880 behoort tot een groep sterren die niet veel ouder is dan 10 miljoen jaar. (EE)
→ Double star system flips planet-forming disk into pole position
10 januari 2019
Op de planeet die vorig jaar ontdekt werd in een baan rond de Ster van Barnard (een nabije rode dwergster) is - ondanks de lage temperatuur van ca. 170 graden onder nul - misschien toch leven mogelijk. Dat beweren astronomen van Villanova University. Volgens de onderzoekers zou er op de 'superaarde' (de planeet is groter en ongeveer drie keer zo zwaar als de aarde) geothermische activiteit kunnen voorkomen, waardoor de oppervlaktetemperatuur op sommige plaatsen toch hoog genoeg zou kunnen zijn voor het bestaan van bepaalde micro-organismen. Ze wijzen erop dat de Jupitermaan Europa ook een zeer koud oppervlak heeft, maar toch een ondergrondse oceaan van vloeibaar water herbergt, als gevolg van getijdenkrachten van de moederplaneet. Het (speculatieve) idee werd in de vorm van een wetenschappelijke poster gepresenteerd tijdens de 223e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (GS)
→ New Findings by Villanova Astrophysicists Indicate Geothermal Activity on Icy Barnard b Super-Earth Planet May Signal Potential for Existence of Primitive Life
8 januari 2019
Rotsachtige planeten die rond rode dwergsterren cirkelen zouden wel eens gortdroog en levenloos kunnen zijn, zo blijkt uit nieuw onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop. Water en organische verbindingen – cruciaal voor leven zoals wij dat kennen – worden mogelijk weggeblazen voordat ze het oppervlak van jonge planeten kunnen bereiken.
Deze hypothese is gebaseerd op verrassende waarnemingen van de snel eroderende schijf van gas en stof rond de jonge, nabije rode dwerg AU Microscopii (AU Mic). In zulke schijven ontstaan planeten. De waarnemingen laten zien dat snel bewegende samenballingen van materiaal deeltjes uit de schijf van AU Mic verdrijven. Als de schijf in dit tempo blijft oplossen, zal hij over ongeveer 1,5 miljoen jaar verdwenen zijn. Dat zou betekent dat er tegen die tijd ook geen ijzige kometen en planetoïden meer in de schijf te vinden zullen zijn. Kometen en planetoïden zijn belangrijke ‘leveranciers’ van water en organische verbindingen. Waar de samenballing van materie vandaan komen is nog onduidelijk. Een mogelijke verklaring is dat ze zijn gevormd bij grote uitbarstingen van de centrale ster. Jonge, rode dwergen zijn berucht om hun wispelturige gedrag. Als de activiteit rond AU Mic maatgevend is voor het planeetvormingsproces rond rode dwergsterren, zou het aantal leefbare planeten in de Melkweg wel eens fors lager kunnen zijn dan gedacht. Rode dwergen zijn namelijk de meest voorkomende sterren in ons sterrenstelsel.
De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ Young Planets Orbiting Red Dwarfs May Lack Ingredients for Life
8 januari 2019
Astronomen hebben een nieuwe exoplaneet ontdekt die de bestaande ideeën over het ontstaan van planeten wel eens op hun kop zouden kunnen zetten. De planeet zit qua massa tussen Neptunus en Saturnus in en bevindt zich voorbij de ‘sneeuwgrens’ van zijn moederster, waar dit planetaire ‘tussenmaatje’ theoretisch niet zou mogen voorkomen. De exoplaneet, die de aanduiding OGLE-2012-BLG-0950Lb draagt, is ontdekt via het zogeheten microlenseffect. In de loop van enkele maanden schoof de moederster van de (zelf onwaarneembare) planeet vanaf de aarde gezien voor een verre achtergrondster langs. Daarbij zorgde haar zwaartekrachtsveld ervoor dat het licht van de verre ster werd versterkt. De ster fungeerde dus als een natuurlijk ‘vergrootglas’. Tijdens die toevallige samenstand van sterren werd gedurende ongeveer een dag nog een klein dipje in de helderheid van de achtergrondster geregistreerd. Dat dipje wordt toegeschreven aan de verstorende invloed van OGLE-2012-BLG-0950Lb op het lenseffect van zijn moederster. Vervolgwaarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï hebben astronomen in staat gesteld om de massa van de planeet en zijn afstand tot zijn ster te bepalen. Een recente statistische analyse van microlensgebeurtenissen als deze heeft trouwens aangetoond dat ‘sub-Saturnussen’ zoals OGLE-2012-BLG-0950Lb bepaald niet schaars zijn. De sneeuwgrens is de afstand tot een jonge ster waarbij het koud genoeg is om water tot ijs te laten condenseren. Volgens de meest gangbare planeetvormingstheorie is voorbij de sneeuwgrens aanzienlijk meer vast materiaal nodig om grote gasplaneten te laten ontstaan. Dat vaste materiaal is nodig om een forse rotsachtige kern te vormen, die vervolgens in steeds sneller tempo gas uit zijn omgeving aantrekt. Theoretisch zou er voorbij de sneeuwgrens niet genoeg vast materiaal aanwezig mogen zijn voor planeten met meer massa dan Neptunus. De ontdekking van OGLE-2012-BLG-0950Lb kan erop wijzen dat de betreffend theorie aan herziening toe is.
De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ Microlensing Reveals That Sub-Saturn Giant Planets Are Common, Not Rare
8 januari 2019
Deze week wordt in Seattle (Verenigde Staten) de 233e bijeenkomst gehouden van de American Astronomical Society. Hieronder een beknopt overzicht van enkele nieuwe resultaten die op de eerste dag van de bijeenkomst (maandag 7 januari) zijn gepresenteerd. (GS)
Wolken op hete Jupiters: Met NASA's Spitzer Space Telescope is ontdekt dat er op de nachtzijde van zogeheten 'hete Jupiters' (gasvormige reuzenplaneten in kleine omloopbanen) altijd wolken voorkomen. De planeten keren hun ster altijd dezelfde kant toe (net zoals de maan dat doet bij de aarde); aan de koelere nachtzijde blijkt altijd sprake te zijn van wolkenvorming. De ontdekking kan leiden tot een beter begrip van de eigenschappen en ontstaanswijze van deze bizarre planeten.
Amateurs ontdekken nieuwe planeet: Burgerwetenschappers hebben in de waarnemingsgegevens van de (inmiddels niet langer operationele) ruimtetelescoop Kepler een nieuwe exoplaneet gevonden die eerder aan de aandacht van beroepsastronomen was ontsnapt. Planeet K2-288Bb is ongeveer twee keer zo groot als de aarde, heeft mogelijk een rotsachtige samenstelling (maar dat is niet zeker), en draait in een kleine baan rond een rode dwergster die deel uitmaakt van een dubbelstersysteem op een afstand van 226 lichtjaar in het sterrenbeeld Stier.
Planetoïdenbotsingen bij jonge ster: Infraroodwaarnemingen met de Spitzer Space Telescope doen vermoeden dat er in de materieschijf rond de pasgeboren ster NGC 2547-ID8 twee botsingen tussen planetoïden hebben plaatsgevonden - Spitzer kan de infraroodstraling detecteren van het resulterende stof. Ook in ons eigen zonnestelsel moeten lang geleden veel vaker dergelijke zware botsingen hebben plaatsgevonden: veel planetoïden (waaronder Bennu, die momenteel van nabij wordt bestudeerd) blijken brokstukken te zijn van grotere hemellichamen.
Student simuleert zwarte gaten: Lia Medeiras, een sterrenkundestudent aan de Universiteit van Arizona, heeft computersoftware ontwikkeld om zwarte gaten te simuleren, op basis van verschillende theoretische aannames met betrekking tot de precieze voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie. Door toekomstige waarnemingen van het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg (met de Event Horizon Telescope) te vergelijken met deze simulaties, kunnen sterrenkundigen mogelijke afwijkingen van Einsteins relativiteitstheorie op het spoor komen.
→ Vakpublicatie over wolken op hete Jupiters
8 januari 2019
NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die afgelopen voorjaar is gelanceerd om jacht te maken op planeten bij relatief nabijgelegen sterren, heeft zijn derde exoplaneet gevonden. Het gaat om een zogeheten 'mini-Neptunus' - een vermoedelijk gasvormige planeet die ongeveer drie keer zo groot is (in middellijn) als de aarde en ca. 23 maal zo zwaar.
De nieuw ontdekte planeet, HD 21749b, beschrijft een baan rond een relatief heldere ster die zich op een afstand van 53 lichtjaar van de aarde bevindt. Het bijzondere aan de ontdekking is de omlooptijd van 36 dagen. TESS is vooral gevoelig voor planeten in kleine omloopbanen; de eerste twee ontdekte exoplaneten hadden omlooptijden van 6,3 dagen en van slechts 11 uur. Doordat de nieuw ontdekte planeet zich op relatief grote afstand van zijn moederster bevindt, is hij ook niet zo extreem heet als de andere twee: 'slechts' zo'n 150 graden Celsius.
De ontdekking is gepresenteerd op de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle, en zal gepubliceerd worden in Astrophysical Journal Letters. De ontdekking was het resultaat van een gecompliceerde zoekactie in de waarnemingsgegevens van TESS; om het bestaan van de planeet te bevestigen zijn ook metingen verwerkt van o.a. de HARPS-spectrograaf van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht.
De waarnemingen doen bovendien vermoeden dat er nog een tweede planeet rond de ster beweegt, met een omlooptijd van slechts 7,8 dagen. Als dat bevestigd wordt door nieuwe metingen, zou het om de eerste aarde-achtige exoplaneet kunnen gaan die door TESS is gevonden. De verwachting is dat de satelliet over pakweg twee jaar vijftig relatief nabije aarde-achtige planeten heeft ontdekt die zich lenen voor gedetailleerd vervolgonderzoek met bijvoorbeeld de James Webb Space Telescope. (GS)
→ TESS Discovers Its Third New Planet, with Longest Orbit Yet
19 december 2018
Onderzoekers van de universiteiten van Zürich en Cambridge hebben een nieuwe, exotische klasse van exoplaneten ontdekt. Het gaat om superaardes die bij dermate hoge temperaturen zijn gevormd, dat ze grote hoeveelheden calcium, aluminium en hun oxides bevatten – zoals saffier en robijn (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 19 december). Een voorbeeld van zo’n planeet is HD219134 b die om een 21 lichtjaar verre ster in het sterrenbeeld Cassiopeia cirkelt. De planeet heeft bijna vijf keer zoveel massa als de aarde en draait in slechts drie dagen om zijn moederster. Vanwege de aanwezigheid van robijn en saffier zou de planeet een rode tot blauwe glans kunnen vertonen. Het bestaan van deze bijzondere klasse van exoplaneten wordt afgeleid uit theoretische modellen. Normaal gesproken vertoont een planeet die op niet al te kleine afstand van zijn ster ontstaat een samenstelling zoals de aarde, met elementen zoals ijzer, magnesium en silicium – de belangrijkste bestanddelen van gesteenten. Maar heel dicht in de buurt van een ster verkeren veel elementen nog in de gasfase, waardoor de daar aanwezige planetaire bouwstenen een compleet andere samenstelling hebben. Modelberekeningen laten zien dat ze naast magnesium en silicium voornamelijk calcium en aluminium bevatten, en vrijwel geen ijzer. Dat levert een heel ander soort planeten op, met een geringere dichtheid en zonder magnetisch veld. Naast HD219134 b zijn nog twee andere exoplaneten bekend die qua omstandigheden tot de ‘saffierplaneten’ kunnen behoren. Een daarvan is 55 Cancri e, een planeet waarvan werd aangenomen dat deze grotendeels uit koolstof zou bestaan – mogelijk in de vorm van diamant. Latere waarnemingen hebben dat vermoeden ontkracht, en nu lijkt het dus weer een saffierplaneet te zijn. (EE)
→ Sapphires and Rubies in the Sky
17 december 2018
De aanwezigheid van zowel zuurstof (O2) als organische (koolstofhoudende) moleculen in de dampkring van een exoplaneet betekent niet noodzakelijkerwijs dat er aan het oppervlak van die planeet leven voorkomt. Die conclusie trekken Amerikaanse onderzoekers in een artikel in AES Earth and Space Chemistry op basis van laboratoriumproeven. Tot nu toe werd vaak aangenomen dat de combinatie van zuurstof en organische moleculen een betrouwbare 'bio-indicator' zou zijn.
De onderzoekers bestudeerden negen gasmengsels die qua samenstelling overeenkomen met de atmosferen van twee typen veel voorkomende exoplaneten: super-aardes en mini-Neptunussen. De gasmengsels werden vervolgens blootgesteld aan energierijke elektrisch geladen deeltjes (plasma) of aan ultraviolet licht. In veel gevallen traden vervolgens chemische reacties op waarbij zuurstofmoleculen en organische moleculen ontstonden.
De nieuwe resultaten maken duidelijk dat het nog niet zal meevallen om op basis van metingen aan de samenstelling van een exo-atmosfeer conclusies te trekken over de aanwezigheid van biologische activiteit. (GS)
→ Alien Imposters: Planets with Oxygen Don’t Necessarily Have Life
14 december 2018
Nieuw onderzoek laat zien dat zich even voorbij de rand van de ‘protoplanetaire’ schijf rond de jonge zware ster MM 1a een tweede ster bevindt. Het lijkt erop dat deze ster, die de aanduiding MM 1b heeft gekregen, op planeet-achtige wijze is ontstaan (Astrophysical Journal Letters, 14 december). Volgens het team van Britse astronomen dat de ontdekking heeft gedaan, is hier sprake van een geval van ‘schijffragmentatie’. Sterren ontstaan uit grote wolken van gas en stof die onder invloed van hun eigen zwaartekracht samentrekken. Bij dat proces gaat de wolk steeds sneller draaien, waardoor zich uiteindelijk een schijf van materie rond de ster-in-wording vormt. Bij sterren die niet veel zwaarder zijn dan onze zon, kunnen in die schijf planeten ontstaan. Maar in het geval van MM 1a bevatte de omringende schijf blijkbaar voldoende materie om een tweede ster te vormen. Door met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de hoeveelheid straling te meten die door het stof wordt uitgezonden, evenals kleine variaties in de golflengte van het licht dat het gas uitzendt (dopplereffect), hebben de astronomen de massa’s van de beide sterren kunnen meten. MM 1a blijkt (inclusief schijf) ongeveer 40 keer zoveel massa te hebben als onze zon; MM 1b blijft steken bij maximaal 0,6 zonsmassa. Hiermee is de massaverhouding tussen beide sterren ruwweg gelijk aan 80:1. Dat is opmerkelijk, omdat oudere sterren die deel uitmaken van een dubbelstersysteem doorgaans niet extreem veel in massa verschillen. Het lijkt er dus op dat schijffragmentatie een proces is dat niet erg vaak voorkomt. (EE)
→ A Young Star Caught Forming Like A Planet
13 december 2018
Astronomen vragen zich al een tijdje af waarom er in de naaste omgevingen van sterren zo weinig planeten van het kaliber Neptunus worden aangetroffen. Nieuw onderzoek biedt mogelijk uitkomst: er is nu een Neptunus-achtige exoplaneet ontdekt die in hoog tempo zijn atmosfeer verliest. Deze waarneming versterkt het vermoeden dat de ‘Neptunussen’ die zich dicht bij hun moederster bevonden het grootste deel van hun atmosfeer zijn kwijtgeraakt en in ‘superaardes’ – een veel talrijker soort planeten – zijn veranderd (Astronomy & Astrophysics, 13 december). Enkele jaren geleden bleek uit onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop dat de atmosfeer van de relatief warme Neptunus-achtige planeet GJ 436b waterstof uitwasemt. Het verlies aan gas was niet genoeg om die atmosfeer helemaal te doen verdwijnen, maar het onderzoek suggereerde wel dat de atmosferen van nog warmere Neptunussen veel sneller zouden ‘leeglopen’. Dat laatste is nu bevestigd met waarnemingen van een andere warme Neptunus: GJ 3470b. Deze exoplaneet blijkt zijn waterstof honderd keer zo snel te verliezen als GJ 436b. Beide planeten zijn even ver van hun ster verwijderd, maar de moederster van GJ 3470b is jonger en energetischer. Geschat wordt dat de planeet hierdoor al meer dan een derde van zijn massa is kwijtgeraakt. Of het vraagstuk van de ontbrekende ‘warme Neptunussen’ hiermee is opgelost, moet nog blijken. Daarvoor zullen meer voorbeelden gevonden moeten worden. Gemakkelijk is dat niet, omdat de signatuur van ontsnappende waterstof alleen waarneembaar is bij planeten die minder dan 150 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. Voorbij deze afstand wordt het ‘stoorsignaal’ van het alomaanwezige interstellaire waterstofgas te groot. Astronomen hopen dit probleem te omzeilen door naar sporen van andere ontsnappende gassen te zoeken, zoals helium. Recent is het een ander internationaal onderzoeksteam al gelukt om ontsnappende helium aan te tonen bij de Neptunus-achtige exoplaneet HAT-P-11b. (EE)
→ The hot Neptunes, planets that shrink
12 december 2018
Een onderzoeksteam onder leiding van de Leidse promovenda Merel van ‘t Hoff heeft in de planeetvormende schijf rond de ster V883 Orionis naast methanol onder andere aceetaldehyde (CH3CHO, een stof die ook voorkomt in rijp fruit) en methylformiaat (CH3OCHO) waargenomen. Dit resultaat is bevestigd in een onafhankelijke studie en geaccepteerd voor publicatie in Astrophysical Journal Letters. De ontdekking, gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili, is van belang in de zoektocht naar de wijze waarop bouwstenen van leven in de ruimte worden gevormd en uiteindelijk op planeten terechtkomen. Het resultaat is een belangrijke stap in dit proces, omdat het laat zien dat het materiaal waaruit planeten op dit moment worden gevormd worden rijk is aan organische moleculen. V883 Orionis is geen doorsnee ster. Hoewel hij maar een klein beetje zwaarder is dan onze zon, straalt hij meer dan 400 keer zo veel energie uit en is daardoor veel helderder en heter. Plotselinge helderheidsuitbarstingen zoals die van V883 Orionis ontstaan wanneer grote hoeveelheden materiaal vanuit de omringende schijf op het oppervlak van de ster belanden. Planeten ontstaan uit gas en stof dat in een schijf rond zo’n jonge ster draait. Zulke schijven worden daarom ‘protoplanetaire’ schijven genoemd. Normaal gesproken is de temperatuur in het grootste gedeelte van de schijf zo laag dat de meeste moleculen, waaronder bijvoorbeeld water, methaan en koolstofmonoxide, vastvriezen aan de stofdeeltjes. Welke moleculen in zo’n ijslaag aanwezig zijn is dan heel moeilijk vast te stellen. Tot nu toe waren er daarom maar twee complexe organische moleculen ontdekt in protoplanetaire schijven: acetonitril (CH3CN, een naar amandelen ruikende stof) en methanol (CH3OH). Maar de tijdelijke energie-uitbarsting van V883 Orionis heeft het binnenste gedeelte van de schijf opgewarmd, waardoor de ijslaag op de stofdeeltjes is verdampt. De vrijgekomen moleculen stralen licht uit in het millimetergebied van het elektromagnetisch spectrum en dat is precies het gebied waar ALMA gevoelig is. Door het opgevangen licht uiteen te splitsen in de samenstellende kleuren kan ALMA bepalen welke moleculen aanwezig zijn. Elk molecuul zendt immers licht uit met een karakteristieke golflengte, ofwel kleur. De uitbarsting van V883 Orionis stelde de astronomen voor de eerste keer in staat om de chemische diversiteit te bestuderen in een planeetvormende schijf. Ze vonden onder andere aceetaldehyde (CH3CHO, een stof die ook voorkomt in rijp fruit) en methylformiaat (CH3OCHO) in de schijf rond V883 Orionis. Als V883 Orionis terugkeert naar z’n normale helderheid (niemand weet wanneer dit zal gebeuren) zullen de organische moleculen weer aan de stofdeeltjes vastvriezen.
→ Volledig persbericht
12 december 2018
Voor de tweede keer in korte tijd hebben astronomen detailrijke opnamen van protoplanetaire schijven gepresenteerd die met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zijn gemaakt. Ditmaal gaat het om twintig objecten; nog geen week geleden presenteerde een ander team er al 32. Protoplanetaire schijven zijn gordels van stof en gas rond jonge sterren. Het onderzoek van deze objecten moet meer inzicht geven in de wijze waarop de verschillende soorten planeten ontstaan. De nu gepresenteerde resultaten wijzen erop dat de vorming van planeten die qua grootte en samenstelling op Neptunus of Saturnus lijken veel sneller verloopt dan de meest gangbare modellen hadden voorspeld. En zijn aanwijzingen dat het vormingsproces voor planeten van dit kaliber in plaats van vele miljoenen jaren soms maar ongeveer één miljoen jaar duurt. Ook blijken dergelijke planeten zich op zeer grote afstanden van hun moedersterren te kunnen ontwikkelen. In sommige schijven zijn namelijk sporen van planeten-in-wording ontdekt op afstanden van meer dan 100 astronomische eenheden – meer dan drie keer de afstand zon-Neptunus. (EE)
→ ALMA Campaign Provides Unprecedented Views of the Birth of Planets
6 december 2018
Twee teams met sterrenkundigen van onder andere de universiteiten van Amsterdam en Leiden hebben ontdekt dat hete gasreusplaneten zijn gehuld in grote halo’s van ijl heliumgas – een teken dat ze langzaam hun atmosfeer verliezen. Het helium, dat onlangs voor het eerst door de Hubble-ruimtetelescoop is gezien, is nu voor twee planeten nauwkeurig in kaart gebracht (Science, 7 december). Het gaat om twee gasreuzen die op geringe afstanden om hun moederster draaien, waardoor ze heel warm zijn. De ene is WASP-69b, een planeet zo groot als Jupiter maar met een temperatuur van meer dan duizend graden Celsius. De andere is HAT-P-11b, qua grootte vergelijkbaar met Neptunus. De planeten staan op zo’n 100 tot 150 lichtjaar van de aarde. ‘Gasreuzen bestaan voor een belangrijk deel uit helium, maar dit gas is heel moeilijk waarneembaar’, zegt Javier Alonso Floriano van de Universiteit Leiden en mede-onderzoeker van een van de studies. ‘Twintig jaar geleden was echter al voorspeld dat het heliumgas mogelijk in infrarood licht te zien zou kunnen zijn, maar er is toen nauwelijks naar gezocht en daarna is dit in de vergetelheid geraakt. Tot eerder dit jaar, toen de Hubble-ruimtelescoop voor het eerste een dipje zag bij precies de juiste infraroodkleur, wat op helium duidde.’‘Wat onze twee onderzoeksgroepen nu onafhankelijk van elkaar hebben gevonden is dat dit helium veel beter met telescopen vanaf de grond is waar te nemen,’ zegt Lorenzo Pino van de Universiteit van Amsterdam. ‘We kunnen de omvang en snelheid van het gas meten, en hoe het als een ijle halo om de planeten heen zit. Iets wat je met Hubble niet kunt meten.’Voor hun waarnemingen hebben beide teams gebruik gemaakt van een splinternieuwe Spaans-Duitse spectrograaf – CARMENES – in Andalusië, Spanje. De methode zelf is voor een belangrijk deel ontwikkeld door Nederlandse astronomen. Terwijl een planeet gezien vanaf de aarde voor zijn moederster langsgaat, sijpelt een klein beetje sterlicht door de planeetatmosfeer heen, wat afhankelijk van het soort gas bij heel specifieke kleuren wordt geabsorbeerd. Dit wordt gemeten door gebruik te maken van de snelheid van de planeet, die een dopplereffect veroorzaakt.
→ Volledig persbericht
6 december 2018
Nieuw onderzoek door een internationaal team van astronomen wijst erop dat er veel meer ‘superaardes’ en Neptunus-achtige planeten rond jonge sterren ontstaan dan tot nu toe werd aangenomen. Dit blijkt uit een verkenning van jonge sterren in een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier. Berekeningen laten zien dat in de protoplanetaire schijven rond deze sterren relatief veel ‘lichte’ planeten worden gevormd. Ons eigen zonnestelsel is 4,6 miljard jaar geleden ontstaan uit zo’n zelfde protoplanetaire schijf – een maalstroom van gas en stof rond de jonge zon. Door samenklontering van dit materie ontstonden de planeten. Terwijl deze om de zon draaiden, veegden ze het materiaal dat ze onderweg tegenkwamen op, waardoor lege gordels in de schijf ontstonden. Met behulp van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) hebben astronomen nu de protoplanetaire schijven rond 32 jonge sterren in beeld gebracht. Daarbij is vastgesteld dat bijna de helft van deze schijven een afwisselingen van ringen en lege gordels vertonen – de sporen van planeten-in-wording. De planeten zelf zijn niet rechtstreeks waarneembaar, maar met behulp van computermodellen kunnen wel schattingen worden gemaakt van hun massa’s. De conclusie is dat de meeste van de planeten-in-wording rond deze sterren niet zwaarder zijn dan twintig aardmassa’s. Slechts in twee van de schijven zijn aanwijzingen gevonden voor de vorming van planeten van het kaliber Jupiter. De conclusie van het onderzoek is in overeenstemming met de statistiek van de duizenden reeds volgroeide exoplaneten die de afgelopen decennia zijn ontdekt. Ook die vertoont een overschot aan relatief lichte planeten, die qua massa ergens tussen aarde en Neptunus in zitten. (EE)
→ Unknown Treasure Trove of Planets Found Hiding in Dust
3 december 2018
Een internationaal team van astronomen onder leiding van John Livingston van de Universiteit van Tokyo heeft het bestaan van 104 nieuwe exoplaneten (planeten bij andere sterren dan de zon) bevestigd. De onderzoekers gebruikten telescopen op aarde en in de ruimte voor het gedetailleerd bestuderen van zogeheten 'kandidaat-exoplaneten' uit de K2-catalogus van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. Kepler komt exoplaneten op het spoor wanneer zij (gezien vanaf de aarde) voor hun moederster langs bewegen en daarbij een klein beetje sterlicht onderscheppen.
In twee artikelen in The Astronomical Journal beschrijven de sterrenkundigen nu dat er in 104 gevallen daadwerkelijk sprake is van een planeet, en dat de periodieke helderheidsdipjes die door Kepler zijn waargenomen dus niet op een andere manier kunnen zijn veroorzaakt. Zeven van de nieuwe planeten draaien in extreem kleine banen rond hun moederster, met omlooptiijden van minder dan 24 uur. (GS)
→ Combination of Space-based and Ground-based Telescopes Reveals more than 100 Exoplanets
28 november 2018
Astronomen hebben in laboratoriumexperimenten de koolstofhuishouding van aardeachtige exoplaneten bestudeerd, en hebben ontdekt dat niet het koolstofhoudende mineraal siliciumcarbide dominant is in koolstofrijke planeten, maar dat de koolstof de vorm heeft van grafiet of diamant. Grafiet is een zwart en licht mineraal dat zich zal concentreren aan het oppervlak van deze planeten, waardoor ze als zwarte planeten zullen worden waargenomen met de grote telescopen van de toekomst. Het onderzoek vond plaats onder leiding van de Amsterdamse promovendus Kaustubh Hakim in het hogedruklaboratorium van aardwetenschapper Wim van Westrenen aan de Vrije Universiteit. Hun artikel, waar ook UvA-astronoom Carsten Dominik coauteur van is, is verschenen in Astronomy & Astrophysics. Astronomen hebben tot nu toe bijna 4000 planeten ontdekt die om andere sterren draaien dan onze zon. Ongeveer een derde van deze exoplaneten is waarschijnlijk rotsachtig van samenstelling, net als de planeten Mercurius, Venus, Aarde en Mars in ons eigen zonnestelsel. Mogelijk hebben deze exoplaneten grote hoeveelheden koolstof in hun binnenste (ter vergelijking: de aarde bestaat voor slechts 0,01 procent uit koolstof, maar menselijke lichamen voor 18,5 procent). Deze planeten staan vele lichtjaren van ons vandaan en we kunnen er niet naar toe. Met grote telescopen die nu in aanbouw zijn is het over enkele decennia wel mogelijk details in de atmosfeer en aan het oppervlak van de dichtstbijzijnde exoplaneten te bestuderen. In het interdisciplinaire promotieonderzoek van Hakim wordt daarom gekeken naar wat astronomen kunnen verwachten aan bijvoorbeeld oppervlaktedetails en wat dit betekent voor het vinden van leven. In het laboratorium aan de VU heeft Hakim de reactie bestudeerd tussen het koolstofhoudende mineraal siliciumcarbide en een synthetische chemische mix die een koolstofrijke rotsachtige exoplaneet voorstelt. Uit zijn experiment blijkt dat siliciumcarbide alleen stabiel is als alle geoxideerde ijzer in het inwendige van de planeet wordt gereduceerd tot metallisch ijzer. In alle andere omstandigheden vormt koolstof het mineraal grafiet. Hieruit trekken de auteurs de conclusie dat het zeer onwaarschijnlijk is dat siliciumcarbide dominant is in koolstofrijke exoplaneten. In plaats daarvan komen grafiet of diamant voor (onder hoge druk in het binnenste van exoplaneten zal grafiet worden samengeperst tot diamant). Als grafiet dominant is in een rotsachtige exoplaneet, zal het oppervlak er ook mee bedekt zijn vanwege de lage dichtheid van grafiet vergeleken met gesteente. De vraag is of deze grafietplaneten leven kunnen herbergen, aangezien voor aarde-achtig leven ook andere elementen dan koolstof nodig zijn.
→ Oorspronkelijk persbericht
23 november 2018
De Characterising Exoplanet Satellite, of kortweg Cheops, zal tussen 15 oktober en 14 november 2019 worden gelanceerd. Dat heeft het Europese ruimteagentschap ESA bekendgemaakt. Cheops zal heldere sterren gaan waarnemen waarvan al bekend is dat ze heen en weer schommelen – een teken dat er een of meer planeten omheen draaien. Uit de grootte van deze schommelbeweging kunnen de massa’s van de planeten worden afgeleid. Om ook de afmetingen van deze exoplaneten te kunnen bepalen, moeten ze worden waargenomen op de momenten dat ze van ons uit gezien voor hun ster langs schuiven. Dat is waar Cheops voor is ontwikkeld. Overigens zullen bij lang niet alle sterren van deze ‘planeetovergangen’ te zien zijn. Wanneer massa en grootte van een planeet bekend zijn, kan zijn gemiddelde dichtheid worden berekend. En dat geeft weer inzicht in zijn samenstelling. Naar verwachting zal Cheops met name planeten gaan opsporen die qua grootte ergens tussen de aarde en Neptunus in zitten. Cheops zal met een Sojoez-raket vanuit de Europese lanceerbasis in Kourou, Frans-Guyana, worden gelanceerd. Tegelijk met Cheops wordt ook een Italiaanse aardobservatiesatelliet in een baan om de aarde gebracht. (EE)
→ Exoplanet mission launch slot announced
21 november 2018
Frans/Amerikaans onderzoek wijst erop dat ook superaardes – exoplaneten die tot vijf keer zoveel massa hebben als de aarde – waarschijnlijk een magnetisch veld hebben. Dat veld ontstaat dan wel op een andere manier als dat van onze planeet: in oceanen van magma. Volgens de onderzoekers François Soubiran en Burkhard Militzer kan traag kolkend gesmolten gesteente op of onder het planeetoppervlak een sterk magnetisch veld opwekken. Dit heeft niet alleen implicaties voor de superaardes, maar ook voor de begintijd van de aarde, toen deze nog grotendeels uit gesmolten gesteente bevond. De jonge aarde kan, naast het magnetische veld dat in de buitenkern van vloeibaar ijzer wordt gegenereerd, dus een tweede magnetisch veld hebben gehad. Het nieuwe resultaat heeft ook implicaties voor de kans op leven op andere planeten. Een magnetisch veld beschermt een planeet en diens atmosfeer tegen de schadelijke deeltjeswind van zijn moederster. Dat is vooral voor de superaardes van groot belang, omdat de exemplaren die tot nu toe zijn opgespoord zich dicht bij hun respectievelijke sterren bevinden. De beide wetenschappers baseren hun conclusies op computermodellen van drie mineralen die op rotsachtige planeten veel voorkomen: siliciumdioxide, magnesiumoxide en magnesiumsilicaat. Uit de berekeningen blijkt dat deze mineralen elektrisch geleidend worden wanneer ze aan hoge druk en temperatuur worden blootgesteld. De geleidbaarheid van het materiaal is weliswaar ongeveer honderd keer zo klein als dat van vloeibaar ijzer, maar dat hoeft het ontstaan van een magnetisch veld via het zogeheten dynamo-effect niet in de weg te staan. (EE)
→ What magnetic fields can tell us about life on other planets
20 november 2018
Met de gevoelige NIRSPEC-spectrograaf van de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii zijn nieuwe precisiemetingen verricht aan de samenstelling van de atmosfeer van exoplaneet HR 8799c. Deze gasvormige reuzenplaneet draait samen met drie andere planeten op grote afstand rond een min of meer zonachtige ster; het is een van de weinige exoplaneten die direct zijn waargenomen.
Dankzij de toepassing van adaptieve optiek (om atmosferische trillingen te compenseren) is het nu gelukt om spectroscopische metingen te verrichten in de zogeheten L-band - op nabij-infrarode golflengten van ca. 3,5 micrometer. Zo kon bevestigd worden dat er in de planeetdampkring wel waterdamp (H2O) maar geen methaan (CH4) voorkomt. Eerdere metingen wezen dat ook al uit, maar de nieuwe L-band waarnemingen zijn veel overtuigender.
De nieuwe waarnemingen, binnenkort gepubliceerd in The Astronomical Journal, vormen een voorproefje van wat er in de nabije toekomst mogelijk is met grote monstertelescopen zoals de Amerikaanse Thirty Meter Telescope, die in de tweede helft van de jaren twintig in gebruik genomen moet worden op Hawaii. (GS)
→ Exoplanet Stepping Stones
20 november 2018
De zeven aardeachtige planeten van de nabije rode dwergster Trappist-1 (op 39 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman) zijn misschien allemaal drooggekookte werelden, vergelijkbaar met de planeet Venus in ons eigen zonnestelsel. Dat beweren sterrenkundigen in The Astrophyisical Journal, op basis van nieuwe gedetailleerde klimaatmodellen.
Aangenomen dat alle zeven planeten kort na hun geboorte over een zekere hoeveelheid water beschikten (dat gold ook voor de aardse planeten in ons eigen zonnestelsel), zullen de drie binnenste (Trappist-1b, c en d) dat water zeker zijn verloren tijdens een vroege, hete fase van de moederster. Voor de buitenste drie (f, g en h) geldt dat ook, vooropgesteld dat de hoeveelheid water aanvankelijk relatief klein was. Als deze drie planeten ontstonden met een grotere hoeveelheid water, zal niet alles zijn verdampt, maar zijn het nu bevroren ijswerelden, als gevolg van hun grotere afstand tot de ster.
Alleen de middelste van de zeven planeten, Trappist-1e, zou mogelijk enigszins op de aarde kunnen lijken, aldus de onderzoekers, vooropgesteld dat de oorspronkelijke hoeveelheid water groot genoeg was. De nieuwe klimaatmodellen geven richting aan het toekomstige onderzoek van dit planetenstelsel met o.a. de James Webb Space Telescope. (GS)
→ Study brings new climate models of small star TRAPPIST 1’s seven intriguing worlds
14 november 2018
Een internationaal team van planetaire astrobiologen heeft ontdekt dat zware regenval funest kan zijn voor micro-organismen die gewend zijn aan zeer droge omstandigheden. Dat blijkt uit onderzoek van bodemmonsters uit de Atacama-woestijn, in het noorden van Chili (Nature Scientific Reports, 12 november). Vóór de regenval werden in de kurkdroge bodem zestien verschillende soorten micro-organismen aangetroffen. Na de regenval waren dat er nog maar vier. De bevindingen van de onderzoekers kunnen implicaties hebben voor het onderzoek van eventuele micro-organismen op Mars. De microben in de Atacama-woestijn leven van de stikstofverbindingen die miljoenen jaren geleden in drooggevallen valleien en meren zijn afgezet. Vergelijkbare verbindingen zijn ook op Mars aangetroffen. Met die nieuwe kennis is het volgens de wetenschappers zinvol om nog eens goed te kijken naar de experimenten die de beide Vikinglanders in 1976 op Mars hebben gedaan. Bij deze experimenten werden kurkdroge bodemmonsters gevoed met waterige oplossingen. Of Marsorganismen daar zo content mee zouden zijn, is nog maar de vraag. Het Atacama-onderzoek laat namelijk zien dat het toedienen van water aan micro-organismen die zich aan kurkdroge omstandigheden hebben aangepast dodelijke gevolgen kan hebben. Zulke organismen bezwijken aan ‘osmotische stress’. (EE)
→ For arid, Mars-like desert, rain brings death
14 november 2018
Bij de Ster van Barnard, de dichtstbijzijnde enkelvoudige ster na de zon, is een planeet ontdekt die minstens drie keer zoveel massa heeft als de aarde – een zogeheten super-aarde. Daarmee is deze bevroren, zwak verlichte wereld de op één na meest nabije exoplaneet die we kennen. De ontdekking is het resultaat van de grote observatieprojecten Red Dots en CARMENES, waarbij eerder ook de dichtstbijzijnde exoplaneet is ontdekt – die van de ster Proxima Centauri (Nature, 15 november). De planeet draait eens in de ongeveer 233 dagen om zijn ster. Die laatste is een rode dwerg: een koele ster van geringe massa die maar weinig licht uitstraalt. De planeet ontvangt slechts 2% van de hoeveelheid energie die de aarde van de zon ontvangt. Hierdoor is hij waarschijnlijk ijskoud en niet geschikt voor leven zoals wij het kennen. De Ster van Barnard, genoemd naar de Amerikaanse sterrenkundige Edward Emerson Barnard, is de dichtstbijzijnde enkelvoudige buurster van de zon. De ster is waarschijnlijk twee keer zo oud als onze zon en relatief inactief. Wel vertoont hij van alle sterren de grootste eigenbeweging – zijn verplaatsing ten opzichte van verre achtergrondsterren. Superaardes zijn het meest voorkomende soort planeten dat zich rond sterren als deze kan vormen. De nieuwe planeet is ontdekt via het dopplereffect. Terwijl de planeet om zijn ster draait, zorgt zijn zwaartekrachtsaantrekking ervoor dat de ster een beetje heen en weer wiebelt. Wanneer de ster zich ten gevolge van deze schommelbeweging van de aarde verwijdert, vertoont zijn lichtspectrum een geringe roodverschuiving. Dat wil zeggen dat het sterlicht naar langere golflengten opschuift. Wanneer de ster richting aarde beweegt, verschuift zijn licht naar kortere, blauwere golflengten. Astronomen gebruiken dit effect om de veranderingen in de snelheid van een ster te meten zoals die door een om de ster cirkelende exoplaneet worden veroorzaakt. Dat gebeurt met een verbluffende nauwkeurigheid: het HARPS-instrument van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili kan snelheidsveranderingen van 3,5 km/u detecteren – ongeveer wandeltempo. Het is voor het eerst dat met behulp van deze ‘radialesnelheidsmethode’ een superaarde is opgespoord die in zo’n wijde baan om zijn ster draait. (EE)
→ Volledig persbericht
30 oktober 2018
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft zijn wetenschappelijke waarnemingen beëindigd. De brandstof voor de stuurraketjes is op, waardoor het instrument niet langer nauwkeurig gericht kan worden. Kepler zal in zijn huidige baan rond de zon blijven draaien als een klein, inert kunstplaneetje.
Kepler (genoemd naar de Duitse astronoom Johannes Kepler) werd op 6 maart 2009 gelanceerd, met als doel antwoord te geven op de vraag hoe frequent aardeachtige planeten voorkomen in het heelal. Vier jaar lang mat de telescoop daartoe elk half uur de helderheid van 150.000 sterren in de sterrenbeelden Zwaan en Lier. Minieme helderheidsdipjes in het licht van een deel van die sterren verraadden de aanwezigheid van rondcirkelende planeten.
Na de beëindiging van de hoofdmissie van Kepler en een probleem met een van de gyroscopen is de ruimtetelescoop nog enkele jaren ingezet voor de zogeheten K2-missie, waarbij vergelijkbare metingen werden gedaan aan sterren in verschillende gebieden aan de hemel.
In totaal heeft Kepler ca. 2600 exoplaneten ontdekt; daarnaast is een groot aantal 'planeet-kandidaten' gevonden - potentiële ontdekkingen die nog door vervolgonderzoek bevestigd moeten worden. Kepler ontdekte dat zogeheten super-aardes (planeten die groter en zwaarder zijn dan de aarde maar kleiner en lichter dan de gasplaneet Neptunus) het vaakst voorkomen in het heelal, en dat veel planetenstelsels extreem klein en compact zijn. Op basis van het aantal door Kepler gevonden exoplaneten volgt dat er in het Melkwegstelsel tientallen miljarden aardeachtige planeten voorkomen: werelden die qua massa, afmetingen, samenstelling en temperatuur veel overeenkomsten vertonen met onze eigen thuisplaneet.
In april 2018 heeft NASA de opvolger van Kepler gelanceerd: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). TESS gaat zich de komende jaren vooral richten op relatief heldere sterren op minder grote afstanden van de aarde. (GS)
→ Kepler Space Telescope Retires, Passes Planet-Hunting Torch
24 oktober 2018
Volgens astronomen van de Yale-universiteit komen kleine planetenstelsels met meerdere planeten het vaakst voor bij sterren die minder zware elementen bevatten dan onze zon. Dat druist in tegen de heersende gedachte dat compacte, meervoudige planetenstelsels juist bij ‘metaalrijke’ sterren te vinden zijn. Bij het nieuwe onderzoek is gekeken naar 700 sterren en de hen omringende planeten. Dat juist metaalarme sterren vaak een compact meervoudig planetenstelsel hebben kan er volgens de astronomen op wijzen dat er veel meer van zulke stelsels zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Mogelijk waren de beschikbare instrumenten voor het opsporen van planeten aanvankelijk simpelweg niet nauwkeurig genoeg voor het opsporen van compacte stelsels met voornamelijk kleine planeten, en zijn die daardoor over het hoofd gezien. Een andere implicatie van het onderzoek is dat compacte planetenstelsels misschien wel de beste plekken zijn om naar buitenaards leven te zoeken. Metaalarme sterren zijn doorgaans namelijk ouder dan hun metaalrijkere soortgenoten. En datzelfde geldt dus ook voor hun planeten. Een andere uitkomst van het onderzoek is dat metaalarme sterren relatief veel silicium bevatten – een element dat je met name op rotsachtige planeten veel zult tegenkomen. (EE)
→ Some planetary systems just aren’t into heavy metal
17 oktober 2018
Astronomen hebben een manier bedacht om onderscheid te maken tussen stofschijven waarin planeten gewoon op hun plek blijven en stofschijven waarin planeten aan het ‘wandelen’ zijn geslagen. Dat zou je kunnen zien aan de afmetingen van de stofdeeltjes in zo’n schijf. Er zijn aanwijzingen dat de planeten in jonge planetenstelsels niet altijd op dezelfde afstanden van hun moederster blijven cirkelen. Door interacties met de schijf van gas en stof waarbinnen ze zijn gevormd, en met de andere planeten-in wording, kun ze geleidelijk naar de ster toe spiralen. Dat zou onder meer het bestaan kunnen verklaren van de zogeheten hete jupiters – grote exoplaneten die op geringe afstand om hun ster cirkelen. Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een grote radiotelescoop in het noorden van Chili, worden de laatste jaren bijna aan de lopende band opnamen gemaakt van de stofschijven rond jonge sterren. In sommige van deze schijven zijn lege gordels te zien, die erop wijzen dat zich daar een planeet aan het vormen is. Door zo’n schijf op verschillende golflengten te bekijken, is ALMA in staat om stofdeeltjes van verschillende grootten op te sporen. Volgens een team van astronomen, onder leiding van Farzana Meru van de universiteit van Warwick, zou dat wel eens de sleutel kunnen zijn tot het opsporen van migrerende planeten. Als uit de ALMA-opnamen blijkt dat het stof aan de binnenzijde van zo’n gordel uit kleinere deeltjes bestaat dan het stof aan de buitenzijde ervan, is dat een duidelijke aanwijzing dat de betreffende planeet naar binnen migreert – naar de ster toe. Dat komt doordat grote stofdeeltjes sneller naar binnen spiralen dan kleine. Hierdoor kunnen de grote deeltjes de migrerende planeet beter bijbenen dan de kleine en ontstaat aan de buitenkant van de planeetbaan een tekort aan kleine deeltjes. Tegelijkertijd slagen de grote stofdeeltjes aan de binnenkant van de planeetbaan er beter in om uit de buurt van de naar binnen migrerende planeet te blijven. Hierdoor ontstaat daar juist een overschot aan kleine stofdeeltjes. (EE)
→ Double dust ring test could spot migrating planets
15 oktober 2018
Bij de jonge ster CI Tauri, op ca. 500 lichtjaar afstand van de aarde, is een bizar planetenstelsel ontdekt. Althans, in de zogeheten protoplanetaire schijf rond de ster - de ronddraaiende schijf van gas en stof waarin planeten samenklonteren - zijn lege zones ontdekt waarvan het bestaan eigenlijk alleen goed te verklaren valt door aan te nemen dat zich in die zones al zware planeten bevinden.
Eerder was bij de ster al een zogeheten 'hete Jupiter' gevonden: een planeet die qua massa vergelijkbaar is met de reuzenplaneet Jupiter in ons eigen zonnestelsel, maar die op slechts een paar miljoen kilometer afstand rond de ster beweegt. Die planeet is ontdekt door de kleine schommelingen die hij veroorzaakt in de beweging van de ster.
Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Telescope (ALMA) in Chili is de protoplanetaire schijf van CI Tauri nu gedetailleerd in beeld gebracht. Daarbij zijn drie lege zones ontdekt op grotere afstand van de ster, die volgens de onderzoekers veroorzaakt worden door andere reuzenplaneten, waarvan er dan één ongeveer tien keer zo zwaar zou zijn als Jupiter, en de andere twee ongeveer even zwaar als Saturnus.
Wat het stelsel zo bijzonder maakt is dat de buitenste planeet zich op een ruim duizend maal zo grote afstand van de ster bevindt als de binnenste. Bovendien is de aanwezigheid van de 'hete Jupiter' al heel bijzonder - zulke zware planeten in kleine omloopbanen worden meestal gevonden rond veel oudere sterren; algemeen wordt aangenomen dat ze op grotere afstand zijn ontstaan en pas in een latere fase naar binnen 'migreren'.
Of de hete Jupiter van CI Tau in zijn huidige baan terecht is gekomen door de zwaartekrachtinvloed van de andere drie reuzenplaneten is niet bekend. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Giant planets around young star raise questions about how planets form
15 oktober 2018
Minutieuze analyses van honderden fotografische platen van de ster J1407 tussen 1890 en 2007 tonen geen sterverduisteringen. Robin Mentel, masterstudent aan de Universiteit Leiden, kon geen verduisteringen ontdekken van de ster J1407 door J1407b, een planeet met mogelijke reuzenringen. Er kunnen overigens nog wel sterverduisteringen zijn geweest, omdat de meetreeks gaten bevat. Het onderzoek van Mentel is geaccepteerd voor publicatie in het vaktijdschrift Astronomy and Astrophysics.
Robin Mentel bestudeerde J1407. Dat is een zonachtige ster van ongeveer 16 miljoen jaar jong op zo'n 460 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Centaur. De ster liet in 2007 een vreemde serie sterverduisteringen zien. In 2015 kwam een team van onderzoekers, onder wie Mentels begeleider Matthew Kenworthy, met een verklaring voor die verduisteringen. Er zou een planeet, J1407b, rond de ster draaien met een reusachtig ringenstelsel dat meer dan honderd keer zo groot was als het ringenstelsel van Saturnus. In 2016 liet Kenworthy met collega's zien dat het ringenstelsel eigenlijk alleen goed stand kan houden als de ringen tegen de draairichting bewegen van de planeet rond de ster. En nu, in 2018, heeft het Leidse team laten zien dat er in grote periodes tussen 1890 en 2007 geen sterverduisteringen hebben plaatsgevonden.
Mentel, toen nog bachelorstudent op bezoek in Leiden vanuit Duitsland, bestudeerde twee jaar geleden 490 fotografische platen met daarop J1407. De oudste platen zijn van de Harvard DASCH survey en komen uit 1890. Er zijn ook platen van verzamelingen van observatoria in Bamberg en Sonneberg. Mentel vergeleek de helderheid van de ster J1407 met twee even heldere sterren die op de foto's in de buurt liggen. Als de ster J1407 op enig moment verduisterd zou zijn, dan zou deze minder helder op de foto staan dan de twee nabije sterren. Mentel kon geen verduisteringen ontdekken. Als extra controle vergeleek Mentel J1407 met een derde ster in de buurt die juist even zwak was als J1407 bij de verduistering van 2007.
Dankzij de uitkomsten van het onderzoek konden de onderzoekers vervolgens uitrekenen hoe lang de tijd tussen twee sterverduisteringen zou kunnen zijn. Mentel en zijn collega's denken dat er in 2021 of 2024 mogelijk weer een sterverduistering kan zijn. Daar zullen ze dus op moeten wachten.
Professionele sterrenkundigen en amateursterrenkundigen over de hele wereld houden de ster J1407 inmiddels continu in de gaten. Als er in 2021 een verduistering zou zijn, kunnen grote telescopen meteen op de ster worden gericht.
De onderzoekers bedanken overigens in hun wetenschappelijke artikel de op 29 oktober 2017 overleden Alison Doane. Zij was de curator van de Harvard Astronomical Plate collection en leerde aan de onderzoekers hoe ze de platen het beste konden bestuderen. Ook zorgde Doane er voor dat in januari 2016 61.000 platen konden worden gered van een overstroming van het Harvard College Observatory.
→ Origineel persbericht
10 oktober 2018
Wetenschappers van het California Institute of Technology hebben een nieuw mechanisme ontdekt dat de vorming van planeten kan verklaren. Daarbij speelt naast stof ook gas een belangrijke rol. Er wordt altijd gezegd dat planeetvorming het resultaat is van een samenklonteringsproces waarbij kleine stofdeeltjes aan elkaar blijven ‘plakken’ en uitgroeien tot steeds grotere brokstukken. Maar dat ‘aan elkaar blijven plakken’ valt nog niet mee. Zodra de deeltjes afmetingen van meer dan een millimeter hebben bereikt, voegen ze zich bij botsingen niet meer samen, maar ketsen ze af. In het nieuwe model wordt het samenklonteringsproces geholpen door het gas dat zich naast de stofdeeltjes in de protoplanetaire schijf rond een ster bevindt. Dat gas meandert langs een stofdeeltje, zoals het water van een rivier langs een rotsblok, en datzelfde gebeurt bij alle naastgelegen stofdeeltjes. Het resultaat is een verzameling gasstroompjes die tezamen het effect hebben dat de stofdeeltjes bijeengeveegd worden. Doordat het ‘afketsen’ van deeltjes door de gasstromen wordt tegengegaan, kunnen stofdeeltjes op deze manier heel snel samenklonteren tot grotere planetaire bouwstenen. (EE)
→ How the Seeds of Planets Take Shape
3 oktober 2018
Twee astronomen van Columbia University hebben sterke aanwijzingen gevonden dat de exoplaneet Kepler-1625b in het gezelschap is van een maan. Deze ‘exomaan’ zou ongeveer zo groot zijn als de planeet Neptunus oftewel ruim vier keer zo groot als de aarde. Indien bevestigd zou dit de eerste ontdekking van een maan bij een planeet buiten ons zonnestelsel zijn (Science Advances, 3 oktober). De kandidaat-exomaan, die de voorlopige aanduiding Kepler-1625b-i heeft gekregen, dook op bij een analyse van de helderheidsgegevens van 284 sterren waarbij de Amerikaanse satelliet Kepler planeten heeft ontdekt. De helderheden van deze sterren nemen met regelmatige tussenpozen een beetje af doordat er planeten voorlangs schuiven. Bij de ster Kepler-1625 vertoonde de zogeheten lichtkromme – een grafiek die het helderheidsverloop van de ster laat zien – enkele intrigerende onregelmatigheden. Voor astromen Alex Teachey en David Kipping was dat aanleiding om waarneemtijd aan te vragen op de Hubble-ruimtetelescoop. Bij de Hubble-waarnemingen zagen de astronomen dat de ‘helderheidsdip’ van de planeetovergang van Kepler-1625b enkele uren later werd gevolgd door een tweede, minder sterke helderheidsafname. Daarnaast bleek ook dat de planeetovergang vijf kwartier eerder begon dan was voorspeld. Beide verschijnselen zijn verklaarbaar als de planeet, zelf zo groot als Jupiter, wordt begeleid door een forse maan. Helemaal zeker van hun zaak zijn de beide astronomen overigens nog niet. Ze wijzen er dan ook op dat hun mogelijke ontdekking met vervolgwaarnemingen moet worden bevestigd. En dat kan nog wel enkele jaren gaan duren. Ondertussen gaat de zoektocht naar manen bij andere planeten buiten ons zonnestelsel gewoon door. (EE)
→ Columbia astronomers find first compelling evidence for a moon outside our solar system
3 oktober 2018
Een drietal onderzoekers van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en de Universiteit van de Côte d'Azur heeft bewijs gevonden waaruit blijkt dat de gas- en stofschijven die rond jonge sterren worden gevormd, niet genoeg materiaal bevatten om de planeten te vormen die er doorgaans rond sterren worden waargenomen. Het bewijs bestaat uit meetgegevens van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili. Met deze array van (sub)millimetertelescopen is geïnventariseerd hoeveel materiaal zulke schijven rond sterren van 1 tot 3 miljoen bevatten – de periode vóórdat zich planeten hebben gevormd. Vervolgens maten de onderzoekers de massa’s van oudere stersystemen met volgroeide planeten. Door de twee uitkomsten met elkaar te vergelijken, ontdekten ze dat de materieschijven rond jonge sterren niet genoeg massa hadden om planetenstelsels te vormen zoals die bij oudere sterren zijn waargenomen. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat stersystemen ontstaan door de samenklontering van interstellair stof. Als de vorming van een ster eenmaal op gang komt, zou zich vaak een protoplanetaire schijf rond de ster ontwikkelen. Het gas en stof in deze schijf zouden overblijfselen zijn van het materiaal dat betrokken was bij de vorming van de ster. Uiteindelijk zou deze restmaterie terechtkomen in de planeten die in de schijf ontstaan. Het nieuwe onderzoek wijst er echter op dat er niet genoeg restmaterie in zo’n schijf zit om de gemiddelde massa aan planeten rond sterren te kunnen verklaren. Een simpele verklaring voor deze discrepantie hebben de onderzoekers niet. Het is denkbaar dat de planeetvorming vroeger begint dat gedacht of dat er grotere stofdeeltjes bij betrokken zijn dan ALMA kan detecteren. Ook bestaat de mogelijkheid dat er tijdens de vorming van planeten nog veel stof uit de omgeving wordt aangetrokken. (EE)
→ Protoplanetary disk material found to be too sparse to form planet populations
2 oktober 2018
Het MeerKAT-observatorium in Zuid-Afrika, een verzameling van 64 schotelantennes (elk met een middellijn van 13,5 meter), zal in de toekomst intensief gebruikt worden voor de Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI). Het Breakthrough Listen-project van de Russische miljardair Yuri Milner heeft daartoe een overeenkomst gesloten met het South African Radio Astronomy Observatory (SARAO). Breakthrough Listen gebruikt ook de 100-meter Green Bank Telescope in West Virginia en de 64-meter Parkes-radiotelescoop in Australië al voor haar uitgebreide SETI-programma. Met MeerKAT zullen maar liefst één miljoen sterren worden waargenomen binnen een afstand van ca. 700 lichtjaar, op zoek naar mogelijke kunstmatige signalen van buitenaardse intelligenties. Dankzij het ontwerp van MeerKAT en de inzet van een kleine supercomputer is het mogelijk om het SETI-onderzoek parallel aan astronomische waarnemingen uit te voeren. (GS)
→ Breakthrough Listen Expands SETI to Southern Hemisphere with MeerKAT
20 september 2018
Bij de ster Pi Mensae, 60 lichtjaar van ons verwijderd, is een planeet ontdekt die ongeveer twee keer zo groot is als de aarde. Het is de eerste exoplaneet die ontdekt is met de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van NASA – een satelliet die nog maar net begonnen is met zijn zoektocht naar planeten buiten ons zonnestelsel. De planeet, die de aanduiding Pi Mensae c heeft gekregen, doet er 6,27 dagen over om één rondje om zijn ster te maken. In 2001 werd bij dezelfde ster al een kolossale planeet van tien Jupitermassa’s ontdekt. Deze laatste beweegt echter in een veel wijdere baan om de ster en heeft een omlooptijd van bijna zes jaar. Aanvullende spectroscopische gegevens, verkregen met een telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en een Australische telescoop, wijzen erop dat Pi Mensae c bijna vijf keer zoveel massa heeft als de aarde. Dat wordt afgeleid uit de kleine schommelbeweging die de planeet bij zijn moederster teweegbrengt. Afgaande op de grootte en massa van de planeet gaat het waarschijnlijk om een kleinere versie van de planeet Neptunus, met een dichte atmosfeer van waterstof en helium. De ontdekking is bekendgemaakt via de preprint-site arXiv.org. [Update: inmiddels is bekend dat TESS nog een tweede planeet heeft ontdekt.] (EE)
→ NASA’s new exoplanet-hunter has spotted its first alien world (New Scientist)
18 september 2018
Met de 50-centimeter DEFT-telescoop (Dharma Endowment Foundation Telescope) op Mount Lemmon in Arizona is een zogeheten superaarde ontdekt in een baan rond de zonachtige ster HD 26965, ook bekend als 40 Eridani A. De ster is net iets koeler en minder zwaar dan de zon, maar heeft ongeveer dezelfde leeftijd. Hij maakt deel uit van een drievoudig systeem, bevindt zich op 16 lichtjaar afstand en is zichtbaar met het blote oog.
De nieuw ontdekte planeet, HD 26965b, is ongeveer twee maal zo groot als de aarde en draait eens in de 42 dagen rond de ster, in een baan die net binnen de 'bewoonbare zone' ligt. Het is de eerste superaarde die ontdekt is met de DEFT-telescoop - een relatief klein instrument dat uitsluitend gebruikt wordt voor het speuren naar exoplaneten.
40 Eri A is bij sciencefictionliefhebbers en 'trekkies' bekend als de moederster van Vulcan, de fictieve thuisplaneet van Mr. Spock uit de Star Trek-serie. De ster blijkt nu dus echt vergezeld te worden door een planeet, en de naam Vulcan (naar de Romeinse god Vulcanus) is zeer toepasselijk, gezien de hoge temperatuur op de planeet.
De ontdekking van HD 26965b (of 40 Eri Ab) is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ "Star Trek" Planet Vulcan Found; Could Be Spock's Home World
17 september 2018
NASA heeft de eerste beelden gepresenteerd die gemaakt zijn door de Transiting Exoplanet Survey Satellite, beter bekend als TESS. Deze satelliet, die in een zeer langgerekte baan om de aarde draait, moet duizenden exoplaneten gaan opsporen – planeten buiten zonnestelsel. Als eerste is een strook van de zuidelijke sterrenhemel aan de beurt. De vier camera’s van TESS tasten de sterrenhemel strook voor strook af. Elke strook – het zijn er in totaal 26 – wordt gedurende 27 dagen met tussenpozen van twee minuten bekeken. Op die manier kunnen sterren worden ontdekt waarvan de helderheid regelmatig een beetje afneemt. Zulke ‘helderheidsdipjes’ zijn een aanwijzing dat er een of meer planeten om de ster cirkelen. De beelden die NASA nu heeft vrijgegeven zijn gemaakt op 7 augustus jl. Ze tonen het gebied tussen de sterrenbeelden Steenbok en Schilder. De meest opvallende objecten hier zijn de beide Magelhaense Wolken en de bolvormige sterrenhoop 47 Tucanae. De vele opnamen die TESS maakt worden eens in de bijna twee weken naar de aarde gezonden. Dat gebeurt op de momenten dat de satelliet het dichtst bij onze planeet is. (EE)
→ NASA’s TESS Shares First Science Image in Hunt to Find New Worlds
5 september 2018
Een team van Canadese, Amerikaanse en Duitse wetenschappers heeft een exoplaneet ontdekt die slechts twee keer zo groot is als de aarde. De planeet, die Wolf 503b wordt genoemd, draait om een 145 lichtjaar verre ster in het sterrenbeeld Maagd. De afstand tussen planeet en ster is ongeveer tien keer zo klein als die tussen Mercurius en onze zon. De nieuwe exoplaneet werd opgemerkt in gegevens van de Amerikaanse satelliet Kepler. Deze ruimtetelescoop spoort exoplaneten op door sterren te onderzoeken op de regelmatige optredende helderheidsveranderingen die ontstaan wanneer een of meer planeten met vaste tussenpozen voor hun ster langs schuiven. Wolf 503b behoort tot de grote categorie van planeten die qua grootte tussen de aarde en Neptunus (4x zo groot als de aarde) in zitten. In ons eigen zonnestelsel komen planeten van dit kaliber niet voor. De vraag is dan ook of deze objecten meer rotsachtig zijn, zoals de aarde, of gasvormig, zoals Neptunus. Recent onderzoek heeft laten zien dat planeten met afmetingen van 1,5 tot 2 maal de grootte van de aarde relatief schaars zijn. Mogelijk ligt deze grens juist op de overgang tussen beide soorten planeten. Onderzoek van Wolf 503b en vergelijkbare planeten kan daar mogelijk uitsluitsel over geven. (EE)
→ Twice the size of Earth
4 september 2018
Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili is een kleine protoplanetaire schijf waargenomen rond de pasgeboren protoster HH211, op 770 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus. De ster is pas 10.000 jaar oud; de schijf heeft een straal van niet meer dan 15 astronomische eenheden (1 AE is de afstand van de aarde tot de zon: 150 miljoen kilometer). Nooit eerder is zo'n kleine en zo'n jonge protoplanetaire schijf waargenomen.
Uit de ALMA-metingen blijkt dat de schijf nog vrij dik is. Dat wijst erop dat de stofdeeltjes in de schijf nog bezig zijn om zich te concentreren in het centrale vlak. Wel is al duidelijk een bipolaire jet ('straalstroom') gezien, wat erop wijst dat de centrale ster in hoog tempo materie uit zijn omgeving aantrekt en op die manier aan het groeien is. De huidige massa van de protoster is ongeveer 5 procent van de massa van de zon.
De ALMA-waarnemingen, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, suggereren dat protoplanetaire schijven al in een zeer vroeg stadium van de geboorte van een ster ontstaan en daarna geleidelijk aan groter worden. Een alternatief model, waarin de vorming van de schijf later plaatsvindt en de groei daarna sneller is, lijkt hiermee van de baan. (GS)
→ Youngest Accretion Disk Detected in Star Formation (persbericht ASIAA)
15 augustus 2018
De samenstelling van de aarde - en van ons zonnestelsel in het algemeen - wijkt niet af van die van andere planetenstelsels in het heelal. Dat blijkt uit een groot onderzoek aan de chemische samenstelling van gas en stof rond 18 andere sterren, tot op afstanden van ruim 450 lichtjaar.
Normaal gesproken is de samenstelling van zulk 'circumstellair materiaal' moeilijk te meten, maar wanneer een ster zoals de zon aan het eind van zijn leven komt, krimpt hij in tot een kleine, zwakke witte dwerg. Materiaal uit het omringende planetenstelsel (inclusief complete planetoïden en uiteengerukte planeten) wordt door de zwaartekracht van de witte dwerg naar binnen gezogen, waardoor de buitenste gaslagen van het sterretje 'vervuild' raken. Spectroscopisch onderzoek aan het sterlicht geeft dan informatie over de samenstelling van dat materiaal.
Metingen met de Keck-telescoop op Hawaii en met de Hubble Space Telescope hebben nu laten zien dat elementen zoals calcium, magnesium en silicium in andere planetenstelsels in grofweg dezelfde relatieve hoeveelheden voorkomen als in ons eigen zonnestelsel. Dat betekent dat de aarde in elk geval qua chemische samenstelling geen uitzondering is in het heelal. Anders gezegd: het lijkt heel waarschijnlijk dat veel andere planeten een vergelijkbare samenstelling hebben - en dus vergelijkbare eigenschappen - als de aarde.
De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op de Goldschmidt 2018 Conference in Boston, Massachusetts. (GS)
→ Persbericht Goldschmidt 2018 Conference
15 augustus 2018
De dampkring van de extreem hete exoplaneet KELT-9b bevat atomair ijzer. Dat schrijft een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Nederlandse astronoom Jens Hoeijmakers van de Universiteit van Genève deze week in Nature.
KELT-9b is een ultrahete gasvormige reuzenplaneet met een oppervlaktetemperatuur van ruim 4000 graden - heter dan sommige sterren. Die extreme temperatuur wordt veroorzaakt doordat de planeet op zeer kleine afstand in 36 uur rond een heldere, hete moederster draait. Daarbij beweegt hij (gezien vanaf de aarde) elke omloop voor zijn moederster langs. Planeetonderzoekers verwachten dat de dampkring van zo'n hete planeet geen wolken bevat. IJzer - het meest voorkomende 'transitie-metaal' in de natuur - zal er niet voorkomen als onderdeel van grotere moleculen, maar de verwachting was dat afzonderlijke ijzeratomen mogelijk wél detecteerbaar zouden zijn.
Waarnemingen met de HARPS-North spectrograaf op de Italiaanse Telescopio Nazionale Galileo (TNG) op het Canarische eiland La Palma hebben nu inderdaad tijdens planeetovergangen van KELT-9b de spectrale 'vingerafdruk' aan het licht gebracht van neutrale ijzeratomen (Fe), éénmaal geïoniseerd ijzer (Fe+) en éénmaal geïoniseerd titanium (Ti+), een ander transitiemetaal.
De relatieve sterkte van het Fe- en het Fe+-signaal bevestigen dat de dampkring van KELT-9b ook een temperatuur van rond de 4000 graden heeft. (GS)
→ Iron & Titanium in the Atmosphere of an Exoplanet
9 augustus 2018
Het ontbreken van water in de atmosferen van ultrahete, Jupiter-achtige exoplaneten is het gevolg van het grote temperatuurverschil tussen de dagzijde en de nachtzijde van deze planeten. Dat concludeert een internationaal team van astronomen uit waarnemingen met de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer. Ultra-hete jupiters zijn grote gasplaneten die op geringe afstand om hun ster cirkelen. Zulke planeten hebben een dagzijde die altijd naar de ster is gericht en waar de temperatuur oploopt tot 3000 °C, en een donkere nachtzijde waar het niet warmer wordt dan 1000 °C. Deze laatste is met de huidige instrumenten niet waarneembaar. Tot nu toe konden wetenschappers niet goed verklaren waarom alleen op de grens tussen dag- en nachtzijde van zo’n planeet waterdamp werd gedetecteerd. Uit het nieuwe onderzoek blijkt nu dat de temperaturen aan de dagzijde zo hoog zijn, dat watermoleculen worden afgebroken en daardoor niet detecteerbaar zijn. De waterstof- en zuurstofatomen die daarbij vrijkomen worden door krachtige winden naar de nachtzijde geblazen, waar ze zich weer tot watermoleculen verenigen. Hierdoor is er alleen op de grens tussen dag en nacht waterdamp aanwezig in de atmosfeer.
→ Ultrahot Planets Have Starlike Atmospheres
1 augustus 2018
Britse wetenschappers hebben ontdekt dat de kans dat er leven ontstaat op een rotsachtige planeet zoals de aarde samenhangt met het soort licht, en de sterkte ervan, dat zijn moederster uitzendt. Volgens de onderzoekers zou een zekere hoeveelheid uv-straling nodig zijn om het leven op de planeet op te starten. Daarnaast moet de planeet niet te heet of te koud zijn om water vloeibaar te laten zijn (Science Advances, 1 augustus). De nieuwe criteria voor de ‘levensvatbaarheid’ van planeten zijn het resultaat van een samenwerkingsverband tussen astronomen en moleculair biologen. Ze bouwen voort op eerder onderzoek van John Sutherland van het Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, die zich bezighoudt met de chemische oorsprong van het leven op aarde. In een in 2015 gepubliceerd artikel suggereren Sutherland en zijn team dat cyanide, een normaal gesproken dodelijke verbinding, een sleutelrol heeft gespeeld in de ‘oersoep’ waaruit het leven op aarde is voortgekomen. Bij dat onderzoek werd een mengsel van waterstofcyanide en andere elementen bestookt met uv-straling. Daarbij vormden zich allerlei prebiotische moleculen, waaronder de voorlopers van aminozuren. Het betreffende onderzoek is nu herhaald met verschillende hoeveelheden uv-straling en in het absolute donker. Daarbij werd vastgesteld dat lang niet alle soorten sterren voldoende uv-licht produceren om de vereiste chemische reacties in gang te zetten. Sterren van dezelfde temperatuur als de zon doen het prima, maar koele dwergsterren doorgaans niet, behalve wanneer ze regelmatig ‘zonnevlammen’ produceren. Onder de rotsachtige exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt lijkt Kepler 452b de meest geschikte kandidaat voor het ontstaan van leven. Jammer genoeg is deze te ver weg om met de huidige technologie op mogelijke tekenen van organisch leven te onderzoeken. Het wachten is op de ontdekking van nabijere rotsachtige exoplaneten die zich binnen de leefbare zone van hun ster bevinden én voldoende uv-straling ontvangen. (EE)
→ Scientists Identify Exoplanets Where Life Could Develop as It Did on Earth
31 juli 2018
Sterrenkundigen die onderzoek doen aan exoplaneten zullen over niet al te lange tijd de beschikking hebben over tal van zogeheten spectra van deze verre werelden, mede dankzij de toekomstige James Webb Space Telescope en de Extremely Large Telescope. Zo'n spectrum is een grafiek waarin voor elke golflengte ('kleur') van het opvallende sterlicht valt af te lezen in welke mate dat licht door de planeet wordt geabsorbeerd of gereflecteerd. De precieze vorm van een exoplaneetspectrum wordt onder andere bepaald door de samenstelling van het oppervlak en de dampkring van de planeet.
Om de toekomstige metingen goed te kunnen interpreteren, hebben astronomen van de Cornell-universiteit nu een 'referentie-catalogus' aangelegd van gedetailleerde spectra van uiteenlopende objecten in ons eigen zonnestelsel. Het gaat in totaal om 19 spectra, van rotsachtige planeten, gasplaneten, vulkanische manen, ijsmanen, en dwergplaneten. Bovendien bevat de catalogus gesimuleerde spectra van al deze objecten zoals die eruit zouden zien wanneer de zon een andere temperatuur en kleur zou hebben.
De catalogus is gepubliceerd in het vakblad Astrobiology en is voor iedereen vrij beschikbaar. De hoop is dat een nauwkeurige vergelijking met deze 'referentiespectra' het in de toekomst mogelijk zal maken om het spectrum van een verre exoplaneet beter te interpreteren. (GS)
→ Exoplanet detectives create catalog of ‘light-fingerprints’
30 juli 2018
Ook rotsachtige planeten waarop géén plaattektoniek voorkomt, kunnen gedurende miljarden jaren geschikt zijn voor leven. Dat beweren onderzoekers van de Pennsylvania State University in een artikel in het nieuwste nummer van Astrobiology.
De temperatuur - en daarmee de leefbaarheid - van een planeet wordt in hoge mate beïnvloed door koolzuur (kooldioxide, CO2). Dat gas komt onder andere vrij bij vulkanische processen. Het veroorzaakt op de lange termijn een broeikaseffect en een bijbehorende temperatuurstijging van de betreffende planeet. Koolzuurgas bindt zich echter ook weer aan aardse gesteenten, waardoor er een evenwichtssituatie kan ontstaan, met een klimaat dat ook op de lange termijn relatief stabiel is.
Tot nu toe werd algemeen aangenomen dat deze kooldioxidecyclus eigenlijk alleen in stand gehouden kan worden op planeten met plaattektoniek, zoals de aarde. De aardkorst bestaat uit verschillende losse platen die met elkaar in botsing kunnen komen of over elkaar heen kunnen schuiven. Op een planeet waar de korst uit één grote 'bolvormige' plaat bestaat, zou een kooldioxidecyclus niet op gang kunnen komen, was de gedachte.
Uit gedetailleerde computermodellen blijkt nu echter dat ook op planeten zonder plaattektoniek gedurende miljarden jaren omstandigheden kunnen voorkomen die het bestaan van vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk maken. Er komt weliswaar minder vulkanisme voor op zo'n planeet, maar kooldioxide kan toch via uitgassing van gesteenten in de atmosfeer terecht komen. (GS)
→ Plate tectonics not needed to sustain life
27 juli 2018
NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite – beter bekend als TESS – is begonnen met haar zoektocht naar planeten rond nabije sterren. Naar verwachting zal de satelliet in augustus de eerste pluk meetgegevens naar de aarde overseinen. Daarna gebeurt dat bijna twee wekelijks, steeds als haar langgerekte omloopbaan Tess weer in de buurt van de aarde brengt. TESS werd op 18 april jl. gelanceerd. De satelliet zal de komende twee jaar vrijwel de complete hemel waarnemen, om de meest nabije, helderste sterren op zogeheten planeetovergangen of transits te kunnen betrappen. Dat zijn periodiek optredende helderheidsdipjes die ontstaan wanneer er regelmatig een planeet voor een ster langs trekt. Op die manier zal TESS vermoedelijk enkele duizenden nieuwe exoplaneten kunnen opsporen. (EE)
→ NASA’s TESS Spacecraft Starts Science Operations
18 juli 2018
Astronomen zijn mogelijk voor het eerst getuige geweest van de verwoesting van een of meerdere jonge planeten rond een nabije ster. Waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra wijzen erop dat de moederster momenteel bezig is om planetair puin op te slokken. Dit blijkt uit een duidelijke afname van de röntgenhelderheid van de ster (Astronomical Journal, 18 juli). De gebeurtenis speelde zich af bij de jonge ster RW Aurigae A, die 450 lichtjaar van de aarde verwijderd is. Al sinds 1937 verbazen astronomen zich over het veranderlijke karakter van deze ster. Zo eens in de enkele tientallen jaren werd zij zwakker, om in de loop van een maand weer helderder te worden. Mettertijd volgden zulke episoden zich steeds vaker op en duurden haar ‘verduisteringen’ ook langer. Met behulp van Chandra hebben de wetenschappers nu de mogelijke oorzaak van de meest recente helderheidsafname van de ster ontdekt: een botsing tussen twee objecten, waarvan de ene groot genoeg was om een planeet te zijn. Als gevolg daarvan zou de ster tijdelijk gehuld zijn geweest in dikke sluiers van gas en stof. Vermoed wordt dat de eerdere helderheidswisselingen van de ster door soortgelijke gebeurtenissen zijn veroorzaakt. RW Aurigae A maakt deel uit van een stervormingsgebied dat duizenden jonge sterren telt. De ster is naar schatting enkele miljoenen jaren oud en wordt nog omringd door een schijf van gas en stof. Uit de kenmerken van het opgevangen röntgenlicht van de ster leiden de astronomen af dat er tijdens perioden dat de ster zwakker lijkt minstens tien keer zoveel ijzer in die schijf zit dan normaal. Omdat planeten flinke hoeveelheden ijzer kunnen bevatten, lijkt het de onderzoekers aannemelijk dat de bron van dat ijzer daar moet worden gezocht. (EE)
→ Chandra May Have First Evidence of a Young Star Devouring a Planet
17 juli 2018
Door verschillende detectietechnieken met elkaar te combineren, zijn astronomen erin geslaagd om binnen een paar maanden tijd het bestaan aan te tonen van een exoplaneet met een omloopperiode van vele jaren. De nieuwe resultaten worden beschreven in een artikel in Astronomy & Astrophysics.
Planeten worden vaak ontdekt met behulp van de zogeheten overgangsmethode, waarbij de planeet voor zijn moederster langs schuift en zo een piepklein beetje sterlicht onderschept. Normaal gesproken zijn er drie van zulke overgangen nodig voordat astronomen er zeker van kunnen zijn dat het echt om een bona fide planeet gaat. Voor planeten met omlooptijden van vele jaren is dat dus heel tijdrovend.
Een team van sterrenkundigen heeft nu met de ruimtetelescoop Kepler een plotselinge, enkelvoudige dip ontdekt in de helderheid van een ster (EPIC 248847494 geheten). Uit de metingen is niet meteen duidelijk of dat helderheidsdipje veroorzaakt wordt door een planeet of door een begeleidende ster.
Metingen door de Europese Gaia-ruimtetelescoop bieden echter informatie over de afstand en de middellijn van EPIC 248847494. Uit de duur van de overgang (53 uur) kon vervolgens de omlooptijd van de planeet worden berekend: ongeveer tien jaar. Daarna werd met de Euler-telescoop op de La Silla-sterrenwacht in Chili de radiale snelheid van de ster bestudeerd. Subtiele variaties in die radiale snelheid - opgemeten in de loop van slechts vier maanden - leveren de massa van de begeleider. Omdat die geringer is dan 13 Jupitermassa's moet het om een echte (gasvormige) planeet gaan, en niet om een ster. (GS)
→ Finding a planet with a 10 years orbit in a few months
17 juli 2018
Ook als twee exoplaneten (planeten bij andere sterren dan de zon) op totaal verschillende wijzen zijn ontstaan, kunnen ze als twee druppels water op elkaar lijken. Dat blijkt uit de ontdekking van exoplaneet 2MASS 0249 c, met de 3,6-meter Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) op Mauna Kea, Hawaii.
De planeet heeft dezelfde massa, dezelfde (infrarood-)helderheid en vrijwel hetzelfde spectrum als de beroemde exoplaneet Beta Pictoris b. Toch zijn de twee planeten op totaal verschillende manieren ontstaan.
Beta Pictoris b draait op relatief kleine afstand (ca. 1,35 miljard kilometer) rond een ster die tien maal zoveel energie uitstraalt als onze eigen zon. De planeet is zo goed als zeker vrijwel tegelijkertijd met de ster ontstaan door samenklontering van materiaal in een ronddraaiende schijf van gas en stof.
2MASS 0249 c daarentegen draait in een extreem wijde baan op een afstand van ca. 300 miljard kilometer rond een nauwe dubbelster die uit twee bruine dwergen bestaat: lichte, koele en lichtzwakke samenballingen van gas waarin geen spontane kernfusie van waterstof op gang komt. Deze planeet is vermoedelijk op dezelfde wijze ontstaan als de twee bruine dwergen: door het plotseling onder zijn eigen gewicht ineenstorten van een concentratie aan gas.
Overigens maken beide sterren deel uit van de Beta Pictoris Moving Group; dat wijst erop dat ze tegelijkertijd zijn ontstaan in hetzelfde stervormingsgebied. De nieuwe resultaten zijn beschreven in een artikel in The Astronomical Journal. (GS)
→ Astronomers Find a Famous Exoplanet's Doppelgänger
10 juli 2018
Ross 128b, een exoplaneet op slechts 11 lichtjaar afstand van de aarde, bestaat grotendeels uit gesteenten en heeft vermoedelijk een gematigd klimaat. Die conclusies trekken astronomen op basis van onderzoek aan het licht van de moederster, Ross 128. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Ross 128 is een zwakke rode dwergster. Infraroodspectroscopie van de ster, uitgevoerd door de Sloan Digital Sky Survey, heeft meer informatie opgeleverd over de chemische samenstelling van de ster. Indirect vertelt dat iets over de samenstelling van de schijf van gas en stof waaruit rondcirkelende planeten zijn ontstaan.
Op basis van de relatieve abundanties van ijzer en magnesium in de dwergster komt het onderzoeksteam tot de conclusie dat de metaalkern van Ross 128b in verhouding groter moet zijn dan die van de aarde. Ook konden boven- en ondergrenzen worden afgeleid voor de afmetingen van de planeet, waaruit blijkt dat die net als de aarde grotendeels uit gesteenten moet bestaan. Door die gegevens te combineren met de afstand tot de ster maken de astronomen aannemelijk dat er op de planeet een gematigd klimaat zal heersen. (GS)
→ Rocky Planet Neighbor Looks Familiar but Is Not Earth's Twin
2 juli 2018
Nieuwe waarnemingen van exoplaneet KELT-9b laten zien dat de planeet zijn dampkring verliest aan zijn moederster. KELT-9b is een Jupiterachtige reuzenplaneet in een zeer kleine omloopbaan rond een hete ster. De temperatuur aan de dagzijde van de gasreus is 4000 graden Celsius - hoger dan de oppervlaktetemperatuur van sommige koele dwergsterren. Het is de heetste exoplaneet die tot nu toe is ontdekt.
Met een gevoelige spectrograaf op de Calar Alto-sterrenwacht in Spanje is nu een uitgestrekte wolk van waterstofgas rond de planeet ontdekt. Kennelijk is de atmosfeer van de planeet aan het verdampen onder invloed van de enorme hitte. Naar schatting verliest KELT-9b 100.000 ton waterstof per seconde.
Alles wijst erop dat het wegstromende waterstofgas wordt opgeslokt door de zwaartekracht van de moederster. Uiteindelijk zal de planeet compleet droogkoken. De nieuwe waarnemingen zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Detecting the Boiling Atmosphere of the Hottest Known Exoplanet
2 juli 2018
Astronomen onder leiding van een groep van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland, hebben met het SPHERE-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT) een momentopname gemaakt van de planeetvorming rond de jonge dwergster PDS 70. Voor het eerst is een duidelijke detectie gedaan van een jonge planeet, PDS 70b geheten, die zich een weg baant door het planeetvormende materiaal rond de jonge ster.
Het SPHERE-instrument stelde het team eveneens in staat de helderheid van de planeet op verschillende golflengten te meten. Hieruit konden de astronomen eigenschappen van diens atmosfeer afleiden.
Op de nieuwe beelden steekt de planeet heel duidelijk af als een helder vlekje naast het zwart gemaakte centrum van de schijf, waar zich de ster bevindt (het donkere gebied in het midden van de foto is veroorzaakt door een coronagraaf, een masker dat het verblindende licht van de centrale ster tegenhoudt). De planeet bevindt zich op ongeveer drie miljard kilometer van de ster, wat ruwweg overeenkomt met de afstand tussen Uranus en de zon. Uit analyse blijkt dat PDS 70b een reusachtige gasplaneet is die enkele malen zoveel massa heeft als Jupiter. Het oppervlak van de planeet heeft een temperatuur van ongeveer 1000 °C, en is daarmee veel heter dan alle planeten van ons eigen zonnestelsel.
Een tweede team, waarbij veel van dezelfde astronomen betrokken zijn als bij de ontdekking van de planeet, heeft de afgelopen maanden de eerste vervolgwaarnemingen gedaan om PDS 70b gedetailleerder te onderzoeken. De astronomen zijn er daarbij in geslaagd om het spectrum van de planeet vast te leggen. De analyse van dit spectrum geeft aan dat zijn atmosfeer wolkenrijk is.
De planetaire metgezel van PDS 70 heeft een reusachtig ‘gat’ in het centrum van de schijf ‘uitgehouwen’. Zo’n schijf met een centraal gat wordt een overgangsschijf genoemd. Het bestaan van dergelijke schijven was al tientallen jaren bekend en het vermoeden bestond dat ze ontstaan door de interactie tussen planeet en schijf. Nu kunnen sterrenkundigen die planeet voor het eerst echt zien. Door de fysische eigenschappen van de planeet en diens atmosfeer te bepalen, kunnen astronomen theoretische modellen van het planeetvormingsproces toetsen.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in twee artikelen in Astronomy & Astrophysics.
→ Volledig ESO-persbericht
30 juni 2018
Het aantal zware reuzenplaneten in het heelal is mogelijk veel groter dan gedacht. Tot die conclusie komen twee astronomen op basis van gedetailleerde computersimulaties van het ontstaan van zulke kolossale gasreuzen bij andere sterren dan de zon. De nieuwe resultaten zijn deze week gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gasvormige reuzenplaneten zoals Jupiter en Saturnus (maar vaak aanzienlijk zwaarder) ontstaan uit afgeplatte, ronddraaiende schijven van gas en stof rond pasgeboren sterren. Ze kunnen alleen op relatief grote afstand van hun moederster ontstaan. De Jupiterachtige planeten die in zeer kleine omloopbanen rond hun ster zijn ontdekt (de zogeheten hete Jupiters) moeten daar terecht zijn gekomen via een migratieproces, waarbij de planeet een wisselwerking vertoont met de resterende protoplanetaire schijf.
Tot nu toe werd algemeen aangenomen dat zo'n wisselwerking altijd leidt tot een naar binnen gerichte migratie. In veel gevallen zou de nieuw gevormde reuzenplaneet dat proces niet overleven: hij kan door de ster worden opgeslokt. Om die reden zou het aantal zware Jupiterachtige planeten bij andere sterren relatief klein zijn.
De nieuwe computersimulaties laten echter zien dat er ook sprake kan zijn van een naar buiten gerichte migratie, als de protoplanetaire schijf veel materie bevat. De simulaties tonen bovendien aan dat naar binnen migrerende reuzenplaneten een grotere kans hebben om te overleven dan tot nu toe werd gedacht.
De conclusie is dan ook dat er veel meer extreem zware reuzenplaneten moeten bestaan (minstens tien maal zo zwaar als Jupiter), en dat ze zich op zeer grote afstand van hun moederster kunnen bevinden - tot meer dan 10 à 40 maal de afstand van Jupiter tot de zon. (GS)
→ Astronomers Discover New Way for Giant Planets to Evolve
28 juni 2018
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA gebruikt de aarde als ‘plaatsvervanger’ voor het toekomstige onderzoek van exoplaneten. Daarbij worden opnamen van de aarde als het ware tot één beeldpixel gereduceerd. Het beeldmateriaal dat NASA gebruikt is afkomstig van een camera aan boord van het Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Deze bevindt zich van ons uit gezien in een punt dat anderhalf miljoen kilometer dichter bij de zon ligt, en heeft voortdurend zicht op de zonkant van ons planeet. De beelden die de camera op tien verschillende golflengten maakt zijn primair bedoeld voor klimaatonderzoek, maar daar gaat het bij het nieuwe onderzoek niet om. De wetenschappers middelen elke opname uit tot één helderheidswaarde. Het resultaat is een egaal beeld dat vrijwel geen informatie meer bevat over het oppervlak van de planeet. Maar door zulke opnamen meerdere keren per dag en op allerlei verschillende golflengten te maken, kun je er toch iets van leren. Zo konden de onderzoekers het voorbijtrekken van wolken herkennen en de rotatiesnelheid van de planeet bepalen (Astrophysical Journal, 27 juni). Het is de bedoeling dat dezelfde tactiek straks ook wordt toegepast op opnamen van exoplaneten. Die zijn vanaf de aarde gezien hoe dan ook niet groter één beeldpixel, maar de kleurveranderingen die ze in de loop van de uren en dagen vertonen bevatten dus wel nuttig informatie. Zo ziet een pixel van een aarde-achtige planeet met veel water en plantengroei er hoe dan ook heel anders uit dan die van een rode woestijnplaneet of van een planeet die met ijs is bedekt. Probleem is wel dat het maken van rechtstreekse opnamen van exoplaneten vele malen moeilijker is. Hierdoor zullen de tussenpozen tussen de opnamen veel groter zijn en duurt het veel langer voor je tot resultaten komt. (EE)
→ NASA Uses Earth as Laboratory to Study Distant Worlds
28 juni 2018
Nieuw onderzoek door wetenschappers van het Georgia Institute of Technology wijst erop dat de 500 lichtjaar verre exoplaneet Kepler-196f in meer dan één opzicht op de aarde lijkt. Bekend was al dat Kepler-186f nog geen 10 procent groter is dan de aarde en zich binnen de leefbare zone van zijn moederster bevindt. Dat betekent dat zijn afstand tot de ster zodanig is dat er vloeibaar water op zijn oppervlak zou kunnen bestaan. Daar houdt de overeenkomst echter niet op. De onderzoekers van ‘Georgia Tech’ hebben met behulp van computersimulaties onderzocht hoe stabiel de stand van de rotatie-as van deze exoplaneet is. De stand van de rotatie-as, ook wel de ashelling of obliquiteit genoemd, is medebepalend voor de seizoenen en het klimaat. De wetenschappers komen tot de conclusie dat de ashelling van Kepler-186f heel stabiel is, net als die van de aarde. Dat maakt het waarschijnlijk dat de planeet regelmatige seizoenen kent en een stabiel klimaat. Hetzelfde zou trouwens ook gelden voor de wat grotere planeet Kepler-62f, die 1200 lichtjaar van ons verwijderd is. De stabiele ashelling van de aarde is voor een belangrijk deel te danken aan de maan. Of ook Kepler-186f en Kepler-62f een of meer manen hebben is echter onbekend. Hoe dan ook: de simulaties geven aan dat het voor deze beide planeten niet veel uitmaakt. Hun interacties met de andere planeten die om hun sterren draaien zijn vrij zwak, waardoor hun ashelling sowieso niet sterk zal variëren. Daarmee is overigens niet gezegd dat er water of leven is op de beide exoplaneten. Ook is het nog maar de vraag of planeten met onregelmatige seizoenen minder leefbaar zijn dan planeten die in dit opzicht stabieler zijn. (EE)
→ More Clues That Earth-Like Exoplanets Are Indeed Earth-Like
25 juni 2018
In een speciaal themanummer van het vaktijdschrift Astrobiology is een reeks van vijf artikelen gepubliceerd over de speurtocht naar buitenaards leven. Een groot aantal sterrenkundigen, planeetonderzoekers en astrobiologen zetten daarin de strategieën uiteen die nodig zijn om op planeten bij andere sterren (exoplaneten) op zoek te gaan naar sporen van biologische activiteit.
De belangrijkste boodschap van de artikelenreeks: één aanwijzing voor leven is nooit genoeg. Er wordt gepleit voor een multidisciplinaire benadering, door bijvoorbeeld niet alleen te kijken naar zogeheten 'biomarkers' in de dampkring van een exoplaneet, maar ook naar eigenschappen van het planeetoppervlak, de klimatologische omstandigheden en de eigenschappen van de moederster.
In de artikelenreeks komt ook aan bod wat astrobiologen kunnen leren van onderzoek aan onze eigen planeet, en welke instrumenten en technieken de komende jaren van belang zullen zijn voor een gecoördineerde aanpak van het vraagstuk. (GS)
→ Will We Know Extraterrestrial Life When We See It?
20 juni 2018
Amerikaanse astronomen hebben in recordtijd bijna 80 nieuwe kandidaat-exoplaneten opgespoord in gegevens van de NASA-satelliet Kepler. Een van de mogelijke planeten cirkelt om de vrij heldere en nabije ster HD 73344, die heel geschikt is voor vervolgonderzoek. Deze planeet draait in ongeveer 15 dagen om HD 73344 en uit de hoeveelheid licht die hij tegenhoudt wanneer hij voor zijn ster langs trekt, leiden de onderzoekers af dat hij ongeveer 2,5 keer zo groot is als de aarde. Gezien de kleine afstand tot zijn moederster moet hij erg heet zijn: ergens tussen de 1200 en 1300 graden Celsius. Bij hun analyse van de Kepler-gegevens hebben de astronomen gebruik gemaakt van een slim zoekalgoritme. Op die manier konden de nieuwe kandidaat-exoplaneten binnen enkele weken na de vrijgave van de ruwe data al aan de astronomische gemeenschap worden gepresenteerd. Om te kunnen vaststellen of de gedetecteerde helderheidswisselingen ook werkelijk door voor hun ster langstrekkende planeten zijn veroorzaakt, is vervolgonderzoek nodig. Maar in 30 van de 78 gevallen leek het op voorhand al vrij zeker dat er planeten in het spel zijn. Vier daarvan zijn inmiddels ook daadwerkelijk bevestigd. (EE)
→ Nearly 80 exoplanet candidates identified in record time
19 juni 2018
Astronomen van de Universiteit van Genève hebben aangetoond dat het mogelijk is om exoplaneten op te sporen en 'in beeld' te brengen door heel specifiek te kijken naar straling die (voornamelijk op infrarode golflengten) geproduceerd wordt door bepaalde moleculen. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.
Normaal gesproken wordt een planeet bij een andere ster overstraald door het licht van die ster. Door echter in elke pixel van het beeld uitsluitend te focussen op licht dat door een bepaald molecuul wordt uitgestraald, is het mogelijk om een planeet zichtbaar te maken, terwijl de moederster onzichtbaar blijft. Tenminste, als het betreffende molecuul wél in de planeetdampkring voorkomt, maar niet in de buitenste gaslagen van de ster.
De nieuwe techniek is uitgetest op de ster Bèta Pictoris. Die is zo heet dat er in de buitenlagen geen moleculen voorkomen, maar alleen losse atomen. Rond de ster draait echter een planeet, Bèta Pictoris b, die veel koeler is en wél bepaalde moleculen in zijn dampkring bevat.
Door de straling te selecteren van kooldioxide (CO2) en waterdamp (H2O) lukte het inderdaad om Bèta Pictoris b in beeld te brengen. Bij methaan (CH4) en ammoniak (NH3) lukte dat echter niet - kennelijk komen die gassen niet in voldoende mate voor in de planeetatmosfeer.
De sterrenkundigen verwachten dat de nieuwe techniek in de toekomst ook gebruikt kan worden om nog onbekende planeten bij andere sterren op te sporen en in beeld te brengen. (GS)
→ Hunting molecules to find new planets
13 juni 2018
Astronomen hebben, met behulp van de ALMA-telescoop in het noorden van Chili, drie zware planeten-in-wording ontdekt. De planeten verraden hun aanwezigheid doordat ze de schijf van gas en stof rond hun moederster verstoren. Het is voor het eerst dat er planeten zijn opgespoord met de ALMA-array, die millimeterstraling – een soort radiostraling – detecteert. Met ALMA is gekeken naar de karakteristieke straling van koolstofmonoxidemoleculen in de protoplanetaire schijf rond HD 16329. Dat is een slechts 4 miljoen jaar oude ster in het sterrenbeeld Boogschutter, op ongeveer 330 lichtjaar van de aarde. Normaal gesproken cirkelt het gas in zo’n schijf gelijkmatig om de ster. Maar de ALMA-waarnemingen laten zien dat de gasstroom op drie plaatsen wordt verstoord. Dat blijkt uit het feit dat het gas ter plaatse een afwijkende snelheid vertoont. Dankzij het dopplereffect veroorzaakt dat een subtiele verandering in de golflengte van de uitgezonden straling. De afwijkingen worden toegeschreven aan drie planeten op afstanden van 12 miljard, 21 miljard en 39 miljard kilometer van de ster. Deze verstoren de normale gasstroom ongeveer net zoals stenen de stroming van het water in een rivier verstoren. (EE)
→ ALMA ontdekt drietal jeugdige planeten rond pasgeboren ster
6 juni 2018
Een langlopend onderzoek met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra heeft meer inzicht gegeven in de leefbaarheid in de omgeving van het stersysteem Alfa Centauri – de drie naaste buren van onze zon. De meetresultaten wijzen erop dat eventuele planeten die om de twee grootste en helderste sterren van dit stersysteem draaien – ‘A’ en ‘B’ – niet worden geteisterd door enorme hoeveelheden dodelijke röntgenstraling. Uit de Chandra-gegevens blijkt dat Alfa Centauri A zelfs minder röntgenstraling produceert dan de zon. Alfa Centauri A produceert meer röntgenstraling, maar niet catastrofaal veel. De derde ster – ‘C’ of Proxima – vertoont daarentegen kolossale uitbarstingen van röntgenstraling. Dat maakt zijn omgeving waarschijnlijk ongeschikt voor leven. Ironisch genoeg is juist deze ster de enige van de drie waarbij een planeet is ontdekt. Bij de beide andere sterren is dat tot op heden niet gelukt.
De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd tijdens de 232ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Denver wordt gehouden. (EE)
→ Chandra Scouts Nearest Star System for Possible Hazards
6 juni 2018
Spaanse astronomen hebben twee nieuwe planetenstelsels ontdekt. Een daarvan omvat drie planeten ter grootte van de aarde. Het eerste planetenstelsel behoort tot de ster K2-239 – een rode dwergster in het sterrenbeeld Sextant op 160 lichtjaar van de aarde. Het is een compact stelsel met minstens drie rotsachtige planeten, die in grootte vergelijkbaar zijn met onze eigen planeet. Ze bevinden zich heel dicht bij hun ster en hebben zeer korte omlooptijden van 5, 8 en 10 dagen. Ook de rode dwergster K2-240 blijkt een planetenstelsel te hebben. Dat omvat (voor zover nu bekend) twee planeten die ruwweg twee keer zo groot zijn als de aarde – ‘superaardes’ worden planeten van deze omvang genoemd. De exoplaneten zijn ontdekt in gegevens van de Kepler-satelliet van NASA. Ze bewegen met regelmatige tussenpozen voor hun moederster langs, wat ertoe leidt dat de helderheid een beetje lijkt af te nemen. Kepler spoort zulke helderheidsvariaties op door frequente metingen te doen van de helderheden van een groot aantal sterren. Hoewel de beide moedersterren beduidend kleiner en koeler zijn dan onze zon, zijn de oppervlaktetemperaturen op alle ontdekte planeten naar verwachting enkele tientallen graden hoger dan die op planeet aarde. Dat komt doordat ze op kleine afstanden om hun ster cirkelen. (EE)
→ Researchers discover a system with three Earth-sized planets
18 mei 2018
NASA’s nieuwe ‘planetenjager’, de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), is gisteren (17 mei) met goed gevolg op een afstand van ongeveer 8000 kilometer langs de maan gescheerd. Deze flyby maakte deel uit van de manoeuvres die nodig zijn om de satelliet in zijn definitieve omloopbaan (een zeer langgerekte omloopbaan om de aarde) te brengen. Het laatste zetje wordt op 30 mei a.s. gegeven door de eigen stuwraket van TESS. TESS werd op 18 april jl. gelanceerd. De satelliet zal de komende twee jaar vrijwel de complete hemel waarnemen, om de meest nabije, helderste sterren op zogeheten planeetovergangen of transits te kunnen betrappen. Dat zijn periodiek optredende helderheidsdipjes die ontstaan wanneer er regelmatig een planeet voor een ster langs trekt. Op die manier zal TESS vermoedelijk enkele duizenden nieuwe exoplaneten kunnen opsporen. Vooruitlopend op het eigenlijke onderzoeksprogramma van TESS, dat naar verwachting medio juni van start gaat, is alvast een eerste testopname gemaakt. Op de foto, die het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus en omgeving toont, staan meer dan 200.000 sterren. De eerste officiële opname van de satelliet zal in juni worden gepresenteerd. (EE)
→ NASA’s New Planet Hunter Snaps Initial Test Image, Swings by Moon Toward Final Orbit
8 mei 2018
Nieuw onderzoek laat zien dat de ster Proxima Centauri op 18 maart 2016 een uitbarsting heeft geproduceerd die helder genoeg was om vanaf de aarde met het blote oog waarneembaar te zijn. Normaal gesproken is deze ster daar honderd keer te zwak voor. Met een afstand van 4,2 lichtjaar is Proxima Centauri de meest nabije buur van onze zon. Het is een rode dwergster die niet veel groter is dan de planeet Jupiter en zes keer zo weinig licht geeft als onze zon. In 2016 ontdekten astronomen dat er minstens één planeet om hem heen draait. Sterren zoals Proxima kunnen behoorlijk actief zijn. Ze produceren regelmatig flinke uitbarstingen van ultraviolette straling. Tijdens zo’n uitbarsting blaast de ster een bel heet plasma de ruimte in die zo groot kan zijn als de ster zelf en een temperatuur van 27 miljoen graden kan bereiken. De ‘supervlam’ van 2016 werd geregistreerd met de Evryscope – een verzameling van 27 kleine telescopen die tezamen op dezelfde montering zijn geplaatst. Dit instrument speurt elke nacht de Chileense hemel af naar tijdelijk oplichtende objecten. Het verschijnsel duurde meer dan een uur, maar was de eerste tien minuten op zijn helderst – tien keer zo helder zelfs dan alle voorgaande uitbarstingen. Geschat wordt dat de ster ongeveer vijf keer per jaar een uitbarsting van deze omvang produceert, maar die worden lang niet allemaal opgemerkt. Computersimulaties laten zien dat zoveel hevige uitbarstingen funest zijn voor de eventuele atmosfeer van de planeet die om Proxima cirkelt. Een ozonlaag zoals die van de aarde zou niet veel langer dan vijf jaar standhouden. Het is dus heel aannemelijk dat de planeet geen ozonlaag heeft en dat ultraviolette straling ongehinderd zijn oppervlak kan bereiken. Levende organismen zijn daar normaal gesproken niet tegen bestand. (EE)
→ A Naked-Eye Superflare Detected from Proxima Centauri
8 mei 2018
Breakthrough Listen – het initiatief van internet-investeerder Yuri Milner dat bedoeld is om signalen van intelligent leven uit de ruimte op te pikken – heeft vandaag een begin gemaakt met een nieuwe grote ‘luistercampagne’. Met behulp van de gemoderniseerde Parkes-radiotelescoop in Australië worden miljoenen sterren in het vlak van onze Melkweg bij de zoektocht betrokken. Eerder was al een bescheiden selectie van vooral nabije sterren afgewerkt. De uitgebreide survey is mogelijk gemaakt door de installatie van nieuwe apparatuur in Parkes, waarmee grote hoeveelheden gegevens kunnen worden opgeslagen. Tot nu toe kon steeds maar één punt aan de hemel worden waargenomen, nu is dat uitgebreid tot dertien. Voor elk van die dertien punten kunnen meer dan 100 miljoen radiokanalen tegelijk worden gescand. Daarmee is het een van de grootste SETI-campagnes ooit: alleen al dit jaar zijn er 1500 uren aan waarnemingstijd mee gemoeid. De nieuwe ‘multibundel’-ontvanger van Parkes is beter in staat om kunstmatige signalen van de aarde zelf uit te filteren. Dat is bittere noodzaak, omdat verreweg de meeste kunstmatige signalen die bij een project als dit worden opgepikt afkomstig zijn van satellieten, vliegtuigen, mobiele telefoons en dergelijke. De gegevens die bij de Breakthrough Listen-campagne worden verzameld, zullen overigens ook worden doorzocht op astronomisch interessante verschijnselen, zoals snelle radioflitsen. (EE)
→ Breakthrough Listen Begins Survey of the Plane of the Milky Way at Parkes
8 mei 2018
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft bij toeval een kleine begeleider gevonden rond de jonge dubbelster CS Cha. De sterrenkundigen onderzochten eigenlijk de stofschijf rond de dubbelster, maar stuitten toen op de begeleider. De astronomen vermoeden dat het gaat om een planeet in zijn peuterjaren die nog aan het groeien is. De onderzoekers gebruikten het SPHERE-instrument op de Europese Very Large Telescope in Chili. Hun bevindingen worden binnenkort gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics. De dubbelster CS Cha en zijn bijzondere begeleider bevinden zich op een kleine 600 lichtjaar afstand van ons vandaan in een stervormingsgebied in het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon. De dubbelster is slechts twee à drie miljoen jaar oud. De onderzoekers wilden de ster bestuderen om te zoeken naar stofschijven en planeten-in-wording. Tijdens hun onderzoek naar de dubbelster zagen de astronomen een kleine stip aan de rand van hun afbeeldingen. De onderzoekers doken de telescoop-archieven in en ontdekten de stip, maar dan veel onduidelijker, ook op foto’s van de Hubble-ruimtetelescoop van negentien jaar geleden en op foto’s van de Very Large Telescope van elf jaar geleden. Dankzij de archieffoto’s konden de astronomen aantonen dat de begeleider meebeweegt met de dubbelster en dat ze bij elkaar horen. Hoe de begeleider er precies uitziet en hoe hij is ontstaan, is onduidelijk. De onderzoekers hebben diverse modellen op de waarnemingen losgelaten, maar die geven geen honderd procent zekerheid. De begeleider is mogelijk een kleine bruine dwergster, maar een grote super-Jupiter kan ook.
→ Volledig persbericht
7 mei 2018
Astronomen hebben ontdekt dat de atmosfeer van exoplaneet WASP-96b vrij van wolken is (Nature, 7 mei). WASP-96b is een zogeheten hete Saturnus – een gasplaneet met ongeveer evenveel massa als Saturnus, die op geringe afstand om zijn moederster wentelt. De planeet is 980 lichtjaar van ons verwijderd. De astronomen hebben de atmosfeer van WASP-96b waargenomen met de Europese Very Large Telescope. Dat deden ze op momenten dat de planeet voor zijn moederster langs trok. Dan kan worden gemeten hoeveel sterlicht er wordt tegengehouden door de planeet en de samenstelling van diens atmosfeer worden bepaald. Daarbij is gebleken dat het absorptiespectrum van WASP-96b het complete spectrum van natrium vertoont. Dat kan alleen het geval zijn als zijn atmosfeer vrijwel transparant is. Van de twintig exoplaneten die tot nu toe op deze manier zijn waargenomen, is WASP-96b de enige die geheel wolkenloos lijkt te zijn. (EE)
→ Astronomers find exoplanet atmosphere free of clouds
3 mei 2018
Astronomen van de Columbia-universiteit (VS) hebben schattingen gemaakt van de inwendige structuur van de zeven planeten van de ster TRAPPIST-1. Op basis van modelberekeningen hebben ze bepaald hoe groot de ijzerkern van elke planeet minimaal moet zijn en maximaal mag zijn om diens massa en grootte te kunnen verklaren. Daarbij zijn ze tot de conclusie gekomen dat voor zes van de zeven planeten de minimale grootte van de kern zo ongeveer nul is. Het is dus denkbaar dat deze planeten geheel uit gesteenten (en andere lichte materialen) bestaan. De enige uitzondering is TRAPPIST-1e. Daarvoor laten de berekeningen zien dat de planeet voor minstens 50 procent en misschien zelfs 78 procent uit ijzerkern bestaat. Ter vergelijking: bij onze eigen planeet is dat 55 procent. Al met al lijkt TRAPPIST-1e verreweg het meest op de aarde. Hij is iets kleiner dan onze planeet, bevindt zich binnen de ‘leefbare zone’ rond zijn ster en blijkt dus ook een grote ijzerkern te hebben. Dat laatste kan betekenen dat hij ook over een magnetisch veld beschikt dat hem tegen schadelijke stralingsuitbarstingen van zijn moederster kan beschermen. (EE)
→ One of the TRAPPIST-1 Planets Has an Iron Core (Universetoday.com)
2 mei 2018
Astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de aanwezigheid van helium aan te tonen in de atmosfeer van een planeet buiten ons zonnestelsel. Het edelgas – het op een na meest voorkomende element in het heelal – is ontdekt in de atmosfeer van de 200 lichtjaar verre exoplaneet WASP-107b. De detectie is gedaan met de Hubble-ruimtetelescoop (Nature, 3 mei). WASP-107b is een bijzondere planeet. Hij is ongeveer zo groot als Jupiter, maar heeft acht keer zo weinig massa. Dat betekent dat zijn gemiddelde dichtheid zeer gering is, wat aangeeft dat hij voor een belangrijk deel uit gassen bestaat. Vanaf de aarde gezien schuift WASP-107b om de zes dagen voor zijn moederster langs. Op die momenten filtert de atmosfeer van de planeet het sterlicht op bepaalde golflengten, en daaruit kan worden afgeleid welke gassen er in de atmosfeer aanwezig zijn. In dit geval is het met name helium dat, op infrarode golflengten, een duidelijke ‘vingerafdruk’ in het licht van de ster achterlaat. Dit heliumsignaal is dermate sterk dat astronomen denken dat de atmosfeer van WASP-107b enorm opgezwollen is. Vermoedelijk is de planeet gehuld in een ijle gaswolk met afmetingen van tienduizenden kilometers. (EE)
→ Helium detected in exoplanet atmosphere for the first time
25 april 2018
Met behulp van zeer krachtige laserbundels hebben wetenschappers de omstandigheden nagebootst in een planeet drie keer zo groot is als de aarde – een ‘superaarde’ dus. Door te onderzoeken hoe legeringen van ijzer en silicium zich onder grote druk gedragen, hopen zij meer inzicht te krijgen in de aard van superaardes (Science Advances, 25 april). Tot nu toe was alle kennis over het inwendige van superaardes volledig gebaseerd op theoretische berekeningen of extrapolaties van gegevens die bij veel lagere druk zijn verkregen. Daarbij moet worden opgemerkt dat zelfs de druk in de kern van onze planeet niet rechtstreeks kan worden gemeten. Maar geschat wordt dat deze maximaal 360 gigapascal bedraagt. Theoretisch zou de druk in een superaarde nog eens tien keer zo hoog kunnen zijn. Dat is bij de nieuwe experimenten niet gehaald, maar de bereikte druk (1314 gigapascal) is altijd nog drie keer zo groot als bij eerdere experimenten. En dat is hoog genoeg om de modellen van superaardes te verbeteren. Met hun laseropstelling is het de wetenschappers gelukt om twee monsters van een ijzer-siliciumlegering gedurende een paar miljardste van een seconde onder extreem hoge druk te zetten. Daarbij is vastgesteld dat de kristalstructuur van deze legeringen daarbij zodanig verandert dat het siliciumgehalte toeneemt. De structuur en samenstelling van de kern van een superaarde zijn bepalend voor de fysische en chemische eigenschappen van de planeet, zoals de grootte van diens kern. Berekeningen laten zien dat de kern van zo’n planeet groter is naarmate deze meer silicium bevat. Tegelijkertijd neemt wel de druk in het centrum af. Met toekomstige experimenten hopen de wetenschapper te kunnen vaststellen welke invloed andere lichte elementen, zoals koolstof en zwavel, op de structuur en dichtheid van de kern van een superaarde heeft. (EE)
→ Ultrahigh-pressure laser experiments shed light on super-Earth cores
19 april 2018
Afgelopen nacht, om 00.51 uur Nederlandse tijd, is de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) gelanceerd. Deze NASA-satelliet zal gaan speuren naar planeten die om (relatief) nabije sterren cirkelen. Naar verwachting gaat dat enkele duizenden nieuwe exoplaneten opleveren. De komende weken zal TESS in een langgerekte baan om de aarde worden gemanoeuvreerd waarvan het verste punt dicht bij de omloopbaan van de maan ligt. Daarna duurt het nog twee maanden voordat de satelliet met haar onderzoeksmissie kan beginnen. Deze periode is nodig om al haar instrumenten en systemen te testen. TESS zal de complete hemel gaan afspeuren met vier camera’s. Dat gebeurt strook voor strook, te beginnen met de zuidelijke hemel. Net als haar voorganger Kepler meet ze de helderheden van een groot aantal sterren – niet continu (zoals Kepler), maar met tussenpozen van twee minuten. Kleine, regelmatig optredende helderheidsdipjes in een ster vormen een aanwijzing dat er een of meer planeten om de ster cirkelen. (EE)
→ NASA Planet Hunter on Its Way to Orbit
16 april 2018
Astronomen van de Universiteit van Californië in Santa Barbara en van het California Institute of Technology hebben een nieuwe gevoelige camera ontwikkeld waarmee zwakke exoplaneten – planeten bij andere sterren dan de zon – vastgelegd kunnen worden. Dat is moelijk omdat zulke planeten zich aan de hemel altijd dicht bij hun moederster bevinden, en ze meestal volledig door het felle licht van die ster worden overstraald.
Met de DARKNESS-camera (DARK-speckle Near-infrared Energy-resolved Superconducting Spectrophotometer) wordt dit probleem zo goed mogelijk omzeild. De camera maakt duizenden foto's per seconde en legt van elk binnenkomend foton de golflengte en de aankomsttijd vast. Zo kan een onderscheid gemaakt worden tussen licht dat afkomstig is van de ster en de planeet en licht dat in de aardse dampkring is verstrooid.
De camera moet geïnstalleerd worden op de historische 5-meter Hale-telescoop op Palomar Mountain. Die moet dan wel uitgerust worden met zogeheten adaptieve optiek om de effecten van atmosferische trillingen te compenseren. De verwachting is dat er exoplaneten mee gefotografeerd kunnen worden die tot honderd miljoen maal zo zwak zijn als hun moederster. (GS)
→ UCSB physicists team up with Caltech astronomers to commission the most advanced camera in the world
12 april 2018
De ASTERIA-satelliet, die in november vorig jaar in een lage baan om de aarde is gebracht, werkt goed. De kleine satelliet – niet veel groter dan een pak cornflakes – kan worden gebruikt om planeten buiten ons zonnestelsel op te sporen. Net als zijn grote broer Kepler meet ASTERIA de helderheden van sterren. Wanneer zo’n ster korte regelmatige helderheidsdips vertoont, kan dat erop wijzen dat er een of meer planeten omheen cirkelen. Kepler heeft op die manier meer dan 2300 exoplaneten opgespoord. In de toekomst kunnen kleine satellieten als ASTERIA een goedkoop middel zijn om naar planeten bij heldere, zonachtige sterren te zoeken. Ze zouden bijvoorbeeld langdurig op een en dezelfde ster kunnen worden gericht om traag bewegende planeten met wijde omloopbanen te ontdekken. Gebleken is dat ASTERIA inderdaad nauwkeurig genoeg op een heldere ster kan worden gericht om deze gedurende langere tijd in de gaten te houden. De nanosatelliet, die vanuit het internationale ruimtestation ISS werd ‘gelanceerd’, werkt nog steeds en zijn pioniersmissie gaat nog zeker een maand door. Een andere satelliet van dit type, de Franse PicSAT, is het minder goed vergaan. PiCSAT werd op 12 januari in een baan om de aarde gebracht om naar één specifieke ster te kijken: Bèta Pictoris. Helaas werd het contact met deze nanosatelliet op 20 maart verbroken. (EE)
→ Astrophysics CubeSat Demonstrates Big Potential in a Small Package
12 april 2018
Planeten die om een compacte dubbelster cirkelen lopen een grote kans om de ruimte in te worden geslingerd. Dat blijkt uit onderzoek door wetenschappers van de universiteit van Washington (VS). De bevindingen kunnen verklaren waarom astronomen tot nu toe zo weinig ‘circumbinaire’ planeten hebben ontdekt. Dit ondanks het feit dat er duizenden compacte dubbelsterren zijn waargenomen. Klaarblijkelijk is zo’n dubbelster geen veilige haven voor een planeet. Het onderzoek van de wetenschappers heeft specifiek betrekking op zogeheten bedekkingsveranderlijke sterren. Dat zijn compacte dubbelsterren waarvan het baanvlak min of meer samenvalt met de gezichtslijn naar de aarde. Hierdoor zien we de sterren van zo’n dubbelster beurtelings voor elkaar langs schuiven. De resultaten van het onderzoek laten zien dat als de omlooptijd van de beide sterren korter is dan een dag of tien, hun rotatiesnelheden geleidelijk afnemen. Tegelijkertijd worden hun omloopbanen wijder, waardoor de omloopbanen van planeten die op kleine afstanden om de dubbelster cirkelen instabiel worden. Door hun model op een aantal bekende kortperiodieke dubbelsterren toe te passen, zijn de wetenschappers tot de conclusie gekomen dat minstens 87 procent van zulke krappe stersystemen op enig moment één of meer planeten kwijtraken. (EE)
→ Circumbinary castaways: Short-period binary systems can eject orbiting worlds
11 april 2018
Bij twee nieuwe surveys, uitgevoerd met het SPHERE-instrument van de Europese Very Large Telescope in Chili, zijn gedetailleerde opnamen gemaakt van de schijven van gas en stof rond nabije jonge sterren. Zulke schijven zijn de ‘kraamkamers’ van planeten.
De gefotografeerde schijven vertonen een bizarre verscheidenheid aan vormen, afmetingen en structuren. Sommige bevatten heldere of donkere ringen, andere lijken zelfs op hamburgers. De foto’s geven een indruk van hoe ons eigen zonnestelsel er tijdens zijn vroege ontwikkelingsstadia, meer dan vier miljard jaar geleden, kan hebben uitgezien. SPHERE heeft primair als taak om, met behulp van directe beeldvorming, reusachtige exoplaneten bij nabije sterren op te sporen en te onderzoeken. Maar het instrument is ook heel geschikt om opnamen te maken van de schijven rond jonge sterren. Om die goed in beeld te brengen wordt het heldere schijnsel van de centrale ster onderdrukt. Veel van de sterren die bij de nieuwe surveys zijn onderzocht zijn zogeheten T Tauri-sterren. Dat is een klasse van sterren die minder dan 10 miljoen jaar oud zijn en in helderheid variëren. Een van de opmerkelijke ontdekkingen is die van een stofschijf rond een ster die GSC 07396-00759 heet. Deze rode ster maakt deel uit van een meervoudig stersysteem, waartoe ook een T Tauri-ster behoort die eveneens door een schijf van gas en stof is omgeven. Om onduidelijke redenen lijkt de schijf van GSC 07396-00759 verder ontwikkeld te zijn dan die van zijn even oude buurster. (EE)
→ SPHERE toont fascinerende verzameling schijven rond jonge sterren
10 april 2018
Dat er op de aardeachtige planeet Proxima b leven voorkomt is vrijwel uitgesloten, aldus onderzoekers van de University of North Carolina. Op de preprintserver arXiv.org publiceerden zij metingen met de Evryscope - een soort fisheye-telescoop die vrijwel de gehele sterrenhemel in het oog houdt - waaruit blijkt dat er regelmatig extreem krachtige uitbarstingen op de rode dwergster Proxima Centauri voorkomen.
Proxima Centauri is de ster die het dichtst bij de aarde staat, op slechts 4,2 lichtjaar afstand. Doordat het een zwakke rode dwergster is, is hij toch niet met het blote oog zichtbaar. Bij de ster is een relatief kleine, aardeachtige planeet ontdekt. Uit eerdere waarnemingen van het ALMA-observatorium bleek al dat de dwergster soms krachtige explosies vertoont. Zulke uitbarstingen kunnen op termijn de dampkring van een planeet weblazen, en het planeetoppervlak steriliseren.
Op 18 maart 2016 registreerde de Evryscope een uitbarsting van de ster die ongeveer een uur duurde en die zo helder was dat Proxima gedurende korte tijd met het blote oog zichtbaar geweest moet zijn. In de afgelopen twee jaar zijn 23 andere uitbarstingen geregistreerd die iets minder krachtig waren. Uit simultane metingen met andere instrumenten blijkt dat de hoeveelheid ultraviolette straling die tijdens de uitbarsting van 18 maart 2016 vrijkwam honderd maal hoger is dan de dodelijke hoeveelheid voor de meest UV-bestendige micro-organismen op aarde. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
4 april 2018
Nieuw onderzoek laat zien dat ‘reuzenplaneten’ – planeten die minstens tien keer zo groot zijn als de aarde – van grote invloed zijn op de leefbaarheid van de kleinere planeten die om dezelfde ster cirkelen. Die invloed kan zowel positief als negatief uitwerken (The Astrophysical Journal, 4 april). Door 147 verre planetenstelsels met reuzenplaneten te analyseren, is een onderzoeksteam van de New York University Abu Dhabi en NASA’s Jet Propulsion Laboratory tot de conclusie gekomen dat de aanwezigheid van grote buurplaneten in veel gevallen niet bevorderlijk is voor de leefbaarheid van kleine buurplaneten, zelfs wanneer deze laatste stabiele omloopbanen doorlopen. ‘Stabiel’ betekent dat de betreffende planeet niet uit zijn stelsel wordt geslingerd of naar de ijzige buitengebieden daarvan wordt verbannen. Kort geformuleerd zorgen grote planeten ervoor dat de leefbare zone rond een ster smaller is dan je op het eerste gezicht zou denken. De leefbare zone is de gordel rond de ster waarbinnen de temperatuur op een aarde-achtige planeet gematigd genoeg is voor de aanwezigheid van vloeibaar water op het planeetoppervlak. Verrassend genoeg zijn er ook situaties waar de aanwezigheid van een reuzenplaneet de omvang van de leefbare zone juist kan vergroten. Maar door de bank genomen geldt dat hoe verder zo’n planeet van de leefbare zone is verwijderd, des te gunstiger dat is voor eventueel aanwezige aarde-achtige planeten. (EE)
→ Giant Clue in the Search for Earth 2.0
27 maart 2018
Niemand weet nog hoe hij er uitziet, maar exoplaneet K2-229b lijkt qua eigenschappen wel veel op de kleine, hete planeet Mercurius in ons eigen zonnestelsel. De planeet werd ontdekt door ruimtetelescoop Kepler, en in detail bestudeerd door astronomen van de Universiteit van Warwick. Hij draait in een kleine baan rond een oranje dwergster, met een omlooptijd van ca. 14 uur, en op een afstand van slechts zo'n 1,5 miljoen kilometer. Als gevolg van die kleine afstand bedraagt de temperatuur aan de dagzijde van de planeet ca. 2000 graden.
Uit metingen aan de middellijn (20 procent groter dan de aarde) en de massa van de planeet (2,6 maal de massa van de aarde) blijkt dat de planeet een hoge dichtheid heeft, vergelijkbaar met die van Mercurius, de binnenste planeet in ons eigen zonnestelsel. K2-229b moet dus voor een groot deel uit zware elementen (ijzer en nikkel) bestaan.
Hoe de planeet zijn uitzonderlijk hoge dichtheid heeft verkregen, is nog onduidelijk (ook van Mercurius is dat niet met zekerheid bekend). Mogelijk was K2-229b oorspronkelijk veel groter, waardoor de dichtheid in het centrum vanzelf ook hoger was. De planeet zou vervolgens zijn dikke mantel verloren kunnen hebben - door verdamping onder invloed van de nabije moederster (als er sprake was van een gasmantel), of door een zware kosmische botsing (als de mantel voornamelijk uit gesteenten bestond). De ontdekking is gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Newly-discovered planet is hot, metallic and dense as Mercury
26 maart 2018
De chemie en de straling van de dagkant van hete, supergrote exoplaneten kan beter beschreven worden met de natuurkunde van sterren dan met die van planeten. Dat blijkt uit onderzoek aan de exoplaneet WASP-18b onder leiding van de Amsterdamse sterrenkundigen. Dankzij de vinding kunnen de oude gegevens van tientallen exoplaneten opnieuw tegen het licht gehouden worden voor nieuwe informatie. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters.
De sterrenkundigen onderzochten het licht van WASP-18b. Dat is een van de heetste supergrote exoplaneten die we kennen. De planeet bevindt zich op ruim 400 lichtjaar van de aarde, is tien keer zo zwaar als Jupiter en staat heel dicht bij zijn ster. Hij draait elke 23 uur een rondje rond zijn ster en omdat de planeet zo dichtbij zijn ster staat, keert hij de ster altijd hetzelfde halfrond toe. Sterrenkundigen spreken daarom van een 'dagkant' en een 'nachtkant' van de planeet.
De onderzoekers vingen met behulp van de Hubble Space Telescope het licht op tijdens vijf overgangen, waarbij de planeet - gezien vanaf de aarde - voor zijn ster langs beweegt. Aan de hand van het zogeheten emissiespectrum konden ze de temperatuur en de samenstelling van de planeetatmosfeer bepalen. Aan de dagkant van de planeet blijkt het zo'n 2600 graden Celsius en de atmosfeer van de planeet lijkt meer op die van een ster dan van een planeet.
De waargenomen resultaten kwamen in de verste verte niet overeen met de bestaande modellen voor exoplaneten. Pas toen de onderzoekers de bestaande modellen hadden uitgebreid met theorieën die voor sterren gebruikt worden, leverde het een betere match op. Eerste auteur Jacob Arcangeli (Universiteit van Amsterdam) licht toe: "Wij zijn de eersten die bij exoplaneten rekening houden met het verschijnsel dat watermoleculen uit elkaar kunnen vallen onder extreme omstandigheden. Ook nemen wij in onze modellen mee dat waterstof zich kan omvormen tot hydriden. Daardoor krijgt waterstof metallische eigenschappen die ervoor zorgen dat de atmosfeer minder licht doorlaat."
Dankzij de bevindingen van de sterrenkundigen kunnen oude waarnemingen aan hete, supergrote exoplaneten nu opnieuw worden doorgerekend. Dat levert zeer waarschijnlijk nieuwe kennis op over het ontstaan van deze planeten. Groepsleider Jean-Michel Désert (Universiteit van Amsterdam): "Een grondige kennis van planeetatmosferen is belangrijk omdat die kennis ons aanwijzingen geeft hoe planeten gevormd worden en of ze zich tijdens de vorming verplaatsen."
→ Origineel persbericht
20 maart 2018
Midden 2028 lanceert de Europese ruimtevaartorganisatie ESA een nieuwe ruimtetelescoop voor onderzoek aan planeten bij andere sterren dan de zon. Ariel (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey mission) is gekozen als vierde (en laatste) middenklasse-missie in ESA's Cosmic Vision-ruimteonderzoeksprogramma.
Ariel gaat vanuit een punt op 1,5 miljoen kilometer afstand van de aarde metingen doen aan planeetovergangen. Bij zo'n overgang beweegt een exoplaneet voor zijn moederster langs, en wordt een klein deel van het sterlicht enigszins 'gefilterd' door de atmosfeer van de planeet. Zo kan informatie verkregen worden over de samenstelling van de dampkring. Ariel richt zich vooral op relatief grote planeten: superaardes en reuzenplaneten.
De Ariel-ruimtetelescoop krijgt een spiegelmiddellijn in de orde van een meter en gaat waarnemingen doen in zichtbaar licht en op infrarode golflengten. Hij wordt gelanceerd met de toekomstige Europese Ariane 6-draagraket. De eerste drie middenklasse-missies van Cosmic Vision zijn Solar Orbiter (onderzoek aan de zon), Euclid (kosmologie) en Plato (ontdekking van nieuwe exoplaneten). (GS)
→ Europe's Next Science Mission to Focus on Nature of Exoplanets
20 maart 2018
Nieuw onderzoek wijst erop dat de planeten die rond de nabije ster TRAPPIST-1 cirkelen op grotere afstand van hun moederster zijn ontstaan. Ook lijken ze meer water te bevatten dan goed voor ze is (Nature Astronomy, 19 maart). TRAPPIST-1 is een zeer koele rode dwergster op 40 lichtjaar van de aarde die nauwelijks groter, maar veel veel ‘zwaarder’ is dan de planeet Jupiter. Om dit sterretje draaien zeven planeten met een dichtheid die geringer is dan die van gesteente. Zo’n geringe dichtheid kan een teken zijn dat de planeten voor een belangrijk deel uit atmosferische gassen bestaan. In dit geval is dat echter niet waarschijnlijk: de zeven planeten hebben te weinig massa om grote hoeveelheden gas aan zich te binden. Daarom denken wetenschappers dat ze voor een groot deel – in sommige gevallen meer dan 50 procent – uit water bestaan. Uit het nieuwe onderzoek blijkt echter dat de planeten zich ruim binnen de ‘ijsgrens’ van hun ster bevinden. Die grens geeft de afstand tot de ster aan waarbuiten water in ijsvorm voorkomt en door een planeet-in-wording kan worden opgenomen. Binnen de ijsgrens komt water alleen in dampvorm voor en wordt deze niet opgenomen. Een en ander betekent dat de planeten van TRAPPIST-1 veel verder van hun moederster moeten zijn ontstaan – voorbij de ijsgrens dus – en later naar hun huidige banen zijn gemigreerd. Geschat wordt dat hun omloopbanen minstens twee keer zo wijd waren als nu. Hoewel water cruciaal wordt geacht voor het ontstaan van leven, hebben de planeten van TRAPPIST-1 mogelijk te veel water om leven in stand te houden. Aangenomen wordt dat een planeet die grotendeels onder water staat de belangrijke geochemische cycli ontbeert die nodig zijn voor leven zoals wij dat kennen. En als er al leven voorkomt, dan laat dit zo weinig sporen achter in de atmosfeer, dat het vanaf de aarde moeilijk te detecteren zal zijn. (EE)
→ TRAPPIST-1 planets provide clues to the nature of habitable worlds
15 maart 2018
NASA-ruimtetelescoop Kepler heeft bijna geen brandstof meer. Dat betekent dat het einde van zijn succesvolle ‘jacht’ op exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – in zicht is. Kepler werd op 7 maart 2009 gelanceerd en in een zodanige baan om de zon gebracht dat zijn afstand tot de aarde geleidelijk toeneemt. Inmiddels is hij 137 miljoen kilometer van ons verwijderd. De ruimtetelescoop spoort exoplaneten op door sterren te onderzoeken op kleine helderheidsvariaties. Als de helderheid van een ster min of meer regelmatig varieert, kan dat erop wijzen dat er één of meer planeten omheen cirkelen, die vanuit Kepler gezien vóór hun ster langs schuiven. Tot het voorjaar 2013 werd een vaste selectie van 150.000 sterren in de gaten gehouden. Deze werkwijze moest echter worden losgelaten, toen twee van Keplers gyroscopen – nodig om de ruimtetelescoop steeds in dezelfde richting te laten kijken – het hadden begeven. Ruim een jaar later besloot NASA om dat probleem te omzeilen door de stand van de ruimtetelescoop te stabiliseren met behulp van de druk die het zonlicht op hem uitoefent. Sindsdien verschuift de blik van Kepler om de drie maanden naar een ander stukje hemel. Deze nieuwe zoektactiek werkt nog steeds, maar zo langzamerhand raakt Keplers brandstof op. Het Kepler-team is van plan om de ruimtetelescoop nog zoveel mogelijk metingen te laten doen en naar de aarde over te seinen vóórdat de tank echt leeg is. Wanneer dat precies het geval zal zijn is onduidelijk, maar waarschijnlijk is het binnen enkele maanden zo ver. Ondertussen is NASA overigens druk bezig om de lancering van een opvolger van Kepler voor te bereiden. Deze satelliet, de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), wordt op 16 april a.s. gelanceerd. TESS zal bijna de complete hemel afspeuren naar planeten die om heldere, relatief nabije sterren cirkelen. (EE)
→ NASA’s Kepler Spacecraft Nearing the End as Fuel Runs Low
12 maart 2018
Opnieuw zijn vijftien exoplaneten ontdekt rond koele, rode dwergsterren. De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler detecteerde periodieke dipjes in de helderheid van deze sterren, mogelijk veroorzaakt doordat er planeten omheen draaien die eens per omloop voor de ster langs bewegen. Vervolgwaarnemingen met de Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, en de Nordic Optical Telescope op La Palma hebben nu inderdaad bevestigd dat het om bonafide planeten gaat. In vrijwel alle gevallen gaat het om zogeheten super-aardes: planeten die een slag groter zijn dan onze aarde.
Bij de ster K2-155 zijn zelfs drie van die super-aardes gevonden. De buitenste, K2-155d, bevindt zich mogelijk in de bewoonbare zone van zijn moederster: op het oppervlak van deze planeet zou stromend water kunnen voorkomen. De nieuwe ontdekkingen, gedaan door een internationaal team onder leiding van Japanse astronomen, zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ 15 new planets confirmed around cool dwarf stars
8 maart 2018
Wetenschappers van Johns Hopkins University hebben met behulp van laboratoriumexperimenten de vorming van aerosolen in de atmosferen van exoplaneten nagebootst. De resultaten kunnen worden gebruikt om de waarnemingen van de toekomstige James Webb-ruimtetelescoop te leren begrijpen (Nature Astronomy, 5 maart). Aerosolen zijn vaste deeltjes die in de atmosfeer rondzweven. Wanneer de atmosfeer van een exoplaneet veel aerosolen bevat, laat de samenstelling ervan zich moeilijker vaststellen met behulp van een telescoop. Bij de bepaling van de atmosferische samenstelling van een exoplaneet wordt gekeken naar de spectrale ‘vingerafdrukken’ van de verschillende gassen. Aerosolen onderdrukken deze vingerafdrukken. Met behulp van de laboratoriumexperimenten is onderzocht in hoeverre er in de atmosferen van relatief kleine, koele exoplaneten aerosolvorming optreedt. Daartoe zijn negen verschillende ‘planeten’ van uiteenlopende temperaturen nagebootst waarvan de atmosferen wisselende hoeveelheden koolstofdioxide, waterstof, waterdamp en enkele andere gassen bevatten. Deze mengsels werden aan een elektrische stroom blootgesteld om chemische reacties in gang te zetten. De experimenten lieten zien dat in alle gevallen aerosolen werden geproduceerd, maar niet steeds evenveel. Het zijn met name waterrijke atmosferen waarin aerosolen gemakkelijk tot ontwikkeling komen. Dat is verrassend, omdat tot nu toe werd aangenomen dat met name koolwaterstoffen bevorderlijk zijn voor de aerosolvorming. Een andere ontdekking is dat de diverse aerosolen grote kleurverschillen vertonen, wat van invloed kan zijn voor de hoeveelheid warmte die zij opnemen. In hoeverre dat gevolgen kan hebben voor de ‘leefbaarheid’ van een planeet zal nog nader worden onderzocht. (EE)
→ The Cosmic Cocktail of Exoplanet Atmospheres
6 maart 2018
Met de Hubble Space Telescope is een gigantische asymmetrische stofschijf ontdekt rond de jonge ster HR 4796A. De ster is ca. 8 miljoen jaar oud en ruim twintig maal zo lichtsterk als de zon. Eerder ontdekte Hubble al een relatief kleine, smalle ring van warm stof rond de ster, op een afstand van ca. 11 miljard kilometer. Op de foto is die ring zichtbaar als een kleine, heldere structuur rond het centrale zwarte vlekje dat de ster maskeert.
De nieuw ontdekte 'puinschijf' bestaat uit stofdeeltjes die het resultaat zijn van onderlinge botsingen van wat grotere 'planetesimalen' - kilometers grote brokstukken waaruit uiteindelijk nieuwe planeten kunnen ontstaan. De schijf heeft een middellijn van ca. 250 miljard kilometer. De ontdekking is gepubliceerd in The Astronomical Journal.
Astronomen weten niet precies waardoor de grote schijf zo'n asymmetrische structuur heeft. Mogelijk is die het gevolg van de beweging van de ster door de interstellaire ruimte, en is er sprake van een soort 'boeggolf'. Het is ook denkbaar dat de asymmetrische vorm is ontstaan onder invloed van de begeleider van de ster, HR 4796B. Die bevindt zich op de foto rechtsonder, buiten beeld, op een afstand van minstens 90 miljard kilometer.
In 1983 werd voor het eerst een 'puinschijf' ontdekt, door de Nederlands-Amerikaanse ruimtetelescoop IRAS, rond de ster Bèta Pictoris. Inmiddels zijn er talloze bekend uit infraroodmetingen, en hebben telescopen als Hubble er enkele tientallen ook daadwerkelijk in beeld gebracht. (GS)
→ Hubble Finds Huge System of Dusty Material Enveloping the Young Star HR 4796A
5 maart 2018
Het nieuwe MATISSE-instrument op de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de ESO-sterrenwacht op Paranal, in het noorden van Chili, heeft met succes zijn eerste waarnemingen gedaan. MATISSE is het krachtigste interferometrische instrument ter wereld op mid-infrarode golflengten. Het zal met behulp van hoge-resolutie-opnamen en -spectra de gebieden rond jonge sterren onderzoeken waar zich planeten vormen, evenals de omgevingen van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Bij de eerste MATISSE-waarnemingen zijn de hulptelescopen van de VLTI gebruikt om enkele van de helderste sterren aan de nachtelijke hemel te onderzoeken, waaronder Sirius, Rigel en Betelgeuze. Deze waarnemingen toonden aan dat het instrument goed werkt.
MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) neemt infraroodlicht waar – licht tussen de zichtbare en microgolfgolflengten van het elektromagnetische spectrum, met golflengten van 3 tot 13 micrometer. Het is een spectro-interferometer-instrument van de tweede generatie voor de Very Large Telescope van ESO, dat gebruik maakt van meerdere telescopen en het golfkarakter van licht benut. Op die manier maakt het detailrijkere beelden van hemelobjecten dan met de bestaande (of geplande) enkelvoudige telescopen op deze golflengten mogelijk is.
De ontwikkeling van MATISSE, waar een groot aantal ingenieurs en astronomen uit Frankrijk, Duitsland, Oostenrijk, Nederland en van ESO bij betrokken was, heeft 12 jaar geduurd. Ook de veeleisende werkzaamheden die nodig waren om dit zeer complexe instrument te installeren en te testen hebben veel tijd gekost. Maar nu hebben de eerste waarnemingen dan bevestigd dat MATISSE functioneert zoals verwacht.
De eerste MATISSE-waarnemingen van de rode superreuzenster Betelgeuze, die naar verwachting binnen een paar honderdduizend jaar als supernova zal exploderen, hebben aangetoond dat er nog steeds nieuwe dingen aan deze ster te ontdekken zijn. De nieuwe waarnemingen laten zien dat de ster een andere grootte lijkt te hebben wanneer hij op andere golflengten wordt waargenomen. Gegevens als deze zullen astronomen in staat stellen om de omgeving van deze enorme materie-uitstotende ster verder te onderzoeken.
De hoofdonderzoeker van MATISSE, Bruno Lopez (Observatoire de la Côte d’Azur in Nice, Frankrijk), legt uit wat de kracht van het instrument is: ‘Enkelvoudige telescopen kunnen een beeldscherpte bereiken die beperkt wordt door de grootte van hun spiegels. Om een nog hogere resolutie te verkrijgen, combineren – of interfereren – we het licht van vier verschillende VLT-telescopen. Op die manier kan MATISSE in het golflengtebereik van 3 tot 13 micrometer scherpere beelden maken dan welke andere telescoop ook, en de toekomstige waarnemingen aanvullen die de James Webb Space Telescope vanuit de ruimte zal gaan doen.’
MATISSE zal bijdragen leveren aan diverse fundamentele onderzoeksgebieden in de astronomie, en zich vooral richten op de binnenste regionen van planeet-vormende schijven rond jonge sterren, het onderzoek van sterren in verschillende levensstadia en de omgeving van superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels.Thomas Henning, directeur van het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg, Duitsland, en mede-hoofdonderzoeker van MATISSE, zegt: ‘Door met MATISSE naar de binnenste delen van protoplanetaire schijven te kijken, hopen we de oorsprong van de verschillende mineralen in deze schijven te kunnen achterhalen – mineralen die later de vaste kernen van aarde-achtige planeten gaan vormen.’
Walter Jaffe, projectwetenschapper en mede-hoofdonderzoeker namens de Universiteit Leiden, en Gerd Weigelt, mede-hoofdonderzoeker van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie (MPIfR), Bonn, Duitsland, voegen daaraan toe: ‘MATISSE zal ons spectaculaire beelden geven van planeet-vormende gebieden, meervoudige sterren en de stofrijke schijven die superzware zwarte gaten voeden. We hopen ook details van exotische objecten in ons zonnestelsel te kunnen waarnemen, zoals vulkanen op Io, en de atmosferen van reusachtige exoplaneten.’
MATISSE combineert het licht van maximaal vier van de Unit-telescopen of maximaal vier van de hulptelescopen die deel uitmaken van de VLTI, waarbij zowel spectra worden vastgelegd als opnamen worden gemaakt. Aldus kunnen MATISSE en de VLTI tezamen de beeldscherpte van een telescoop met een diameter van maximaal 200 meter evenaren en de meest detailrijke beelden maken die ooit op mid-infrarode golflengten zijn verkregen.De eerste tests werden uitgevoerd met de hulptelescopen, maar voor de komende maanden zijn ook waarnemingen met de vier Unit-telescopen van de VLT gepland.
MATISSE superponeert het licht van een astronomisch object zoals dat uit de diverse telescopen komt, wat resulteert in een interferentiepatroon dat informatie bevat over het uiterlijk van het object, waaruit een beeld kan worden gereconstrueerd.
MATISSE's eerste licht betekent een grote stap voorwaarts op het gebied van de optische/infrarood-interferometrie en zal astronomen in staat stellen om interferometrische beelden te verkrijgen die over een breder golflengtegebied fijnere details tonen dan momenteel mogelijk is. MATISSE zal ook de instrumenten aanvullen die gepland zijn voor ESO’s toekomstige Extremely Large Telescope (ELT), met name METIS (de Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph). MATISSE zal helderdere objecten waarnemen dan METIS, maar met een hogere ruimtelijke resolutie.
Andreas Glindemann, projectmanager van MATISSE bij ESO, concludeert: ‘Aan de verwezenlijking van MATISSE hebben vele mensen gedurende vele jaren gewerkt en het is geweldig om te zien dat het instrument zo goed werkt. We kijken uit naar de spannende wetenschap die eraan komt!’
→ Origineel persbericht
1 maart 2018
Met behulp van de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer zijn Britse en Amerikaanse astronomen meer te weten gekomen over de atmosfeer van de exoplaneet WASP-39b. De atmosfeer van deze hete planeet, die ongeveer net zoveel massa heeft als Saturnus, blijkt nogal wat water(damp) te bevatten: drie keer zoveel als Saturnus. WASP-39b cirkelt om een ster die 700 lichtjaar van de aarde is verwijderd. Dat zijn atmosfeer water bevat, komt niet als een verrassing, maar dat het zo veel is wél. Deze ‘hete Saturnus’ draait namelijk op acht keer zo kleine afstand om zijn ster als Mercurius om de zon en kent een ‘dagtemperatuur’ van 750 graden Celsius. Dat maakt het onwaarschijnlijk dat de planeet op zijn huidige plek is ontstaan. Vermoedelijk is hij op veel grotere afstand van zijn ster gevormd, waar veel ijsachtig materiaal beschikbaar was, en later naar binnen toe gemigreerd. (EE)
→ Hubble observes exoplanet atmosphere in more detail than ever before
26 februari 2018
In het centrum van ons Melkwegstelsel kunnen 'superaardes' ontstaan onder invloed van krachtige röntgenuitbarstingen van een zwart gat. Dat schrijven Amerikaanse onderzoekers in The Astrophysical Journal Letters op basis van modelberekeningen.
Net als de meeste andere sterrenstelsels herbergt ons Melkwegstelsel een superzwaar zwart gat in de kern, met een massa van vier miljoen zonsmassa's. Röntgenwaarnemingen hebben uitgewezen dat het zwarte gat regelmatig krachtige uitbarstingen van energierijke straling vertoont. De onderzoekers hebben nu berekend wat voor effect die röntgenuitbarstingen hebben op planetenstelsels binnen 70 lichtjaar afstand van het zwarte gat.
Het blijkt dat kleine, Neptunus-achtige gasplaneten onder invloed van de röntgenexplosies het grootste deel van hun dikke gasmantel kunnen verliezen. Wat overblijft is een relatief kleine kern van zwaarder materiaal, met een zeer hoge dichtheid - een zogeheten superaarde.
De kans dat er op zo'n superaarde ooit leven kan zijn ontstaan, lijkt klein, gezien de grote hoeveelheden dodelijke straling die afkomstig is uit de omgeving van het zwarte gat. Bovendien zitten de sterren in het Melkwegcentrum veel dichter opeengepakt dan in de omgeving van de zon, en kunnen planeten uit hun stelsel geslingerd worden door zwaartekrachtsstoringen van passerende sterren. (GS)
→ Black Hole Blasts May Transform "Mini-Neptunes" into Rocky Worlds
16 februari 2018
Australische astronomen hebben een exoplaneet ontdekt bij de subreuzenster HD 76920. Met deze planeet is iets bijzonders aan de hand: van alle exoplaneten die tot nu toe zijn opgespoord heeft hij de meest langgerekte omloopbaan. De planeet, die de aanduiding HD 76920b heeft gekregen, is een gasreus met vier keer zoveel massa als de planeet Jupiter. De excentriciteit van zijn omloopbaan – een maat voor de ‘langgerektheid’ – bedraagt 0,86. Dat betekent dat het verste punt van zijn omloopbaan ongeveer zeven keer zo ver van de ster ligt als het meest nabije punt. De meest voor de hand liggende verklaring voor zo’n merkwaardig lange omloopbaan is dat de planeet de zwaartekrachtsinvloed ondervindt van een verre stellaire begeleider van HD 76920. Pogingen om die tweede ster op te sporen zijn echter op niets uitgelopen. Daarom denken de ontdekkers van HD 76920b dat de planeet zijn langgerekte baan te danken heeft aan interacties met andere (nog niet ontdekte) planeten. De astronomen hebben berekend hoe het de planeet, die zijn moederster nu al akelig dicht weet te naderen, verder zal vergaan. Het geleidelijk verder opzwellen van de ster en getijdeninteracties zullen ertoe leiden dat hij over ruwweg 100 miljoen wordt verzwolgen. (EE)
→ An Eccentric Planet Skims a Giant Star
15 februari 2018
In gegevens van de Amerikaanse Kepler-satelliet zijn nog eens bijna honderd nieuwe exoplaneten ontdekt. Daaronder bevindt zich een planeet die in een krappe omloopbaan om de ster HD 212657 cirkelt – de helderste ster die tot op heden met Kepler is opgespoord (Astronomical Journal, 15 februari). Kepler werd in 2009 gelanceerd om in een specifiek hemelgebied op planeten te ‘jagen’. Daarbij wordt gezocht naar sterren met regelmatige helderheidsvariaties die veroorzaakt worden door rond de ster cirkelende planeten. Door problemen met het standregelsysteem van de satelliet moest de zoektactiek echter worden bijgesteld. Sinds 2014 wisselt Kepler om de zoveel tijd van zoekveld. Deze nieuwe fase wordt K2 genoemd. De oorspronkelijke Kepler-missie en K2 hebben alles bij elkaar meer dan 5100 kandidaat-exoplaneten opgeleverd. Dat wil zeggen: sterren die ‘verdachte’ helderheidsvariaties vertonen. Deze worden echter niet in alle gevallen door voor de ster langs schuivende planeten veroorzaakt. Ook meervoudige stersystemen vertonen regelmatige helderheidswisselingen en zelfs ‘ruis’ van de satelliet kan voor een planeetovergang worden aangezien. De nieuwe planetenoogst is het resultaat van vervolgonderzoek van 275 kandidaat-exoplaneten. In 149 gevallen bleek het inderdaad om planeten te gaan, maar slechts 95 daarvan waren nog niet eerder waargenomen. (EE)
→ Kepler scientists discover almost 100 new exoplanets
8 februari 2018
Een van de drie ‘superaardes’ die rond de ster GJ 9827 cirkelen, lijkt een van de zwaarste ‘superaardes’ te zijn die we kennen. GJ 9827 is een ster in het sterrenbeeld Vissen, op 100 lichtjaar van de aarde. De drie planeten van GJ 9827, die zijn opgespoord met de Kepler-satelliet, zijn een slag groter dan de aarde. Daarmee behoren ze tot een categorie van planeten die we in ons eigen zonnestelsel niet tegenkomen: de superaardes. Om te kunnen vaststellen of de drie exoplaneten rotsachtig zijn of slechts een kleine vaste kern hebben en voor de rest uit gas bestaan, moeten hun massa’s worden bepaald. Daarvoor is het nodig om, door middel van soms jarenlang spectroscopisch onderzoek, de kleine schommelbewegingen te meten die de planeten bij hun moederster veroorzaken. In dit geval lagen die spectroscopische gegevens toevallig voor het grijpen, omdat GJ 9827 een heldere ster is die al sinds 2010 is waargenomen met de Planet Finding Spectrograph van de 6,5-meter Magellan II-telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in Chili. De gegevens laten zien dat de binnenste van de drie planeten, die ongeveer 64 procent groter is dan de aarde, ruwweg 8 keer zoveel massa heeft als onze planeet. Dat betekent dat hij een erg hoge dichtheid heeft en misschien wel voor de helft uit ijzer bestaat. Je zou dus ook van een ‘super-Mercurius’ kunnen spreken. De beide andere planeten zijn van vergelijkbare omvang, maar hebben een beduidend lagere dichtheid. Dat kunnen heel goed gasachtige objecten zijn. (EE)
→ Are You Rocky or Are You Gassy?
5 februari 2018
Nieuw onderzoek laat zien dat de zeven planeten die om de nabije zeer koele dwergster TRAPPIST-1 cirkelen allemaal grotendeels uit gesteenten bestaan en dat sommige mogelijk meer water hebben dan de aarde. De dichtheden van de planeten, nu veel exacter bekend dan voorheen, wijzen erop dat sommige van hen voor maximaal 5 procent uit water kunnen bestaan – ongeveer 250 keer zoveel als de oceanen van de aarde. De warmere planeten die zich het dichtst bij hun moederster bevinden, hebben waarschijnlijk een dichte atmosfeer vol stoom en de planeten die verder verwijderd zijn hebben waarschijnlijk ijzige oppervlakken. Qua grootte, dichtheid en hoeveelheid straling die hij van zijn ster ontvangt, lijkt de vierde planeet het meest op de aarde. Hij is vermoedelijk ook de meest rotsachtige van de zeven en kan vloeibaar water bezitten.
De eerste planeten rond de zwakke rode ster TRAPPIST-1, op slechts 40 lichtjaar van de aarde, werden in 2016 ontdekt met de TRAPPIST-South-telescoop die op de ESO-sterrenwacht op La Silla (Chili) is gestationeerd. In het daaropvolgende jaar lieten vervolgwaarnemingen met telescopen op aarde, waaronder ESO’s Very Large Telescope, en de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA zien dat het stelsel maar liefst zeven planeten telt, die stuk voor stuk ongeveer even groot zijn als de aarde. Van binnen naar buiten hebben ze de aanduidingen TRAPPIST-1b, -c, -d, -e, -f, -g en -h gekregen.
Nu zijn nog meer waarnemingen gedaan, zowel met telescopen op de grond, waaronder de bijna complete SPECULOOS-faciliteit van de ESO-sterrenwacht op Paranal, als met de NASA-ruimtetelescopen Spitzer en Kepler. Een team van wetenschappers onder leiding van Simon Grimm van de universiteit van Bern in Zwitserland heeft alle beschikbare gegevens met behulp van zeer complexe computermodellen geanalyseerd en op die manier de dichtheden van de afzonderlijke planeten veel nauwkeuriger kunnen bepalen dan voorheen.
Simon Grimm legt uit hoe zijn team te werk is gegaan: ‘De planeten van TRAPPIST-1-planeten bevinden zich zo dicht bij elkaar dat ze elkaar gravitationeel beïnvloeden, waardoor de tijdstippen waarop ze voor hun ster langs trekken een beetje verschuiven. Deze verschuivingen zijn afhankelijk van de massa’s, afstanden en andere baanparameters van de planeten. Met een computermodel simuleren we de planeetbanen net zo lang totdat de berekende tijdstippen van de planeetovergangen in overeenstemming zijn met de waargenomen waarden. Daaruit kunnen we dan afleiden welke massa’s bij de planeten horen.’
Teamlid Eric Agol legt de betekenis ervan uit: ‘Het was al geruime tijd een van de doelen van het exoplanetenonderzoek om de samenstelling van planeten te meten die qua grootte en temperatuur op de aarde lijken. Dankzij de ontdekking van TRAPPIST-1 en de mogelijkheden van de ESO-faciliteiten in Chili en NASA’s ruimtetelescoop Spitzer is dit nu ook echt gelukt – we hebben een eerste glimp van de samenstelling van exoplaneten ter grootte van de aarde!’
De combinatie van de metingen van de dichtheden en modellen van de samenstellingen van de planeten, wijst er sterk op dat de zeven planeten van TRAPPIST-1 geen kale rotsachtige werelden zijn. Ze lijken aanzienlijke hoeveelheden vluchtig materiaal – waarschijnlijk water – te bevatten, in sommige gevallen tot wel 5 procent van de planeetmassa. Dat is een enorme hoeveelheid: de massa van onze aarde bestaat voor slechts ongeveer 0,02 procent uit water!
‘Hoewel dichtheden belangrijke aanwijzingen zijn voor de samenstellingen van de planeten, zegt dat niets over hun leefbaarheid’, voegt medeauteur Brice-Olivier Demory van de Universiteit van Bern daaraan toe. ‘Maar ons onderzoek heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de beantwoording van de vraag of op deze planeten leven mogelijk kan zijn.’
TRAPPIST-1b en -c, de binnenste planeten, hebben waarschijnlijk een rotsachtige kern en zijn gehuld in een atmosfeer die veel dichter is dan die van de aarde. TRAPPIST-1d is, met ongeveer 30 procent van de aardmassa, de lichtste van de planeten. Wetenschappers zijn er niet zeker van of deze een omvangrijke atmosfeer, een oceaan of een ijsmantel heeft.
Verrassend was de ontdekking dat TRAPPIST-1e de enige planeet in het stelsel is die een iets hogere dichtheid heeft dan de aarde. Dat wijst erop dat hij een dichtere ijzerkern zou kunnen hebben en niet per se van een omvangrijke atmosfeer, oceaan of ijslaag is voorzien. Het is vreemd dat de samenstelling van TRAPPIST-1e zoveel rotsachtiger lijkt te zijn dan die van de overige planeten. Qua grootte, dichtheid en hoeveelheid straling die hij van zijn ster ontvangt, is dit de planeet die het meest op de aarde lijkt.
TRAPPIST-1f, -g en -h zijn zo ver van hun moederster verwijderd dat het eventuele water op hun oppervlakken tot ijs bevroren kan zijn. Als ze dunne atmosferen hebben, is het niet waarschijnlijk dat deze zware moleculen bevatten zoals de koolstofdioxide die we in de aardatmosfeer aantreffen.
‘Het is interessant dat de planeten met de hoogste dichtheid niet degene zijn die zich het dichtst bij de ster bevinden, en dat de koudere planeten geen dikke atmosferen kunnen hebben,’ merkt medeauteur Caroline Dorn van de Universiteit van Zürich op. [Tot zover de tekst van het oorspronkelijke ESO-persbericht]
Metingen met de Hubble Space Telescope, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, hebben inderdaad duidelijk gemaakt dat de planeten d, e en f geen dichte, door waterstofmoleculen gedomineerde atmosferen kunnen hebben. Dat was eigenlijk ook niet te verwachten, gezien de geringe massa van de TRAPPIST-planeten.
Toekomstige waarnemingen, o.a. met de James Webb Space Telescope en de Europese Extremely Large Telescope, moeten duidelijk maken of de planeten in het stelsel wel een 'secundaire' atmosfeer hebben, ontstaan door uitgassing van magma. Zeker in het geval van TRAPPIST-1e, maar misschien ook voor planeten d en f, zou de aanwezigheid van zo'n dampkring het bestaan van oppervlaktewater mogelijk maken. (GS)
→ Volledig ESO-persbericht
2 februari 2018
Astronomen van de universiteit van Oklahoma hebben voor het eerst een populatie van planeten ontdekt ver buiten ons Melkwegstelsel. Dat is gebeurd met behulp van ‘microlensing’, een verschijnsel waarbij het zwaartekrachtsveld van kleine afzonderlijke objecten het licht van een ver achtergrondobject versterken (The Astrophysical Journal Letters, 2 februari). In dit geval is dat verre achtergrondobject een quasar op ruim 7 miljard lichtjaar van de aarde. Onderweg naar de aarde passeert het licht van deze quasar een 3,8 miljard lichtjaar ver voorgrondstelsel. Hierdoor zien we, ten gevolge van het ‘normale’ zwaartekrachtlenseffect, meerdere afbeeldingen van die quasar. Ook de afzonderlijke objecten waaruit het ‘lensstelsel’ bestaat leveren subtiele bijdragen aan de quasarbeelden zoals we die vanaf de aarde waarnemen. Dat maakt het onder meer mogelijk om meer te weten te komen over de massaverdeling in het lensstelsel. Bij het nieuwe onderzoek zijn de astronomen nog een stapje verder gegaan. Ze hebben gekeken naar röntgenstraling die uit de naaste omgeving van het superzware zwarte gat in de quasar afkomstig is. Berekeningen laten zien dat met name de straling uit dat deel van de quasar zeer gevoelig is voor de microlenswerking van objecten van planetaire massa’s in het voorgrondstelsel. Door het licht van de ‘gelenste’ quasar aan modelberekeningen te onderwerpen, hebben de astronomen vastgesteld dat het 3,8 miljard verre lensstelsel grote aantallen objecten bevat met massa’s die variëren van de massa van de maan tot de massa van de planeet Jupiter. Voor alle duidelijkheid: het gaat daarbij niet om objecten die om sterren cirkelen, maar om vrij rondzwervende hemellichamen. Het sterrenstelsel dat als lens fungeert, is dermate ver van ons verwijderd dat we die planeten nooit rechtstreeks kunnen waarnemen. Uit de microlenssignatuur van het quasarlicht kunnen de onderzoekers echter afleiden dat ze zeer talrijk moeten zijn: voor elke ster zijn er 2000 objecten van planetaire massa. (EE)
→ OU Astrophysicists Discover Extragalactic Planets for First Time
24 januari 2018
Wetenschappers van twee Amerikaanse universiteiten hebben een eenvoudige aanpak gevonden voor het opsporen van leven op planeten buiten ons zonnestelsel. Daarbij wordt ook naar andere in dit opzicht ’veelbelovende’ gassen gekeken dan zuurstof (Science Advances, 24 januari). Met de James Webb-ruimtetelescoop (lancering in 2019) en de reuzentelescopen die volgend decennium beschikbaar komen krijgen astronomen de beschikking over instrumenten waarmee de atmosferen van exoplaneten geanalyseerd kunnen worden. De hoop bestaat dat op die manier de eerste sporen van buitenaards leven ontdekt kunnen worden in de vorm van bepaalde gassen. Doorgaans wordt daarbij vooral gedacht aan zuurstof dat zich zonder bemoeienis van levende organismen vrijwel niet in grote hoeveelheden laat produceren. De vraag is echter of eventuele buitenaardse organismen wel genoeg zuurstof produceren: ook op aarde gebeurde dat miljarden jaren lang maar mondjesmaat. Daarom doen de wetenschappers de suggestie om ook naar andere gassen te kijken. Vooral interessant zouden atmosferen zijn waarin wel veel methaan en koolstofdioxide te vinden is, maar weinig koolstofmonoxide. Dat zou een teken zijn dat de beide eerste gassen niet van vulkanische oorsprong zijn – in dat geval zou er namelijk ook veel koolstofmonoxide moeten vrijkomen. (EE)
→ A new ‘atmospheric disequilibrium’ could help detect life on other planets
23 januari 2018
Sommige van de zeven planeten rond de rode dwergster TRAPPIST-1 zijn mogelijk toch 'bewoonbaar', aldus onderzoekers van het Planetary Science Institute in Tucson, Arizona. Dat wil zeggen dat er vloeibaar water aan hun oppervlak zou kunnen voorkomen. Het gaat om de planeten TRAPPIST-1d en f.
Op basis van wat er bekend is over afmetingen en massa's van de planeten, hebben de astronomen modellen opgesteld voor de inwendige opbouw, aannemende dat ze uit ijs, rots en metalen bestaan. Hoewel de planeten op zeer kleine afstand rond hun moederster draaien, zijn de oppervlaktetemperaturen toch niet extreem hoog, doordat TRAPPIST-1 een relatief oude dwergster is. De binnenste planeet heeft waarschijnlijk een temperatuur van ca. 130 graden; de buitenste van -100 graden. Dankzij onderlinge zwaartekrachtstoringen zijn de banen van de planeten enigszins excentrisch, waardoor er ook opwarming van het inwendige plaatsvindt als gevolg van getijdenwerking van de ster.
In een artikel in Astronomy & Astrophysics rekenen de onderzoekers voor dat TRAPPIST-1b en c waarschijnlijk een deels gesmolten metaalkern (en dus mogelijk een magnetisch veld) hebben. Als gevolg van getijdenwerking vertoont planeet c mogelijk vulkanisme, vergelijkbaar met het vulkanisme van de Jupitermaan Io. Planeet d wordt wellicht bedekt door een wereldwijde oceaan van vloeibaar water, en zowel d als e hebben een oppervlaktetemperatuur die eventueel geschikt is voor het bestaan van leven. (GS)
→ TRAPPIST-1 System Planets Potentially Habitable
23 januari 2018
Astrofysicus Kevin Schlaufman van de Johns Hopkins University heeft een nieuwe scheidslijn gedefinieerd tussen planeten en bruine dwergen. Volgens een publicatie van Schlaufman in The Astrophysical Journal zijn planeten maximaal tien maal zo zwaar als de reuzenplaneet Jupiter in ons eigen zonnestelsel. Eerder werd de grens tussen planeten en bruine dwergen meestal gelegd bij ca. 14 Jupitermassa's.
Reuzenplaneten en bruine dwergen bestaan beide voornamelijk uit waterstof en helium. Boven ca. 14 Jupitermassa's zijn druk en temperatuur in het inwendige zo hoog dat er spontaan kernfusie van deuterium (zwaar waterstof) optreedt (pas boven de 70 Jupitermassa's is er sprake van 'gewone' waterstoffusie, en dus van echte sterren). Doorgaans wordt dit criterium gehanteerd om onderscheid te maken tussen planeten en bruine dwergen, die vaak ook een baan beschrijven rond een gewone ster.
Schlaufman kijkt echter naar de ontstaanswijze. Objecten die lichter zijn dan 10 Jupitermassa's komen vooral voor rond sterren met een relatief hoog gehalte aan zware elementen zoals ijzer. Vermoedelijk ontstaan ze dan ook rond een kern van zware elementen, in een geleidelijk accretieproces. 'Planetaire begeleiders' van meer dan 10 Jupitermassa's lijken geen voorkeur te vertonen voor metaalrijke sterren; vermoedelijk ontstaan die op dezelfde wijze als sterren, door de snelle zwaartekrachtcollaps van een gaswolk.
Of de nieuwe 'definitie' overgenomen zal gaan worden door andere astrofysici moet nog maar blijken - het ligt er maar aan of je meer belang hecht aan de ontstaanswijze of aan de eigenschappen van het eindresultaat. (GS)
→ Johns Hopkins Scientist Proposes New Definition of a Planet
22 januari 2018
Exoplaneet CoRoT-2b, die een kleine omloopbaan beschrijft rond een ster op 930 lichtjaar afstand van de aarde, vertoont een afwijkend windpatroon. CoRoT-2b is een zogenaamde 'hete Jupiter' - een gasvormige reuzenplaneet die zó dicht rond zijn moederster draait dat hij sterk wordt verhit. De omlooptijd van de planeet bedraagt slechts een paar dagen.
Als gevolg van getijdenkrachten keert een hete Jupiter altijd één kant naar zijn moederster toe - hij heeft een zogeheten 'gebonden rotatie'. Aan die zijde is de temperatuur natuurlijk het hoogst. Als gevolg van krachtige oostwaarts gerichte winden bevindt de 'hot spot' van een hete Jupiter zich echter altijd ten oosten van het punt dat zich 'recht onder' de ster bevindt.
Metingen met de Amerikaanse Spitzer Space Telescope wijzen nu uit dat de hot spot van CoRoT-2b (ongeveer tien jaar geleden ontdekt door een Franse kunstmaan) zich ten westen van dat punt bevindt, alsof de overheersende windrichting westwaarts zou zijn. Dat is alleen te verklaren wanneer de planeet veel trager rond zijn as draait, en dus geen gebonden rotatie vertoont.
Andere mogelijke verklaringen, geopperd in een artikel dat vandaag gepubliceerd wordt door Nature Astronomy: mogelijk is er sprake van een bijzondere wisselwerking met het magneetveld van de ster, of wellicht wordt het oostelijk halfrond van de planeet bedekt door donkere wolken, waardoor de infraroodmetingen van Spitzer worden verstoord. (GS)
→ A 'Hot Jupiter' with Unusual Winds
11 januari 2018
Deze week wordt in Washington D.C. de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) gehouden. Zoals elk jaar op de winterbijeenkomst (dit jaar bezocht door ruim 3000 astronomen) is er ook dit keer een enorme verscheidenheid aan nieuwe resultaten gepresenteerd. Sommige opmerkelijke resultaten worden in afzonderlijke nieuwsberichtjes op allesoversterrenkunde.nl besproken; hieronder volgt een beknopt overzicht (met links naar de oorspronkelijke persberichten) van nieuwe ontdekkingen die niet allemaal uitgebreid aan bod kunnen komen. (GS)
Structuur in gas- en stofschijf kan ook ontstaan zónder planeten. De afgelopen jaren zijn in de platte, ronddraaiende gas- en stofschijven rond pasgeboren sterren vaak lege zones ontdekt, waarvan algemeen wordt aangenomen dat ze ontstaan door de zwaartekrachtwerking van jonge planeten. Computersimulaties van astronomen van NASA's Goddard Space Flight Center laten nu zien dat zulke structuren ook kunnen ontstaan zónder planeten, wanneer stofdeeltjes beschenen worden door ultraviolette straling van de jonge ster. Persbericht
Burgerwetenschappers ontdekken stelsel met vijf planeten. Via het Exoplanet Explorer-project zijn vijf planeten ontdekt bij de ster K2-138. Exoplanet Explorer is een online tool waarmee citizen scientists ('burgerwetenschappers') mee helpen zoeken in waarnemingsgegevens van NASA's ruimtetelescoop Kepler. De vijf planeten bewegen bovendien in banen die een onderlinge resonantie vertonen, waarbij elke planeet vrijwel exact anderhalf maal zo lang over een rondje doet dan de buurplaneet die op kleinere afstand van de moederster staat. Persbericht
→ 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society
10 januari 2018
In de vroege ochtend van vrijdag 12 januari wordt de kleine Franse satelliet PicSAT in een baan om de aarde gebracht: PicSAT. Deze zogeheten nanosatelliet, die met een bescheiden 5-centimeter telescoop is uitgerust, zal maar naar één ster kijken: Bèta Pictoris. Bèta Pictoris is een jonge, heldere ster op een afstand van 63 lichtjaar. Hij is omgeven door een dichte schijf van gas, stof en puin waaruit planeten kunnen ontstaan. Er heeft zich al minstens één volgroeide reuzenplaneet gevormd, die op een afstand van 1,5 miljard kilometer om de ster draait. Vanaf de aarde gezien zou deze exoplaneet, Bèta Pictoris b, tussen nu en komende zomer wel eens voor zijn ster langs kunnen schuiven. Door deze planeetovergang, die zich om de 18 jaar herhaalt, waar te nemen, hopen astronomen de exacte grootte van de planeet en de omvang en samenstelling van zijn atmosfeer te kunnen bepalen. Naar verwachting zal de planeetovergang – als die al waarneembaar is – slechts enkele uren duren. Omdat het precieze moment van overgang niet bekend is, moet de ster dus voortdurend in de gaten worden gehouden. Dat kan alleen vanuit de ruimte, waar de waarnemingen niet door daglicht of bewolking worden gehinderd. PicSAT, ongeveer zo groot als een melkpak en slechts 3,5 kilo zwaar, zal samen met een stuk of dertig andere kleine satellieten worden gelanceerd met een Indiase draagraket. Zijn onderzoeksmissie zal een jaar gaan duren. Zodra het begin van een planeetovergang te zien is, zal ook de 3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht op de ster worden gericht. (EE)
→ A French Nano Satellite to Unveil the Mysteries of Beta Pictoris (pdf
9 januari 2018
In ons eigen zonnestelsel hebben de planeten nogal uiteenlopende afmetingen, en zijn ook hun afstanden tot de zon niet gelijkmatig verdeeld. Dat blijkt bij exoplaneten (planeten bij andere sterren) vaak heel anders te zijn. Waarnemingen van de ruimtetelescoop Kepler en van de Keck-telescoop op Hawaii laten zien dat planeten bij andere sterren vaak van vergelijkbare grootte zijn en dat hun banen meestal ook heel regelmatig zijn verdeeld.
Deze conclusies zijn gebaseerd op een analyse van waarnemingen aan de planetenstelsels van 355 sterren, die samen 909 planeten bevatten. Als een planeet relatief klein is, zijn de naburige planeten ook klein; is een planeet verhoudingsgewijs groot, dan zijn de andere planeten in hetzelfde stelsel óók groot. Bovendien zijn de banen van de verschillende planeten in één stelsel meestal ook heel regelmatig gespatieerd.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. Een goede verklaring is nog niet gevonden. Mogelijk is ons eigen zonnestelsel een uitzondering, ontstaan door de verstorende zwaartekrachtsinvloed van de reuzenplaneten Jupiter en Saturnus. Toekomstige waarnemingen moeten uitwijzen of de onderzochte planetenstelsels wel of geen Jupiter-achtige reuzenplaneten op grote afstand van de ster bevatten. (GS)
→ Planets around Other Stars are like Peas in a Pod
9 januari 2018
In drie artikelen in het vakblad Astronomy & Astrophysics zijn de eerste resultaten gepubliceerd van het PEPSI-instrument op de Large Binocular Telescope op Mount Graham in Arizona. PEPSI staat voor Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument; het is een zeer gevoelige spectrograaf die het licht van een ster 'uiteenrafelt' in de verschillende golflengten en op die manier informatie oplevert over o.a. de samenstelling van de lichtbron.
Met PEPSI is een nieuwe 'atlas' geproduceerd van het spectrum van onze eigen zon. Door dat spectrum 300 maal per dag op te meten, was het ook mogelijk om de periodieke trilling van het oppervlak van de zon (met een periode van 5 minuten) vast te leggen. Ook van 48 'benchmark'-sterren is een gedetailleerd spectrum opgemeten en gepubliceerd. Deze sterren worden door astronomen gebruikt als 'toetssteen' om metingen aan andere sterren mee te vergelijken.
Het derde artikel beschrijft het spectrum van de ster Kepler-444, waarbij vijf aarde-achtige planeten zijn ontdekt. De metingen bevestigen dat de ster 10,5 miljard jaar oud is, en relatief weinig zware elementen bevat. De Large Binocular Telescope (LBT) is een van de grootste telescopen ter wereld, met twee spiegels van 8,4 meter in middellijn, die samenwerken als één virtuele reuzentelescoop. (GS)
→ First PEPSI data release
3 januari 2018
De mysterieuze helderheidsvariaties van de ster KIC 8462852 worden waarschijnlijk veroorzaakt door stof rond de ster. Tot die conclusie komt een team van meer dan 200 onderzoekers op basis van waarnemingen die zijn gedaan met telescopen van het Las Cumbres-netwerk. De resultaten van deze waarnemingen zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. KIC 8462852, ook wel ‘Tabby’s ster’ genoemd, is in bijna alle opzichten een normale ster die anderhalf keer zo groot is als de zon en 1000 graden heter. De ster, die ongeveer 1000 lichtjaar van ons verwijderd is, valt op door zijn onregelmatige, asymmetrische helderheidsvariaties, die met de ruimtetelescoop Kepler werden ontdekt. Deze helderheidsvariaties wijzen erop dat er af en toe materiaal voor de ster langs beweegt, maar dat kan geen om de ster cirkelende planeet zijn. Dat bracht sommige astronomen op het idee dat er wel eens sprake zou kunnen zijn van een kolossale kunstmatige structuur, die door een buitenaardse beschaving zou zijn geconstrueerd. De resultaten van waarnemingen met de ruimtetelescopen Swift en Spitzer die in oktober 2017 in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd, lieten al zien dat de mate waarin het licht van de ster verzwakt op ultraviolette en infrarode golflengten verschilt van de helderheidsdips in zichtbaar licht. Dat wijst erop dat de verzwakking wordt veroorzaakt door microscopisch kleine stofdeeltjes. Zulke deeltjes verstrooien licht van verschillende golflengten op een verschillende wijze. Met geld dat met een crowdfundingcampagne is verzameld is de ster ook uitgebreid waargenomen met een wereldwijd netwerk van ‘normale’ telescopen. Ook die waarnemingen hebben nu laten zien dat KIC 8462852 op de ene golflengte meer verzwakt dan op de andere. Dat bevestigt nog eens dat de helderheidsdips niet worden veroorzaakt door een massief object, zoals een megastructuur of een planeet. Wat dan wel de exacte oorzaak van het merkwaardige helderheidsgedrag van de ster is, blijft onduidelijk. De meest voor de hand liggende verklaring is dat de ster omgeven is door een zwerm van uiteenvallende kometen of een gordel van planetair puin. Sommige astronomen menen echter dat het simpelweg de ster zelf is die af en toe zwakker wordt. (EE)
→ Alien Megastructure Not the Cause of Dimming of the ‘Most Mysterious Star in the Universe’
19 december 2017
Het is in theorie mogelijk dat er leefbare planeten bestaan rond pulsars. Zulke planeten moeten een enorm dikke atmosfeer hebben die de dodelijke röntgenstralen en de hoge-energiedeeltjes van een pulsar omzet in warmte. Dat stellen de in Nederland en Engeland werkzame sterrenkundigen Alessandro Patruno en Mihkel Kama. Ze onderbouwen hun theorie in een wetenschappelijk artikel dat vandaag verschijnt in het vakblad Astronomy & Astrophysics.
Pulsars staan bekend om hun extreme condities. Het zijn neutronensterren van slechts 10 tot 30 kilometer in doorsnee. Ze hebben enorm sterke magneetvelden, ze trekken materie aan en ze braken op gezette tijden grote hoeveelheden röntgenstraling en andere energetische deeltjes uit. Toch denken Alessandro Patruno (Universiteit Leiden en ASTRON) en Mihkel Kama (Universiteit Leiden en Cambridge University, Groot-Brittannië) dat er in de buurt van deze sterren leven mogelijk kan zijn.
Het is voor het eerst dat sterrenkundigen rekenen aan zogeheten leefbare zones rond neutronensterren. Uit de berekeningen blijkt dat de leefbare zone rond een neutronenster zo groot kan zijn als de afstand van onze aarde tot de zon. Voorwaarde is wel dat de planeet een zogeheten superaarde moet zijn met een massa tussen de een en tien keer die van de aarde. Een kleinere planeet verliest namelijk onherroepelijk binnen een paar duizend jaar zijn atmosfeer. Bovendien moet de atmosfeer een miljoen keer zo dik zijn als die van de aarde. De omstandigheden zullen dan ook meer op de diepzee lijken, dan op ons eigen aardoppervlak.
De sterrenkundigen bestudeerden de pulsar PSR B1257+12 op ongeveer 2300 lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Maagd. Ze gebruikten hiervoor de Chandra-ruimtetelescoop die speciaal gemaakt is om röntgenstralen op te vangen. Om de pulsar draaien drie planeten. Twee van die planeten zijn superaardes met een massa van vier tot vijf keer die van de aarde, de derde heeft ongeveer tweemaal zoveel massa als de maan. De planeten draaien dicht genoeg rond de pulsar om op te warmen. Patruno: "Volgens onze berekeningen is de temperatuur zo dat er vloeibaar water aan het oppervlak kan zijn. We weten alleen nog niet of de twee superaardes de benodigde dikke atmosfeer hebben."
In de toekomst willen de sterrenkundigen meer waarnemingen doen aan de al door hen bestudeerde pulsar en aan andere pulsars. De ALMA-telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht zou bijvoorbeeld stofschijven rond neutronensterren kunnen aantonen. Zo'n schijf is een voorbode van een planeet.
Waarschijnlijk bevat onze Melkweg ongeveer 1 miljard neutronensterren waarvan ongeveer 200.000 pulsars. Er zijn tot nu toe drieduizend pulsars bestudeerd en slechts vijf pulsarplaneten gevonden. PSR B1257+12 is een veelbestudeerde pulsar. In 1992 werden daar de eerste exoplaneten ooit ontdekt.
→ Origineel persbericht
18 december 2017
Exoplaneet GJ436b - een Neptunusachtige gasplaneet bij een rode dwergster op 33 lichtjaar afstand - beweegt niet alleen in een zeer langgerekte baan (dat was direct na de ontdekking al bekend), maar bovendien in een baan die hem over de polen van de ster voert. Dat blijkt uit metingen van astronomen aan de Universiteit van Genève, die vandaag zijn gepubliceerd in Nature.
GJ436b nadert zijn moederster tot op zó'n kleine afstand (slechts een paar miljoen kilometer) dat hij onder invloed van de straling van de ster langzaam maar zeker verdampt. Nauwkeurige metingen aan de ster zelf hebben nu uitgewezen dat de draaiingsas van de ster min of meer samenvalt met het baanvlak van de planeet. Anders gezegd: de planeet beweegt in een polaire baan - heel anders dan de planeten in ons eigen zonnestelsel, waarvan het baanvlak ongeveer samenvalt met de evenaar van de zon.
De nieuwe resultaten doen vermoeden dat GJ436b in zijn merkwaardige baan terecht is gekomen onder invloed van zwaartekrachtstoringen van een andere, zware planeet die zich op grotere afstand van de ster zou moeten bevinden. Computersimulaties wijzen uit dat zulke storingen kunnen leiden tot excentrische, sterk gehelde banen. In dat geval is de planeet misschien pas relatief kort geleden in zijn huidige baan terecht gekomen, en is het verdampingsproces betrekkelijk recent. (GS)
→ Orbital Mayhem Around a Red Dwarf
15 december 2017
De Hyaden, een relatief jonge sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier, blijkt een goede plek te zijn om naar planeten te zoeken. In februari 2016 ontdekte een team van professionele en amateur-astronomen voor het eerst een planeet bij een van de sterren van de Hyaden. Enkele weken geleden volgde een tweede ontdekking en nu zijn bij een derde ster zelfs drie planeten opgespoord.Het gaat in dit geval om een planeet van aardse proporties met een omlooptijd van slechts acht dagen, een ‘mini-Neptunus’ die in 17 dagen om de ster cirkelt en een superaarde met een periode van 26 dagen. Omdat de geschatte leeftijd van de Hyaden slechts 800 miljoen jaar bedraagt, behoort de kleinste van de drie planeten tot de jongste aarde-achtige planeten die tot nu toe zijn ontdekt. Al deze exoplaneten zijn opgespoord met de Kepler-satelliet, die nauwkeurige metingen doet van de helderheden van sterren. Wanneer er een of meer planeten om een ster cirkelen, die vanaf de aarde gezien regelmatig voor de ster langs trekken, dan resulteert dit in karakteristieke ‘dipjes’ in de helderheid van de ster. (EE)
→ More Planets in the Hyades Cluster
14 december 2017
Astronomen hebben een achtste planeet ontdekt bij de zonachtige ster Kepler-90, die ruim 2500 lichtjaar van ons is verwijderd. Daarmee staat het planetenstelsel van deze ster getalsmatig op gelijke voet met ons zonnestelsel. De nieuwe exoplaneet, Kepler-90i, is een ziedend hete, rotsachtige planeet die eens in de ruim 14 dagen een rondje om zijn ster maakt. Het bestaan ervan is ontdekt met behulp van ‘machinaal leren’, een vorm van kunstmatige intelligentie. Bij de zoekactie is gebruik gemaakt van ‘oude’ gegevens van de Kepler-satelliet. Deze laatste spoort nieuwe exoplaneten op door nauwkeurige metingen te doen van de helderheden van sterren. Wanneer het licht van een ster kleine, regelmatige ‘dipjes’ vertoont, kan dat een teken zijn dat er regelmatig een planeet voorlangs trekt. Uit de dipjes die Kepler-90 vertoont was in 2014 en 2016 al afgeleid dat er minstens zeven planeten om de ster draaien. Door een speciaal ‘getrainde’ computer nog eens goed te laten kijken naar de lichtkrommen van deze en 669 andere sterren waarbij eerder planeten waren ontdekt, is nu dus nog een achtste planeet bij Kepler-90 opgespoord. Kepler-90 is overigens niet de enige ster waarbij op die manier een nog onbekende planeet is ontdekt. Er kwam ook een planeet boven water bij Kepler-80, wat het totaal voor dit planetenstelsel op zeven brengt. Naar verwachting zal het hier niet bij blijven. Het Kepler-archief bevat de helderheidsgegevens van meer dan 150.000 sterren, en die zullen allemaal nog eens machinaal worden uitgevlooid. (EE)
→ Artificial Intelligence, NASA Data Used to Discover Eighth Planet Circling Distant Star
13 december 2017
Hoe lang zou een hypothetische Mars-achtige planeet zijn atmosfeer kunnen vasthouden als hij om een rode dwergster cirkelt? Die vraag hebben NASA-wetenschappers proberen te beantwoorden aan de hand van gegevens die met de Mars-sonde MAVEN zijn verzameld. Zij hebben hun bevindingen gepresenteerd op de najaarsbijeenkomst van de American Geophysical Union, die deze week in New Orleans wordt gehouden. MAVEN heeft de afgelopen drie jaar gemeten hoe de Marsatmosfeer reageert op kleine en grote uitbarstingen van de zon. De inzichten die daarbij zijn verkregen, zijn nu toegepast op een kleine rotsachtige planeet die, net als Mars, aan de rand van de ‘leefbare zone’ om zijn ster – in dit geval een koele rode dwergster – cirkelt. Rode dwergen zijn de meest talrijke sterren in onze Melkweg. Omdat een rode dwerg veel minder licht produceert dan onze zon, bevindt de leefbare zone – het gebied rond de ster waar gematigde temperaturen heersen – zich ook veel dichter bij de ster. Dit heeft tot gevolg dat de hypothetische planeet 5 tot 10 keer zoveel ultraviolette straling zou ontvangen als de echte planeet Mars. Uit de nieuwe berekeningen blijkt dat de atmosfeer van zo’n planeet 5 tot 20 keer zo snel wordt afgebroken als bij Mars is gebeurd. Mocht het om een zeer actieve rode dwergster gaan, die frequent grote uitbarstingen vertoont, dan is het zelfs duizend keer zo snel gedaan met de atmosfeer, en de leefbaarheid, van de planeet. (EE)
→ Mars Mission Sheds Light on Habitability of Distant Planets
5 december 2017
Rond de dwergster K2-18, op 111 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Leeuw, cirkelen twee zogeheten 'superaardes' - grote, zware broertjes van onze eigen thuisplaneet. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van metingen die zijn verricht met de Europese HARPS-spectrograaf op de La Silla-sterrenwacht in Chili.
In 2015 ontdekte de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler een planeet die zich hoogstwaarschijnlijk in de zogeheten bewoonbare zone van de dwergster bevindt - het gebied waar de temperatuur goed is voor het bestaan van vloeibaar water aan het oppervlak. Deze planeet, K2-18b geheten, heeft een omlooptijd van 33 dagen.
Met de Europese HARPS-spectrograaf op de La Silla-sterrenwacht in Chili is nu de massa van deze planeet bepaald. Die kan afgeleid worden uit minieme periodieke schommelingen in de beweging van de ster (naar ons toe en van ons af), veroorzaakt door de zwaartekracht van de planeet. Uit de HARPS-metingen blijkt dat K2-18b een zogeheten superaarde is. Er valt echter niet met zekerheid vast te stellen of het een rotsachtige planeet met een dunne dampkring is of een 'waterplaneet' met een dikke ijslaag.
Bij de analyse van de HARPS-metingen ontdekten Canadese astronomen nog een tweede signaal, afkomstig van een ongeveer even zware planeet in een kleinere baan, met een omlooptijd van slechts 9 dagen. De nieuwe resultaten worden gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Two Super-Earths Around Star K2-18
29 november 2017
De kolossale, hete exoplaneet WASP-18b is gehuld in een verstikkende stratosfeer vol met koolstofmonoxide, ook wel ’kolendamp’ genoemd. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van waarnemingen die met de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer zijn gedaan (Astrophysical Journal Letters, 1 december 2017). WASP-18b heeft ongeveer tien keer zoveel massa als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel. Hij draait op zeer geringe afstand om een ster die 325 lichtjaar van ons verwijderd is. Exoplaneten van dit type worden ‘hete jupiters’ genoemd.In de atmosfeer van een planeet kan zich een stratosferische laag vormen als daarin moleculen aanwezig zijn die ultraviolette straling en zichtbaar licht van de moederster absorberen en de opgenomen energie in de vorm van warmte c.q. infraroodstraling teruggeven. Op aarde zijn het ozonmoleculen die deze functie vervullen, bij een hete jupiter gaat het waarschijnlijk om moleculen van titaniumdioxide. De gegevens van Hubble en Spitzer laten zien dat WASP-18b een bijzonder infraroodspectrum vertoont, zoals dat nog bij geen enkele andere exoplaneet was waargenomen. Om te kunnen achterhalen welke moleculen verantwoordelijk kunnen zijn voor dat spectrum, hebben astronomen gebruik gemaakt van computermodellen. Die modellen geven aan dat het spectrum van de planeet alleen reproduceerbaar zijn als zich veel koolstofmonoxide en heel weinig water in zijn atmosfeer bevindt. In de stratosfeer zou de koolstofmonoxide heet zijn, in de lager gelegen troposfeer koeler. Om de grote hoeveelheid koolstofmonoxide te kunnen verklaren, moet WASP-18b driehonderd keer zoveel elementen zwaarder dan helium bevatten dan andere hete jupiters. (EE)
→ Exoplanet Has Smothering Stratosphere Without Water
29 november 2017
Nieuwe computersimulaties wijzen erop dat de zoektocht naar (zuurstof-producerend) leven op planeten buiten ons zonnestelsels wel eens moeilijker zou kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Ongewone luchtstromingen zouden biomarkers – moleculen die door bacteriën of planten zijn geproduceerd – uit het zicht kunnen blazen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 29 november). Atmosfeeronderzoek is momenteel het enige middel waarmee wetenschappers naar mogelijke tekenen van leven op exoplaneten kunnen zoeken. Een van de chemische verbindingen waarnaar gezocht kan worden is ozon – een vorm van zuurstof. De meest voor de hand liggende doelwitten zouden de planeten zijn die bij enkele nabije rode dwergsterren, waaronder Proxima Centauri en TRAPPIST-1, zijn opgespoord. Dit zijn echter allemaal planeten met omlooptijden van minder dan 25 dagen die permanent met dezelfde kant naar hun ster zijn gericht. Modelberekeningen van de (eventuele) atmosferen van zulke planeten wijzen er nu op dat de belangrijkste luchtstromen van de polen af gericht zijn. Hierdoor verzamelt het daarin aanwezige ozon zich rond de evenaar. Dat bemoeilijkt niet alleen de detectie van deze ‘biomarker’, maar betekent ook dat grote delen van het oppervlak niet worden beschermd tegen schadelijke ultraviolette straling. (EE)
→ Traces of life on nearest exoplanets may be hidden in equatorial trap
27 november 2017
Gasvormige reuzenplaneten kunnen enorm opzwellen onder invloed van de hitte van hun moederster. Die voorzichtige conclusie trekken astronomen van de Universiteit van Hawaii in een artikel in The Astronomical Journal.
In de afgelopen jaren zijn veel gasreuzen ontdekt die in een zeer kleine baan rond hun moederster bewegen. In sommige gevallen lijken deze 'hete Jupiters' enorm te zijn opgezwollen. De oorzaak daarvan is onbekend, maar één van de theorieën is dat het opzwellen het resultaat is van energietoevoer in de dampkring van de planeet. Die energie zou dan op de een of andere manier getransporteerd moeten worden naar het inwendige van de gasreus.
In metingen van de ruimtetelescoop Kepler zijn nu twee hete Jupiters ontdekt die een baan beschrijven rond een rode reus. Rode reuzen zijn zonachtige sterren die aan het einde van hun leven zijn gekomen, waarbij hun afmetingen en energieproductie enorm is toegenomen. De twee planeten lijken verrassend veel op elkaar: in beide gevallen hebben ze een omlooptijd van circa 9 dagen, een massa die half zo groot is als die van Jupiter, en een middellijn die 30 procent groter is dan die van Jupiter.
De ontdekking doet vermoeden dat deze twee planeten inderdaad sterk opgezwollen zijn onder invloed van de toegenomen energieproductie van hun moederster. Dat zou erop kunnen wijzen dat ook andere opgezwollen hete Jupiters hun afmetingen (en relatief lage dichtheid) te danken hebben aan energietoevoer van buitenaf. (GS)
→ Newly Discovered Twin Planets Could Solve Puffy Planet Mystery
20 november 2017
Micro-organismen kunnen van de ene naar de andere planeet reizen dankzij botsingen met kosmische stofdeeltjes. Dat blijkt uit onderzoek van astrobiologen aan de Universiteit van Edinburgh.
Er wordt al lange tijd gespeculeerd dat zware kosmische inslagen tot de verspreiding van leven kunnen leiden: bij de inslag worden brokstukken van een planeetoppervlak de ruimte in geslingerd; na verloop van tientallen miljoenen jaren kunnen ze als meteorieten op een andere planeet terechtkomen. Zo zijn er op aarde veel maan- en Marsmeteorieten gevonden. Andersom zullen er 'aarde-meteorieten' op Mars liggen. Als er in die stenen micro-organismen voorkwamen, zou het leven zich op die manier door het zonnestelsel kunnen verspreiden.
Uit de nieuwe analyse blijkt nu dat dat ook kan dankzij interplanetair stof. In het zonnestelsel komen stofstromen voor met snelheden tot 70 kilometer per seconde. Op meer dan 150 kilometer hoogte, waar de atmosfeer extreem ijl is, kunnen zulke snel bewegende stofdeeltjes in botsing komen met stofjes in de aardse dampkring, of eventueel met micro-organismen die zich daar mogelijk bevinden. Die botsingen zijn energierijk genoeg om het stofje (of de bacterie) een snelheid te geven die boven de ontstnappingssnelheid van de aarde ligt. Op die manier zouden aardse bacteriën in de interplanetaire ruimte terecht kunnen komen en mogelijk zelfs op andere planeten, aldus de onderzoekers in het vakblad Astrobiology. (GS)
→ Space Dust May Transport Life Between Worlds
15 november 2017
Astronomen hebben, op een afstand van iets minder dan elf lichtjaar, een nieuwe exoplaneet van aardse proporties ontdekt. De planeet, die de aanduiding Ross 128 b heeft gekregen, cirkelt om een inactieve rode dwergster, wat de kans vergroot dat zich hier leven in stand kan houden. De planeet is ontdekt met de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) van de 3,6-meter ESO-telescoop op La Silla, in het noorden van Chili. Het bestaan van de planeet wordt afgeleid uit de kleine schommelbeweging die zijn moederster Ross 128 maakt. Uit die schommelbeweging blijkt dat Ross 128 b op twintig keer zo kleine afstand om zijn ster draait als de aarde om de zon. Desondanks ontvangt de planeet maar 38 procent meer straling dan de aarde, omdat zijn moederster een zwakke rode dwergster is, met een oppervlaktetemperatuur die slechts iets meer dan de helft is van die van de zon. Bijgevolg ligt de evenwichtstemperatuur van de exoplaneet ergens tussen de -60 en +20 graden Celsius. Hoewel de wetenschappers die bij deze ontdekking betrokken zijn Ross 128 b als een ‘gematigde’ planeet beschouwen, is het onzeker of de planeet zich binnen, buiten of op de rand van de leefbare zone bevindt, waar vloeibaar water op een planeetoppervlak kan bestaan. Rode dwergen zijn de koelste en zwakste, maar ook meest talrijke, sterren in het heelal. Dit maakt hen heel geschikt voor de zoektocht naar exoplaneten. Bij deze lichte sterren laten kleine, koele soortgenoten van de aarde zich namelijk gemakkelijker opsporen dan bij sterren die meer op de zon lijken. Veel rode dwergsterren, zoals bijvoorbeeld Proxima Centauri, produceren af en toe opvlammingen waarbij de planeten die om hen heen cirkelen met dodelijke ultraviolette en röntgenstraling worden bestookt. Het lijkt er echter op dat Ross 128 een veel kalmere ster is, en dus zouden zijn planeten wel eens de meest nabije aangename verblijfplaatsen voor eventueel leven kunnen zijn. Een aardig detail is dat Ross 128 momenteel onze kant op beweegt. Naar verwachting zal de ster over slechts 79.000 jaar – een kosmische oogwenk – zelfs onze meest nabije buurster zijn. Dan verdringt Ross 128 b dus ook Proxima b als meest nabije exoplaneet! (EE)
→ Volledig persbericht
9 november 2017
Een team van voornamelijk Nederlandse sterrenkundigen heeft in detail bewegende schaduwen waargenomen in een stofschijf rond een ster. Ze deden dat door op meerdere dagen een ‘foto’ van de ster plus zijn schijf te maken. Ze gebruikten hiervoor het mede in Nederland gebouwde SPHERE-instrument op de Very Large Telescope in Chili. Waarschijnlijk werpen processen in de binnenste schijf hun schaduw op de buitenste schijf. De sterrenkundigen publiceren hun bevindingen in het vaktijdschrift The Astrophysical Journal. De astronomen vonden de schaduwen bij de ster HD135344B. Dat is een jonge ster op een afstand van ongeveer 450 lichtjaar van de aarde. De stofschijf rond de ster vertoont opvallende spiraalarmen. De onderzoekers vermoeden dat deze zijn veroorzaakt door een of meer zware protoplaneten die tot Jupiter-achtige werelden zullen evolueren. De sterrenkundigen zagen subtiele helderheidsvariaties in de buitenste stofschijf. Ze denken dat dit komt doordat het gas en stof in de binnenschijf snel rond de ster draaien. Maar welk proces er precies achter zit, weten de astronomen nog niet. ‘Het kunnen bijvoorbeeld winden zijn, of wervelingen of botsingen tussen gruis,’ zegt Tomas Stolker, eerste auteur van de publicatie over de schaduwen. Stolker is nu postdoc aan de ETH in Zürich en was ten tijde van de waarnemingen promovendus aan de Universiteit van Amsterdam. SPHERE is een van de nieuwste instrumenten op ESO’s Very Large Telescope op Cerro Paranal in het noorden van Chili. Het instrument is mede in Nederland ontwikkeld en gebouwd. Het gebruikt adaptieve optiek om te corrigeren voor de trillende aardatmosfeer. Verder heeft het een coronagraaf die het meeste sterlicht tegenhoudt. Daarnaast verwijderen polarisatiefilters het laatste restje sterlicht. Uiteindelijk blijft een afbeelding van de stofschijf rond de ster over.
→ Volledig persbericht
6 november 2017
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de 15-meter James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) op Mauna Kea, Hawaii, aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een zeer jonge proto-planeet in een baan rond een zich vormende ster.
De JCMT doet waarnemingen op submillimeter-golflengten. De baby-ster (EC53 geheten, in een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Slang) blijkt in de loop van anderhalf jaar in helderheid te variëren. Zulke helderheidsvariaties waren eerder al gezien op infrarode golflengten. De submillimeter-waarnemingen (geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal) maken echter duidelijk dat de variaties het gevolg zijn van een periodieke toe- en afname van de hoeveelheid gas en stof die vanuit een protoplanetaire schijf op de zich vormende ster valt.
Uit modelberekeningen blijkt dat de waargenomen variaties goed te verklaren zijn wanneer er rond de ster een Jupiter-achtige planeet-in-wording draait, die zwaartekrachtsstoringen veroorzaakt in de gasstroom naar de ster. (GS)
→ 18-Month Twinkle in a Forming Star Suggests a Very Young Planet
3 november 2017
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili, stof gedetecteerd rond de ster Proxima Centauri. Het zou gaan om twee stofgordels die overeenkomsten vertonen met de planetoïdengordel en de Kuipergordel in ons eigens zonnestelsel. De ontdekking doet vermoeden dat Proxima omgeven is door een uitgebreid planetenstelsel. Proxima Centauri is de meest nabije buur van onze zon. Ze is een zwakke rode dwergster op slechts vier lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Centaur. Om haar heen cirkelt de in 2016 ontdekte planeet Proxima b, die ongeveer zo groot is als onze aarde en een gematigde temperatuur heeft. Het Proxima-stelsel blijkt echter uit meer te bestaan dan een ster en een planeet. Nieuwe ALMA-waarnemingen laten zien dat de ster omgeven is door wolken van koud kosmisch stof. Vermoedelijk gaat het daarbij om de overblijfselen van materiaal dat niet is samengeklonterd tot grotere hemellichamen, zoals planeten. Dit materiaal zou bestaan uit rots- en ijsdeeltjes van uiteenlopende afmetingen. Het stof lijkt zich te bevinden in een gordel die zich uitstrekt tot op enkele honderden miljoenen kilometers van Proxima Centauri en ongeveer één honderdste van een aardmassa aan materiaal bevat. Deze gordel heeft een temperatuur van naar schatting –230 graden Celsius en is daarmee ongeveer net zo koud als de Kuipergordel in het buitengebied van ons zonnestelsel. De ALMA-gegevens bevatten ook aanwijzingen voor het bestaan van nog kouder stof op ongeveer tien keer zo grote afstand van de ster. Indien bevestigd, zou dat een intrigerende ontdekking zijn in die zeer koude omgeving ver van een ster die koeler en zwakker is dan de zon. De twee gordels bevinden zich veel verder van Proxima Centauri dan de planeet Proxima b, die op een afstand van slechts vier miljoen kilometer om zijn moederster cirkelt.Guillem Anglada, leider van het onderzoek, licht de implicaties van de ontdekking toe: ‘Dit resultaat wijst erop dat Proxima Centauri een meervoudig planetenstelsel kan hebben, met een rijke geschiedenis van interacties die tot de vorming van een stofgordel heeft geleid. Verder onderzoek kan informatie verschaffen over de locaties waar zich nog onontdekte planeten kunnen bevinden.’ (EE)
→ Volledig persbericht
31 oktober 2017
Astronomen hebben een reuzenplaneet ontdekt bij een dwergster. Exoplaneet NGTS-1b is ongeveer even groot als de planeet Jupiter in ons eigen zonnestelsel, maar de rode dwergster waar hij omheen draait is slechts half zo groot als de zon. Dat betekent dat de middellijn van de planeet ongeveer 20 procent bedraagt van die van de ster. Daarmee is NGTS-1b in verhouding tot zijn moederster de grootste planeet die tot nu toe ooit is gevonden. Eerder zijn wel veel exoplaneten bij dwergsterren ontdekt, maar dat waren steeds relatief kleine, aardeachtige werelden.
De planeet is gevonden met de Next Generation Transit Survey, een groep van relatief kleine telescopen op de Europese Paranal-sterrenwacht in Noord-Chili. Het is de eerste exoplaneet die met het nieuwe instrumentarium is ontdekt. Ster en planeet bevinden zich op ca. 600 lichtjaar afstand van de aarde. De planeet is naar schatting 20 procent minder zwaar dan Jupiter. Eens in de 2,6 dagen beschrijft hij een baan rond zijn moederster (een kleine, koele rode dwerg), op een afstand van slechts 4,5 miljoen kilometer. De temperatuur op de gasvormige reuzenplaneet bedraagt naar schatting 530 graden Celsius.
Sterrenkundigen hebben geen goede verklaring voor het bestaan van de planeet. Algemeen wordt aangenomen dat er rond een jonge dwergster onvoldoende materiaal aanwezig is voor de vorming van grote reuzenplaneten. Mogelijk is het stelsel ontstaan als een dubbelster. De ontdekking is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ 'Monster' Planet Discovery Challenges Formation Theory
26 oktober 2017
In de atmosfeer van de ziedend hete reuzenplaneet Kepler-13Ab sneeuwt het titaniumdioxide – een belangrijk bestanddeel van onze zonnebrandcrème. Dat blijkt uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop (The Astronomical Journal, oktober 2017). Kepler-13Ab is een van de heetste exoplaneten die we kennen. De planeet cirkelt op geringe afstand om zijn moederster en daarbij is steeds hetzelfde halfrond naar de ster gericht. Hierdoor lopen de temperaturen aan die kant van de planeet op tot meer dan 2700 graden Celsius. Aan de nachtkant is het beduidend koeler. Het titaniumoxide in de atmosfeer is niet rechtstreeks waargenomen. De aanwezigheid ervan wordt afgeleid uit het feit dat de atmosferische temperatuur aan de dagzijde van Kepler-13Ab naar boven toe daalt in plaats van stijgt, zoals bij de meeste andere hete gasplaneten het geval is. Het titaniumoxide in de atmosferen van andere hete gasplaneten absorbeert licht en straalt daardoor warmte uit, waardoor de atmosfeer tot op grote hoogte wordt opgewarmd. Hieruit concluderen wetenschappers af dat er aan de dagzijde van Kepler-13Ab titaniumoxide aan de atmosfeer wordt onttrokken. Waarschijnlijk voeren sterke luchtstromingen de verbinding naar de nachtzijde van de planeet, alwaar deze kristalliseert en omlaag dwarrelt. Door de sterke zwaartekracht van de planeet komt het titaniumoxide uiteindelijk zo laag in de atmosfeer terecht, dat het niet kan worden teruggeblazen naar de dagzijde. Bij lichtere hete gasplaneten gebeurt dat laatste wel en verdampen de kristalletjes weer tot gas. (EE)
→ Astronomers discover sunscreen snow falling on hot exoplanet
25 oktober 2017
Een team van professionele en amateur-astronomen hebben zes kometen ontdekt die om een ster op 800 lichtjaar van de aarde bewegen of beter gezegd: bewogen. De exokometen, die ongeveer zo groot waren als de bekende komeet Halley, zijn inmiddels uit elkaar gevallen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 25 oktober). De kometen zijn ontdekt in gegevens van de Amerikaanse satelliet Kepler, die heel nauwkeurige metingen doet van de helderheden van sterren. Op die manier zijn enkele duizenden planeten ontdekt die met grote regelmaat voor hun ster langs schuiven en een deel van het sterlicht tegenhouden. Zo’n planeetovergang resulteert in een karakteristieke ‘dip’ in de helderheid van de ster, die een symmetrische U-vorm vertoont. De helderheid van de ster daalt steil, vlakt dan af en stijgt vervolgens weer steil naar de oorspronkelijke waarde. Bij de ster KIC 3542116 zijn zes dipjes waargenomen die een veel minder symmetrisch verloop laten zien. Ze beginnen met een steile daling, maar worden gevolgd door een meer geleidelijke stijging. Een dergelijk helderheidsverloop wordt ook waargenomen bij desintegrerende exoplaneten die een spoor van puin achterlaten. In die gevallen is echter een regelmatig terugkerende helderheidsafname van de ster te zien. Bij KIC 3542116 valt echter geen duidelijk patroon in de waarnemingen te ontdekken. De onderzoekers kunnen de waarnemingen maar op één manier verklaren. De helderheidsdips zijn veroorzaakt door zes verschillende kometen die hun ster al zo dicht waren genaderd, dat ze bezig waren om uit elkaar te vallen – een proces dat bij een klein hemellichaam als een komeet veel sneller verloopt dan bij een planeet. Daarbij zou zich een staart van dicht stof hebben gevormd die – op het moment dat zo’n komeet vanaf de aarde gezien voor de ster langs trok – een tiende procent van het sterlicht tegenhield. (EE)
→ Scientists detect comets outside our solar system
12 oktober 2017
Onderzoek van een dubbelster, bestaande uit twee zonachtige sterren, heeft laten zien dat een van beide sterren ongeveer 15 aardmassa’s aan planetair materiaal heeft opgeslokt. Deze ‘planetenverslinder’ en zijn begeleider bevinden zich op 350 lichtjaar van de aarde. De twee sterren zijn ongeveer 4 miljard jaar oud en draaien in een wijde baan om elkaar heen. De bijzondere ontdekking is gedaan door de astrofysicus Semyeong Oh van de Princeton Universiteit. Zij onderzocht de catalogus van de Europese Gaia-satelliet, die bezig is de om de sterren van onze Melkweg in kaart te brengen, op tweetallen sterren die met dezelfde snelheid dezelfde kant op bewegen. In veel gevallen zijn dat echte dubbelsterren: sterren die gelijktijdig dicht bij elkaar zijn gevormd en uit hetzelfde basismateriaal bestaan. De sterren HD 240429 en HD 240430 leken perfect aan dit signalement te voldoen, op één ding na: ze verschilden sterk van chemische samenstelling. HD 240429, die ‘Kronos’ is gedoopt, bevat aanzienlijk meer zware chemische elementen dan zijn tweeling, ‘Krios’. Omdat er weinig twijfel over bestaat dat de beide sterren uit één en dezelfde gaswolk zijn gevormd, en ook ongeveer even oud zijn, bleef er eigenlijk maar een verklaring over voor de afwijkende samenstelling van Kronos: hij lijkt enkele planeten te hebben verzwolgen. Omdat het verschil in samenstelling tussen de beide sterren het grootst is voor elementen als ijzer, silicium en magnesium, moeten dat rotsachtige werelden zijn geweest. Er zijn meer voorbeelden bekend van sterren die planetair materiaal hebben opgeslokt, maar niet eerder is zo’n gulzige ster als Kronos. ontdekt. Vermoed wordt dat de oorzaak ligt bij een dichte passage van een andere ster. Daarbij zouden de buitenste planeten van Kronos in langgerekte banen terecht zijn gekomen, die hen door het binnenste deel van het planetenstelsel voerden. De daar aanwezige rotsachtige binnenplaneten zouden vervolgens naar de ster toe zijn geslingerd. Als dit scenario klopt, zouden er nog steeds planeten in langgerekte banen om Kronos moeten wentelen. Verder onderzoek kan hier uitsluitsel over geven. (EE)
→ Devourer of planets? Princeton researchers dub star ‘Kronos’
19 september 2017
Niet de massa maar de grootte van een exoplaneet lijkt te bepalen of hij een detecteerbare atmosfeer heeft. Astronomen bestudeerden bestaande Hubble-waarnemingen van dertig exoplaneten, waarvan we de baan van opzij zien, zodat ze eens per omloop voor hun moederster langs bewegen. Bij zestien van de dertig planeten werd een dikke, waterdamprijke atmosfeer aangetroffen. In alle gevallen ging het om planeten met grote afmetingen; de massa van een exoplaneet lijkt minder invloed te hebben op de evolutie van een atmosfeer.
Vrijwel alle atmosferen bevatten ook wolken; slechts in twee gevallen (de twee heetste exoplaneten) lijkt er sprake te zijn van een heldere hemel, althans op relatief grote hoogte. Wel bevatten die twee atmosferen - naast waterdamp - titaniumoxide en vanadiumoxide.
De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op het European Planetary Science Congress 2017 in Riga, Estland. (GS)
→ Size matters in the detection of exoplanet atmospheres
14 september 2017
Astronomen hebben ontdekt dat de dagzijde van de inmiddels vrij bekende exoplaneet WASP-12b bijna geen licht weerkaatst. Anders gezegd: de planeet is pikzwart. Dat blijkt uit metingen van de Hubble-ruimtetelescoop die zijn gedaan toen de planeet achter zijn ster langs schoof. De metingen laten zien dat de planeet hooguit 6,4 procent van het ontvangen licht weerkaatst. Daarmee is hij zo donker als vers asfalt. WASP-12b is bijna twee keer zo groot als de planeet Jupiter en draait in iets meer dan een dag om zijn moederster. Uit die korte omlooptijd kun je afleiden dat de afstand tot die ster klein is – zo klein dat de temperatuur aan zijn dagzijde oploopt tot maar liefst 2600 graden Celsius. Deze hoge temperatuur is ook de meest waarschijnlijke verklaring voor het geringe lichtweerkaatsende vermogen. Aan de dagzijde loopt de temperatuur zo hoog op, dat de meeste moleculen daar niet tegen bestand zijn. Hierdoor kunnen zich ook geen wolken vormen die licht zouden kunnen weerkaatsen. In plaats daarvan dringt binnenkomend licht diep de atmosfeer binnen, om vervolgens door waterstofatomen te worden geabsorbeerd en in warmte-energie te worden omgezet. De nachtkant van de planeet is overigens een ander verhaal. Daar is de temperatuur ruim duizend graden lager, en kan zich waterdamp en bewolking vormen. Die kant weerkaatst mogelijk dus meer licht, maar is permanent van zijn ster afgekeerd. (EE)
→ Hubble Captures a Blistering Pitch-Black Planet
13 september 2017
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope, voor het eerst titaniumoxide gedetecteerd in de atmosfeer van een exoplaneet. De ontdekking is gedaan bij de hete Jupiterachtige planeet WASP-19b en levert unieke informatie op over de chemische samenstelling en de temperatuur- en luchtdrukstructuur van diens atmosfeer (Nature, 13 september). WASP-19b heeft ongeveer dezelfde massa als Jupiter, maar bevindt zich dermate dicht bij zijn moederster dat zijn omlooptijd slechts 19 uur bedraagt en zijn atmosfeer een geschatte temperatuur heeft van ongeveer 2000 graden Celsius. Wanneer WASP-19b voor zijn moederster langs schuift, schijnt een deel van het sterlicht door de planeetatmosfeer heen, waarbij deze laatste subtiele ‘vingerafdrukken’ achterlaat in het licht dat de aarde uiteindelijk bereikt. Uit een analyse van dat licht blijkt dat de atmosfeer van WASP-19b behalve kleine hoeveelheden titaniumoxide ook water en sporen van natrium bevat. Ook is een planeetomvattende ‘mist’ waargenomen.Bekend was al dat de atmosferen van koele sterren titaniumoxide bevatten. Ook bestond het vermoeden dat dit molecuul te vinden zou zijn in de atmosferen van hete planeten zoals WASP-19b. Dat vermoeden is nu dus bevestigd. Titaniumoxide fungeert als ‘warmteopnemer’: het voorkomt dat er warmte de planeetatmosfeer binnenkomt of verlaat. Hierdoor ontstaat een thermische inversie: de temperatuur in de hoge atmosfeer is hoger dan in lager gelegen delen, terwijl dat normaal gesproken andersom is. Ozon speelt een vergelijkbare rol in de atmosfeer van onze eigen planeet, waar dit gas een inversie in de stratosfeer veroorzaakt. (EE)
→ Volledig persbericht
11 september 2017
Rond Proxima Centauri cirkelen misschien twee planeten. Nieuwe metingen met de Europese HARPS-detector op de La Silla-sterrenwacht in Noord-Chili lijken daarop te wijzen.
Proxima Centauri is de ster die het dichtst bij de zon staat, op slechts 4,2 lichtjaar afstand. Vorig jaar werden periodieke schommelingen ontdekt in de radiale snelheid van de ster (naar ons toe en van ons af). Daaruit trokken astronomen de conclusie dat er een aarde-achtige planeet rond Proxima draait, met een omlooptijd van 11,2 dagen. De planeet wordt Proxima b genoemd.
Nieuwe HARPS-metingen, eerder dit jaar verricht in het kader van de Red Dots-campagne, bevestigen het bestaan van Proxima b, maar laten ook een geleidelijke afname zien in de radiale snelheid van de ster. Die zou veroorzaakt kunnen worden door een tweede planeet (Proxima c), met een veel langere omlooptijd van wellicht enkele maanden of zelfs een paar jaar. (GS)
→ Do-it-yourself Science — is Proxima c hiding in this graph? (ESO Foto van de week)
9 september 2017
De mysterieuze helderheidsvariaties van de ster KIC 8462852 worden veroorzaakt door microscopisch kleine stofdeeltjes in een baan rond de ster. Dat concluderen onderzoekers op basis van nieuwe waarnemingen van de ster, verricht door de ruimtetelescopen Swift en Spitzer. De theorie dat de helderheidsschommelingen van 'Tabby's ster' veroorzaakt worden doordat er een kolossaal kunstmatig bouwwerk omheen wentelt, is daarmee definitief van de baan. De nieuwe waarnemingen zijn geaccepteerd voor publicatie in het vakblad The Astrophysical Journal.
'Tabby's ster' (genoemd naar astronoom Tabetha Boyajian) vertoont onregelmatige, asymmetrische helderheidsvaraities. Die werden ontdekt door ruimtetelescoop Kepler. Kennelijk beweegt er af en toe materiaal voor de ster langs, maar er is in elk geval geen sprake van een regelmatig rondcirkelende planeet. Vandaar dat sommige astronomen opperden dat er sprake zou kunnen zijn van een kolossaal kunstmatig bouwwerk, geconstrueerd door een buitenaardse beschaving.
De waarnemingen van Swift en Spitzer rekenen nu echter resoluut af met die vergezochte en specualtieve theorie, zo meldt de nieuwswebsite dailygalaxy.com. Swift doet waarnemingen op ultraviolette golflengten; Spitzer in het infrarood. Beide ruimtetelescopen hebben gelijktijdig met Kepler helderheidsschommelingen waargenomen in het licht van Tabby's ster, maar de mate van verzwakking van de ster wijkt in het ultraviolet en in het infrarood af van die in zichtbaar licht. Dat valt alleen te verklaren als het sterlicht wordt verzwakt door microscopisch kleine stofdeeltjes, die licht van verschillende golflengten op een verschillende wijze verstrooien. (GS)
→ Nieuwsbericht op dailygalaxy.com
31 augustus 2017
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop onderzocht of er nog water kan zijn op de zeven planeten van de nabije ster TRAPPIST-1. De resultaten wijzen erop dat dit voor de buitenste planeten van het stelsel inderdaad mogelijk is. TRAPPIST-1 is een koele dwergster op veertig lichtjaar van de aarde. Rond de ster cirkelen zeven planeten die van vergelijkbare omvang zijn als onze eigen planeet. Daarmee is dit de grootste verzameling van aardse planeten die tot nu toe bij een en dezelfde ster is ontdekt. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop is onderzocht hoeveel ultraviolette straling de verschillende planeten van het stelsel van hun moederster ontvangen. Ultraviolette straling breekt watermoleculen af, dus hoe meer uv-straling een planeet opvangt, des te meer water zal hij zijn kwijtgeraakt. De waarnemingen wijzen erop dat de zeven planeten van TRAPPIST-1 in de loop van hun geschiedenis waarschijnlijk enorme hoeveelheden water hebben verloren. Dat geldt met name voor de twee binnenste planeten, TRAPPIST-1b en TRAPPIST-1c. Dat tweetal heeft de afgelopen acht miljard jaar mogelijk twintig aardse oceanen aan water zien verdwijnen. De kans dat hier nog water over is, lijkt dus klein. Voor de verder naar buiten gelegen planeten ziet het er minder somber uit: die kunnen zelfs nog vloeibaar water op hun oppervlak hebben. De gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop kunnen daar echter niet echt uitsluitsel over geven. Ook onzeker is hoeveel water de zeven planeten oorspronkelijk hebben gehad. (EE)
→ Hubble delivers first hints of possible water content of TRAPPIST-1 planets
29 augustus 2017
De 120 lichtjaar verre ster HAT-P-11 vertoont talrijke ‘zonnevlekken’. Dat blijkt uit een nauwkeurige analyse van de helderheidsvariaties die de ster vertoont. Sinds 2009 is bekend dat er op een afstand van minder dan 10 miljoen kilometer een planeet van het formaat Neptunus in een vrijwel polaire baan om HAT-P-11 cirkelt. Deze planeet schuift vanaf de aarde gezien om de vijf dagen voor zijn ster langs en veroorzaakt daarbij steeds een kleine gedeeltelijke ’sterverduistering’. Tijdens sommige van die planeetovergangen veert de helderheid van de ster echter eventjes op. Deze geringe afwijkingen worden in verband gebracht met donkere koele plekken op het steroppervlak die vergelijkbaar zijn met de zonnevlekken die onze zon geregeld vertoont. Steeds wanneer de planeet precies voor zo’n vlek langs trekt, bedekt hij een donker stukje steroppervlak in plaats van een helder stukje. Het netto effect daarvan is dat de ster even in helderheid lijkt toe te nemen. In de loop van vier jaar zijn op die manier bijna driehonderd ‘zonnevlekken’ op HAT-P-11 gedetecteerd. Net als bij onze zon blijken die vlekken verdeeld te zijn over twee gordels aan weerszijden van de evenaar. De vlekken zijn echter wel veel talrijker: gemiddeld is drie procent van het steroppervlak ‘bevlekt’, wat honderd keer meer is dan bij onze zon. Ook vertoont HAT-P-11 soms vlekken die beduidend groter zijn dan de grootste zonnevlekken die ooit zijn waargenomen. (EE)
→ HAT-P-11: A Spotted Star
28 augustus 2017
Het is een team Nederlandse astronomen, onder aanvoering van Thomas Wijnen (Radboud Universiteit), gelukt om gasschijven, waaruit planeten vormen, te laten kantelen en krimpen in een virtuele windtunnel. Het onderzoek helpt bijvoorbeeld bij het vinden van een verklaring voor de gekantelde planeetbanen in ons eigen zonnestelsel. Wijnen en de zijnen publiceren hun bevindingen in twee artikelen in het vakblad Astronomy & Astrophysics.Een pasgeboren ster is omringd door een schijf van gas en stof waaruit zich planeten vormen. Daarnaast is er in stervormingsgebieden veel overgebleven gas, dat niet is gebruikt om sterren (en hun schijven) te vormen. Nederlandse astronomen denken dat de gasschijf waaruit ons planeetstelsel ontstond, onder invloed van gas in de omgeving is gekanteld.Om de hypothese van de kantelende stofschijven te onderzoeken, plaatsten Nederlandse astronomen een ster met een gasschijf in een virtuele windtunnel onder verschillende omstandigheden. Een echte windtunnel zou niet kunnen, omdat daarvoor windtunnels zouden moeten bestaan die groter zijn dan een compleet zonnestelsel en omdat de processen honderdduizenden jaren duren.Thomas Wijnen (ten tijde van het onderzoek werkzaam aan de Radboud Universiteit, nu werkzaam aan de Universiteit Leiden), eerste auteur van twee wetenschappelijke artikelen over de kantelende en krimpende schijven, legt uit: "In een filmpje van onze simulatie zie je de schijf kantelen. Je ziet ook hoe de buitenste lagen van de stofschijf meegesleurd worden door de stroom. De schijf krimpt ook doordat het continu instromend gas opveegt, maar dat is op het eerste oog wat moeilijker te zien."De onderzoekers kunnen het krimpen van de schijven theoretisch beschrijven en passen hun theorie toe door schijven na te bootsen in onder andere het Trapeziumcluster. Dat is een stervormingsgebied in de Orionnevel in het sterrenbeeld Orion op 'slechts' 1300 lichtjaar van ons vandaan.De Nederlandse simulaties blijken de werkelijkheid goed te benaderen. Wijnen: "Wij hebben ontdekt dat bijna-botsingen tussen stofschijven een minder grote rol spelen dan gedacht. Onze simulaties laten zien dat juist het opvegen van gas uit de omgeving belangrijker is. Tot nu toe had niemand de invloed van het opgeveegde gas onderzocht en gedacht dat het zo’n grote rol kan spelen."In de toekomst zouden de onderzoekers onder andere willen kijken naar de invloed van een krimpende schijf op de vorming van planeten. Het krimpen zou er namelijk weleens voor kunnen zorgen dat planeten die aan de buitenkant van het stelsel ontstaan later richting hun ster bewegen. Dat onderzoek is nu 'hot' omdat begin 2017 het Trappist-1-stelsel werd ontdekt met zeven grote planeten dicht bij zijn ster. Sinds die ontdekking probeerden onder andere Amsterdamse onderzoekers te verklaren hoe zo'n stelsel kan ontstaan.
→ Origineel persbericht
11 augustus 2017
Wetenschappers hebben schatting gemaakt van de leeftijd van een van de meest intrigerende planetenstelsels die tot nu toe zijn ontdekt: dat van TRAPPIST-1. Rond deze rode dwergster, die slechts 40 lichtjaar van ons is verwijderd, hebben Belgische astronomen recent zeven planeten ontdekt die qua grootte vergelijkbaar zijn met de aarde. Uit de nieuwe schatting blijkt dat TRAPPIST-1 vrij oud moet zijn: tussen de 5,4 en 9,8 miljard jaar. Dat wordt onder meer afgeleid uit de snelheid waarmee de ster om het centrum van de Melkweg beweegt (snelle sterren zijn doorgaans ouder). Ook de chemische samenstelling van de atmosfeer van de ster en het relatief kleine aantal uitbarstingen dat deze produceert wijzen op een hoge leeftijd. De ster en haar planetenstelsel zijn dus in elk geval ouder dan ons eigen zonnestelsel (4,6 miljard jaar). Dat betekent dat het planetenstelsel van TRAPPIST-1 zeer stabiel moet zijn, anders zou het allang uit elkaar zijn gevallen. Wat deze hoge leeftijd betekent voor de leefbaarheid van de planeten, is nog onduidelijk. Weliswaar bevinden enkele van de planeten zich binnen de leefbare zone van de ster – de gordel waarbinnen de temperatuur op het oppervlak van een planeet gematigd genoeg is om water vloeibaar te laten zijn – maar rode dwergsterren vertonen wispelturig gedrag – vooral in hun jeugd. De zeven planeten hebben miljarden jaren blootgestaan aan intense uitbarstingen van extreem ultraviolette straling. Hierdoor is de kans groot dat de planeten, die op geringe afstanden om TRAPPIST-1 draaien, hun atmosferen en hun watervoorraden allang zijn kwijtgeraakt. Alleen de twee buitenste planeten zijn de dans wellicht ontsprongen. Waarnemingen met de James Webb-ruimtetelescoop, die eind volgend jaar wordt gelanceerd, zullen daar mogelijk uitsluitsel over kunnen geven. (EE)
→ TRAPPIST-1 is Older Than Our Solar System
8 augustus 2017
Een internationaal team van astronomen heeft vastgesteld dat er om de nabije zonachtige ster Tau Ceti waarschijnlijk maar vier planeten cirkelen. Eerdere onderzoeksresultaten hadden er nog op gewezen dat het om vijf of zes planeten zou gaan. Het bestaan van het viertal wordt afgeleid uit de kleine schommelbewegingen die Tau Ceti vertoont. Deze schommelbewegingen zijn het gevolg van de onderlinge aantrekkingskrachten tussen de ster en haar planeten. Het is echter niet zo eenvoudig om de geringe bewegingen van de ster te onderscheiden van de ‘ruissignalen’ die worden veroorzaakt door activiteit op het oppervlak van de ster zelf. Dat vereist een lange reeks waarnemingen, en pas nu is het zo ver dat de eerdere schijndetecties kunnen worden rechtgezet. De vier planeten van Tau Ceti zijn van aards formaat. Ze behoren tot de kleinste die ooit bij een nabije, zonachtige ster zijn ontdekt. Twee ervan bevinden zich zelfs binnen de leefbare zone van ster, wat betekent dat er vloeibaar water op hun oppervlak kan bestaan. (EE)
→ Four Earth-sized planets detected orbiting the nearest sun-like star
2 augustus 2017
Wetenschappers hebben sterke aanwijzingen gevonden dat de atmosfeer van exoplaneet WASP-121b een stratosfeer heeft – een laag in de atmosfeer waarin de temperatuur naar boven toe stijgt in plaats van daalt (Nature, 2 augustus). WASP-121b is een zogeheten ‘hete jupiter’ op ongeveer 900 lichtjaar van de aarde. De planeet heeft iets meer massa dan ‘onze’ Jupiter, maar draait op zo’n geringe afstand om zijn moederster dat zijn atmosfeer door de hoge temperatuur (2500 °C) is opgezwollen. Dat maakt hem bijna twee keer zo groot als Jupiter. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers gekeken hoe verschillende moleculen in de atmosfeer, zoals die van waterdamp, reageren op bepaalde golflengten van licht. Het licht van de moederster dringt diep de planeetatmosfeer binnen, waar het de temperatuur van het gas aldaar verhoogt. Op zijn beurt straalt het gas de warmte terug de ruimte in, in de vorm van infraroodstraling. Als alle bovenliggende atmosferische lagen koeler waren dan het opgewarmde gas, zouden deze het terug gestraalde ‘licht’ op bepaalde golflengten moeten absorberen. Maar dat is niet het geval: sterker nog, de watermoleculen hoog in de atmosfeer voegen op diezelfde golflengten juist infraroodstraling toe. Dat laatste betekent dat de hogere atmosferische lagen juist warmer zijn. In de aardatmosfeer is iets vergelijkbaars te zien: op enkele tientallen kilometers hoogte vinden, onder invloed van ultraviolette straling van de zon, reacties plaats waarbij ozon wordt gevormd (en ook weer wordt afgebroken). Het netto resultaat daarvan is dat deze laag – de stratosfeer dus – opwarmt. Onduidelijk is nog welke stof de ‘inversie’ van de temperatuur in de atmosfeer van WASP-121b veroorzaakt. Mogelijke kandidaten zijn vanadiumoxide en titaniumoxide. Dat zijn verbindingen waarvan op theoretische gronden wordt vermoed dat ze in de atmosferen van de allerheetste ‘jupiters’ voorkomen. Ook de twee exoplaneten die recent met het Leidse MASCARA-instrument zijn ontdekt, behoren tot deze laatste categorie. Wellicht zal dus ook bij dit tweetal een stratosfeer worden ontdekt. (EE)
→ Hubble Detects Exoplanet with Glowing Water Atmosphere
31 juli 2017
Rond exoplaneet Kepler-1625b draait mogelijk een grote maan. Dat meldt de website scientias.nl, op basis van een vakpublicatie op de preprintserver arXiv. Het bestaan van de maan is nog niet bevestigd; in oktober zal de planeet gedetailleerd bestudeerd worden door de Hubble Space Telescope.
Ruimtetelescoop Kepler heeft duizenden planeten rond andere sterren ontdekt via de 'overgangsmethode': als een planeet - gezien vanaf de aarde - voor zijn moederster langs beweegt, onderschept hij een klein beetje sterlicht. In principe is op diezelfde manier ook het bestaan van een of meer manen rond een exoplaneet af te leiden. Tot op heden is dat echter nog niet gelukt.
Twee astronomen van Columbia University in New York hebben nu samen met 'burgerwetenschapper' A.R. Schmitt ruim zesduizend overgangen van een kleine 300 exoplaneten in detail bestudeerd. In slechts één geval - Kepler-1625b - zijn er mogelijke aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een maan rond de planeet. De Hubble-waarnemingen moeten er komend najaar uitsluitsel over gaan geven.
Als het bestaan van de exomaan wordt bevestigd, gaat het wel om een uitzonderlijk systeem. Kepler-1625b draait in een zeer kleine baan rond zijn moederster, is ongeveer even groot als Jupiter, maar heeft een veel grotere massa. De maan - als hij bestaat - zou ongeveer zo groot zijn als de planeet Neptunus, waardoor eerder sprake zou zijn van een 'dubbelplaneet'. Hoe zo'n stelsel zou kunnen zijn ontstaan is onduidelijk. (GS)
→ Nieuwsbericht scientias.nl
24 juli 2017
Een team van Poolse astronomen heeft aanwijzingen gevonden dat er veel minder solitaire Jupiter-achtige planeten rondzwerven in onze Melkweg dan eerder onderzoek aangaf. Dat blijkt uit gegevens van het Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) die op 24 juli op de website van Nature zijn gepubliceerd. OGLE is een observatieprogramma waarbij de helderheden van tientallen miljoenen sterren in het centrum van onze Melkweg in de gaten worden gehouden. Het doel ervan is om zogeheten microlensgebeurtenissen te registreren. Zo’n verschijnsel treedt op wanneer een object dat weinig of geen licht uitzendt vanaf de aarde gezien precies voor een verre achtergrondster langstrekt. Het zwaartekrachtsveld van dat object fungeert dan als een soort lens die het licht van de ster gedurende enkele dagen of weken versterkt. In het overgrote deel van de gevallen is het ‘lensobject’ een zwakke ster, maar zo af en toe is een object van planetaire omvang de veroorzaker. Dat volgt uit de duur van de gebeurtenis, die korter is naarmate de massa van het het object kleiner is.Op basis van een analyse van ruim 400 van deze detecties, die in ongeveer tien gevallen door planeten leken te zijn veroorzaakt, kwam een onderzoeksteam in 2011 tot de conclusie dat er in onze Melkweg twee keer zoveel eenzaam ronddolende Jupiter-achtige planeten zijn als sterren. Dat zouden er dan honderden miljarden zijn. Bij het nieuwe onderzoek is een veel groter aantal detecties geanalyseerd: ruim 2600. Een nauwkeurige analyse van deze gegevens laat zien dat het aantal ronddolende ‘jupiters’ waarschijnlijk veel kleiner is: ruwweg 50 miljard. Mogelijk bestaat er daarnaast ook een ongeveer evengrote populatie van aarde-achtige zwerfplaneten. Ronddolende planeten zijn waarschijnlijk al vroeg in hun bestaan aan de zwaartekracht van hun moederster ontsnapt. Dat kan bijvoorbeeld gebeuren wanneer twee sterren met planeten elkaar op geringe afstand passeren. Ook onderlinge interacties tussen de planeten van dezelfde moederster kunnen ertoe leiden dat een of meer planeten de ruimte in worden geslingerd. (EE)
→ New survey suggests far fewer Jupiter sized rogue planets than thought
19 juli 2017
Op de ESO-sterrenwacht op La Silla (Chili) is het tweede MASCARA-station in gebruik genomen. MASCARA – de afkorting staat voor Multi-site All-Sky CAmeRA – is een initiatief van de Sterrewacht Leiden dat is bedoeld om exoplaneten op te sporen bij de (ruim) 50.000 helderste sterren die aan de hemel te zien zijn. Het eerste MASCARA-station staat sinds 2014 op het Canarische eiland La Palma. De MASCARA-instrumenten bestaan uit vijf digitale camera’s met componenten die overal verkrijgbaar zijn. Deze staan opgesteld in een temperatuur-gereguleerde behuizing en werken autonoom. Ze doen de hele nacht door metingen van de helderheden van duizenden sterren. Speciale software onderzoekt deze gegevens op de kleine, regelmatig terugkerende helderheidsdipjes die optreden wanneer een planeet voor zijn ster langs trekt. Met behulp van deze methode, die transitfotometrie wordt genoemd, laten de grootte en de omloopbaan van zo’n planeet zich rechtstreeks vaststellen. Bij zeer heldere stelsels kan, door middel van vervolgwaarnemingen met grote telescopen zoals ESO’s Very Large Telescope, ook de planeetatmosfeer worden gekarakteriseerd. De planetendoelgroep van MASCARA bestaat voornamelijk uit ‘hete jupiters’ – grote werelden die overeenkomsten vertonen met Jupiter, maar op zeer geringe afstand om hun moederster cirkelen, wat in hoge oppervlaktetemperaturen en korte omlooptijden van slechts enkele uren resulteert. (EE)
→ MASCARA opent zijn ogen in Chili
13 juli 2017
Twee wetenschappelijke teams hebben grote twijfels over de levensvatbaarheid van de zeven planeten rond de nabije ster TRAPPIST-1. Volgens de onderzoekers vormt het gedrag van sterren als deze een ernstige belemmering voor het ontstaan van leven. TRAPPIST-1 is een rode dwergster op bijna 40 lichtjaar van de aarde. De ster is veel zwakker en lichter dan de zon, maar produceert wel grote uitbarstingen van ultraviolette straling. Volgens de wetenschappers is de intensiteit van deze straling dermate groot, dat de planeten in het TRAPPIST-1-stelsel nauwelijks een atmosfeer kunnen vasthouden. De kans dat op zo’n planeet complex leven voorkomt, zou daardoor meer dan honderd keer zo klein zijn als de kans op leven op een planeet als de aarde. Daarbij komt nog dat de planeten, die zich veel dichter bij hun moederster bevinden dan de planeten van ons zonnestelsel, veel meer hinder ondervinden van de ‘zonnewind’ – de stroom geladen deeltjes die hun moederster voortdurend uitstoot. Volgens de onderzoekers is het magnetische veld van de ster direct verbonden met de magnetische velden van de om haar heen draaiende sterren, waardoor de deeltjes rechtstreeks de planeetatmosfeer in stromen. Ook dat heeft een verwoestende uitwerking op de atmosfeer. De resultaten van beide onderzoeken zijn gepubliceerd in de International Journal of Astrobiology en The Astrophysical Journal Letters. (EE)
→ More to Life Than the Habitable Zone
12 juli 2017
Opnieuw is er een exoplaneet ontdekt die om een dubbelster draait in plaats van een enkelvoudige ster. Opmerkelijk is dat de omloopbaan van de planeet schuin staat op het baanvlak van de beide moedersterren. De nieuwe exoplaneet draait om een dubbelster, KIC 509526 geheten, die met de Kepler-satelliet is ontdekt. Hij heeft bijna acht keer zoveel massa als de planeet Jupiter en een omlooptijd van 238 dagen. De ontdekking is gedaan door de Australische student Kelvin Getley die als afstudeerproject software heeft ontwikkeld om dubbelsterren die elkaar vanaf de aarde gezien om en om bedekken te onderzoeken op de aanwezigheid van eventuele begeleiders. Daarbij maakt hij gebruik van de grote database van Kepler. (EE)
→ Remarkable planet discovery
12 juli 2017
Aan het bestaan van de negen jaar geleden ontdekte exoplaneet WASP-12b lijkt binnen afzienbare tijd een einde te komen. Een analyse van de baanbeweging van deze zogeheten hete jupiter geeft aan dat deze bezig is om naar zijn ster toe te spiralen. De afgelopen twintig jaar hebben astronomen bij enkele duizenden sterren planeten opgespoord. Daaronder bevinden zich ook tientallen Jupiter-achtige planeten die op zeer geringe afstand om hun moederster cirkelen en daardoor zeer heet zijn. De getijdenwerking die de ster op een gasplaneet in zo’n krappe omloopbaan uitoefent, zou ertoe moeten leiden dat hun onderlinge afstand geleidelijk afneemt. Dat verschijnsel is echter nog nooit met zekerheid waargenomen. WASP-12b kan daar verandering in brengen. WASP-12b draait in iets meer dan een dag om zijn ster en heeft daarmee een van de kortste omlooptijden van alle hete jupiters. Een team van wetenschappers onder leiding van Kishore Patra (Massachusetts Institute of Technology) heeft nu aanwijzingen gevonden dat deze omlooptijd aan veranderingen onderhevig is. Het waargenomen gedrag past het best bij een spiraalbaan, al vertonen planeten in krappe omloopbanen ook andersoortige variaties. Als het echter inderdaad om de vermoede ‘spiraal des doods’ gaat, zal WASP-12b over ongeveer 3 miljoen jaar in zijn ster duiken. Naar verwachting zal hier binnen enkele jaren meer duidelijkheid over komen. (EE)
→ WASP-12b and Its Possible Fiery Demise
11 juli 2017
Een astronoom van de Universiteit van Arizona heeft ontdekt dat ook relatief kleine 'super-aardes' in staat zijn om opvallende lege zones te creëren in jonge protoplanetaire schijven. Zulke schijven van gas en stof rond een pasgeboren ster zijn in detail waargenomen door het ALMA-observatorium, bijvoorbeeld bij de sterren HL Tauri en TW Hydrae. In de schijven komen verscheidene smalle, lege zones voor. Algemeen wordt aangenomen dat die zones schoongeveegd worden door de zwaartekracht van pasgeboren reuzenplaneten.
Het gekke is alleen dat onderzoek aan planetenstelsels bij veel oudere sterren uitwijst dat relatief kleine planeten veel talrijker zijn dan grote reuzenplaneten. Computersimulaties van Ruobing Dong, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, laten nu zien dat ook zulke 'super-aardes' aanleiding kunnen geven tot smalle, lege zones in protoplanetaire schijven. De viscositeit ('stroperigheid') van zo'n schijf moet dan wel geringer zijn dan altijd is aangenomen. Dong nam bovendien de invloed van stofdeeltjes mee in zijn simulaties - eerder werd vooral gekeken naar het gedrag van gasdeeltjes. (GS)
→ UA Astronomers Track the Birth of a 'Super-Earth'
11 juli 2017
Veel exoplaneten - planeten bij andere sterren dan de zon - zijn mogelijk groter dan tot nu toe is aangenomen. Dat concluderen Amerikaanse onderzoekers in een artikel in Astronomical Journal, op basis van precisiemetingen aan Kepler-sterren.
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft vele honderden planeten bij andere sterren ontdekt. Eens per omloop schuift de planeet voor zijn moederster langs, waardoor de ster een klein beetje zwakker is dan normaal. Uit die metingen kan de middellijn van de planeet worden afgeleid.
Gedetailleerde waarnemingen aan 50 Kepler-sterren laten nu echter zien dat ongeveer een derde daarvan deel uitmaakt van een relatief nauw dubbelstersysteem. Kepler zag die twee sterren niet apart, maar registreerde alleen het gezamenlijke licht. Als er twee sterren in het spel zijn, komt de bepaling van de middellijn van de exoplaneet op losse schroeven te staan.
De onderzoekers vermoeden dat ongeveer één op de zes exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt in werkelijkheid groter is dan eerder werd aangenomen. Dat betekent dat ook hun gemiddelde dichtheid lager is - in plaats van aarde-achtige planeten van metalen en gesteenten zou het in sommige gevallen om gasvormige planeten kunnen gaan. (GS)
→ Hidden Stars May Make Planets Appear Smaller
11 juli 2017
Astronomen hebben een ster ontdekt die nauwelijks groter is dan de planeet Saturnus. Daarmee is het de kleinst bekende 'gewone' ster, met spontane waterstoffusie in het inwendige. (Witte dwergen en neutronensterren zijn nog veel kleiner, maar daarin vindt geen waterstoffusie plaats.)
EBLM J0555-57Ab, zoals het mini-sterretje heet, is gevonden door WASP - een netwerk van kleine telescopen dat jacht maakt op exoplaneten die hun bestaan verraden doordat ze voor hun moederster langs bewegen. De nieuwe recordhouder is op dezelfde manier ontdekt: hij maakt deel uit van een dubbelstersysteem, en houdt eens per omloop een deel van het licht van de begeleider tegen. De ster heeft de afmetingen van een gasplaneet, maar is veel zwaarder en heeft een hogere dichtheid en kerntemperatuur - aan het oppervlak is de zwaartekrachtsversnelling 300 maal zo groot als op aarde.
Veel rode dwergsterren zijn niet veel groter in middellijn dan de reuzenplaneet Jupiter, maar kennelijk kunnen sterren onder bepaalde omstandigheden nóg kleiner zijn - Saturnus heeft een middellijn van ca. 116.500 kilometer. EBLM J0555-57Ab staat op 600 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor (Schildersezel). De nieuwe ontdekking is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Smallest-ever star discovered by astronomers
7 juli 2017
Astronomen van de Universiteit Leiden hebben de eerste planeten ontdekt met een nieuw instrument – de planetenjager MASCARA. Het aan de Sterrewacht Leiden ontwikkelde instrument zoekt speciaal naar planeetovergangen rond de helderste sterren aan de hemel, waar verrassend genoeg nog nauwelijks eerder naar is gezocht. Naar de planeten rond deze helderste sterren kan veel beter vervolgonderzoek gedaan worden waardoor ze zeer waardevol zijn. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in twee papers in Astronomy & Astrophysics. MASCARA (Multi-site All-Sky CAmeRA) is een relatief eenvoudig apparaat dat bestaat uit vijf camera’s met groothoeklenzen die in een keer de hele hemel fotograferen. Het eerste MASCARA-station staat op het Canarische eiland La Palma en neemt sinds begin 2015 om de zes seconden zo’n foto, waarmee de helderheid van meer dan 50000 sterren wordt vastgelegd. “De crux zit hem in de datastroom – zo’n 15 terabyte per maand - die onmiddellijk verwerkt moet worden,” zegt eerste auteur Geert Jan Talens, promovendus in Leiden. “MASCARA is dan eigenlijk ook meer een soort big-data-softwaretelescoop. Van alle waargenomen sterren zoeken we uit welke regelmatig een klein beetje zwakker zijn doordat er gezien vanaf de aarde een planeet voorlangs schuift.” De eerste twee planeten die het team nu heeft ontdekt, MASCARA-1b en MASCARA-2b, zijn in veel opzichten bijzonder. “Ook al zijn er al meer dan 1000 sterren met planeetovergangen ontdekt, de meeste daarvan staan ver weg en zijn heel zwak,” zegt medeonderzoeker Gilles Otten. “MASCARA-2b is de op-een-na helderste ster die een planeetovergang van een reuzenplaneet laat zien. Vorige maand is de helderste ontdekt: de transit-survey KELT-9 kaapte die voor onze neus weg. De Kelt-ster is slechts 2% helderder.” De MASCARA-reuzenplaneten zijn flink groter dan Jupiter en draaien in banen van slechts enkele dagen rond sterren die veel groter en heter zijn dan onze zon. “We kunnen nu dus planeten gaan onderzoeken die zich in zeer extreme omstandigheden bevinden,” zegt Ignas Snellen (Sterrewacht Leiden), de leider van het MASCARA-project. “De helderheid van de sterren maakt ook allerlei belangrijk vervolgonderzoek mogelijk, zoals het karakteriseren van de atmosferen in veel meer detail dan voor andere planeten mogelijk is.” Het MASCARA-project wordt uitgebreid met een tweede station, op het zuidelijk halfrond. De telescoop is aangekomen op het La Silla-observatorium van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in het noorden van Chili, en zal daar binnenkort beginnen met waarnemen.
→ Oorspronkelijk persbericht
6 juli 2017
Met het SPHERE-instrument van de Europese Very Large Telescope is een bijzondere exoplaneet ontdekt: HIP 65426b. Met een temperatuur van 1000 tot 1400 graden Celsius is de planeet, die zes tot twaalf keer zoveel massa heeft als Jupiter, behoorlijk warm. Hij is gehuld in een zeer stoffige atmosfeer met dikke bewolking, en draait om een hete, jonge ster die verrassend snel om zijn as wentelt. De ster lijkt niet te zijn omringd door een schijf van puin, wat merkwaardig is voor zijn leeftijd. Het ontbreken van deze schijf roept de vraag op hoe HIP 65426b überhaupt is ontstaan. Eén mogelijkheid is dat de planeet zich heeft gevormd in een inmiddels ‘opgeloste’ schijf van gas en stof en vervolgens door interacties met andere planeten naar zijn huidige wijde omloopbaan is gemigreerd. Het is echter ook denkbaar dat de ster en de planeet zijn ontstaan als een soort dubbelster, waarin de zwaarste van de twee zijn lichtere soortgenoot ervan heeft weerhouden om voldoende materie te verzamelen om een echte ster te worden. HIP 65426b is ontdekt met behulp van ‘direct imaging’ – het maken van een rechtstreekse opname. Dat klinkt eenvoudiger dan het is, omdat het licht van een ster zo fel is dat het zwakke weerkaatste licht van daaromheen draaiende planeten daarbij verbleekt. SPHERE is speciaal ontworpen om deze hindernis te omzeilen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
6 juli 2017
Twee Britse astronomen hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het 25 jaar oude raadsel van de ‘pulsarplaneten’ – planeten die om het restant van een supernova-explosie cirkelen. Zij presenteren hun theorie tijdens de National Astronomy Meeting die deze week in Hull wordt gehouden en in een artikel in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Sinds 1992 hebben astronomen duizenden planeten buiten ons zonnestelsel opgespoord. Verreweg de meeste daarvan cirkelen om min of meer normale sterren. Maar de allereerste exoplaneten die astronomen hebben ontdekt, cirkelen om een pulsar – het uiterst compacte restant van een ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. De grote vraag is waar deze planeten vandaan komen. Het is ondenkbaar dat het planeten betreft die de catastrofale explosie van hun voormalige moederster hebben overleefd. Astronomen Jane Greaves en Wayne Holland denken dan ook dat zulke pulsarplaneten nakomertjes zijn: het zouden samenklonteringen zijn van materiaal dat uit de interstellaire ruimte is ‘opgeveegd’. Zij baseren dat vermoeden op onderzoek van de 800 lichtjaar verre pulsar Geminga, die zich met grote snelheid door de ruimte verplaatst. Bij waarnemingen met de James Clerk Maxwell-radiotelescoop op Hawaï is ontdekt dat zich aan de voorkant van deze pulsar een ‘boeggolf’ heeft gevormd. Daar heeft zich, door de hoge snelheid waarmee de pulsar zich door de ruimte verplaatst, materie verzameld. Volgens de astronomen is het denkbaar dat vaste deeltjes uit de boeggolf hun weg naar de pulsar weten te vinden. De eerste berekeningen laten zien dat er genoeg van dit interstellaire ‘gruis’ aanwezig is voor de vorming van enkele ‘aardes’. Of pulsarplaneten ook echt op deze manier kunnen ontstaan, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. (EE)
→ Re-making planets after star-death
5 juli 2017
Onderzoekers van het Institute of Astrophysics and Space Sciences (Portugal) hebben aanwijzingen gevonden dat er twee soorten ‘reuzenplaneten’ bestaan in onze Melkweg. Het verschil zit ‘m waarschijnlijk in hun ontstaanswijze (Astronomy & Astrophysics, 3 juli). Tot nu toe hebben astronomen meer dan 3500 planeten ontdekt die om zonachtige sterren draaien. De meeste daarvan zijn klein en rotsachtig, maar een flink deel bestaat uit grote gasplaneten, waarvan sommige meer dan tien keer zoveel massa hebben als Jupiter. Modelberekeningen laten zien dat zulke reuzenplaneten op twee manieren kunnen ontstaan. De eerste mogelijkheid is dat zich eerst een vaste kern van gesteente en ijs vormt, die vervolgens gas uit zijn omgeving aantrekt. De andere stelt dat instabiliteiten in de protoplanetaire schijf rond een ster tot de vorming van samenballingen van gas kunnen leiden, die vervolgens samentrekken tot een planeet. Uit het Portugese onderzoek blijkt nu dat gasplaneten van minder dan vier Jupitermassa’s vooral voorkomen bij sterren die veel ‘metalen’ bevatten – d.w.z. elementen zwaarder dan helium. De moedersterren van zwaardere gasreuzen zijn vaak metaalarm en hebben ook zelf relatief veel massa. Volgens de onderzoekers kan dat erop wijzen dat beide ontstaansmechanismen voorkomen. Het eerste scenario zou uitmonden in de wat lichtere gasreuzen, het tweede in de zwaardere. (EE)
→ Evidence discovered for two distinct giant planet populations
3 juli 2017
De laatste jaren zijn veel planeten gevonden in de zogeheten bewoonbare zone van koele rode dwergsterren. De bewoonbare zone is het gebied rondom een ster waarin de oppervlaktetemperatuur van een planeet het bestaan van vloeibaar water mogelijk maakt. Bij rode dwergsterren ligt die zone op veel kleinere afstand dan bij hetere sterren zoals de zon.
Uit nieuwe modelberekeningen blijkt nu echter dat zulke planeten, die op kleine afstand rond hun moederster draaien, hun dampkring gemakkelijk kunnen verliezen als gevolg van de eroderende invloed van stervlammen, waarbij grote hoeveelheden elektrisch geladen deeltjes de ruimte in worden geblazen. Die stervlammen komen op rode dwergen veel vaker voor dan op sterren zoals de zon; ze zijn bovendien krachtiger.
Wanneer een aardeachtige planeet geen dampkring meer heeft, kan er ook geen oppervlaktewater meer voorkomen, en is er niet langer leven mogelijk. Alleen zeer sterke magnetische velden zijn in staat om de dampkring te beschermen tegen krachtige 'zonnestormen': het magnetisch veld van een planeet buigt de geladen deeltjes af.
Volgens een team onder leiding van NASA-onderzoekster Christina Kay moet de magnetische veldsterkte van aardeachtige planeten in de bewoonbare zone van rode dwergsterren enkele tientallen tot vele honderden malen zo sterk zijn als het magneetveld van de aarde om het eroderen van de dampkring te voorkomen.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal, en zijn vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Hull. (GS)
→ Under pressure - extreme atmosphere stripping may limit exoplanets’ habitability
19 juni 2017
Er bestaan bijna geen exoplaneten die anderhalf tot twee keer zo groot zijn als onze aarde. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van de gegevens die de Kepler-satelliet over exoplaneten heeft verzameld. De afgelopen twintig jaar hebben astronomen bijna 3500 exoplaneten ontdekt. Een groot deel daarvan staat op naam van Kepler, die sinds 2009 exoplaneten opspoort door sterren te onderzoeken op kleine, regelmatige helderheidsdipjes, zoals die optreden wanneer een planeet voor zijn moederster langs schuift. De meeste van deze exoplaneten zijn vrij klein en vormen, na nu is gebleken, ook nog eens twee verschillende populaties. De ene categorie bestaat uit rotsachtige objecten die maximaal 1,75 keer zo groot zijn als onze planeet. En daarnaast zijn er veel ‘mini-Neptunussen’ – exoplaneten die 2 tot 3,5 keer zo groot zijn als de aarde. Planeten die daar qua grootte tussenin zitten, zijn schaars. Hoe deze ‘kloof’ is ontstaan, is niet helemaal duidelijk. De oorzaak wordt voorlopig gezocht bij de manier waarop planeten ontstaan. Dat proces begint met de vorming van een rotsachtige kern, ruwweg ter grootte van de aarde. Veel planeten slagen er vervolgens in om waterstof- en heliumgas uit hun omgeving aan te trekken, en uit te groeien tot kleine gasplaneten. Die stap lukt schijnbaar of helemaal wel of helemaal niet – een tussenweg lijkt er niet te zijn. Bovendien kan een planeet die in eerste instantie wél gas weet aan te trekken, dat gas onder invloed van de straling van zijn moederster ook weer kwijtraken. (EE)
→ New Branch in Family Tree of Exoplanets Discovered
19 juni 2017
Het team achter de Pale Red Dot-campagne, dat vorig jaar een planeet ontdekte bij de meest nabije buurster van onze zon, zet zijn zoektocht naar aarde-achtige planeten voort en start vandaag een nieuw initiatief. De Red Dots-campagne zal astronomen volgen terwijl deze met behulp van ESO’s ‘exoplanetenjager’ speuren naar planeten rond enkele van onze meest nabije stellaire buren: Proxima Centauri, de Ster van Barnard en Ross 154. ESO sluit zich aan bij dit Open Notebook Science-experiment – echte wetenschap die live wordt gepresenteerd – dat het publiek en de wetenschappelijke gemeenschap gaandeweg de campagne toegang geeft tot waarnemingsgegevens van Proxima Centauri.
Het wetenschappelijke team, dat onder leiding staat van Guillem Anglada-Escudé van Queen Mary University te London, zal gedurende negentig nachten gegevens verzamelen en analyseren van ESO’s High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) en instrumenten van elders ter wereld. De fotometrische waarnemingen begonnen op 15 juni en de spectroscopische waarnemingen starten op 21 juni.
HARPS is een spectrograaf van ongekende nauwkeurigheid en de meest succesvolle ontdekker van lichte exoplaneten tot nu toe. Gekoppeld aan de 3,6-meter telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla, speurt HARPS elke nacht naar exoplaneten. Daarbij wordt gelet op de minuscule schommelingen die een ster vertoont in reactie op de aantrekkingskracht van de eventuele planeet of planeten die om hem heen draaien. HARPS kan van een afstand van biljoenen kilometers schommelingen opmerken die zich in wandeltempo (3,5 km/uur) voltrekken.
Een van de sterren die bij Red Dots onder de loep worden genomen, is Proxima Centauri, waarvan wetenschappers vermoeden dat er meer dan één aardse planeet omheen cirkelt. Met een afstand van slechts 4,2 lichtjaar is Proxima Centauri de meest nabije buur van onze zon. Het zou wel eens een van de meest geschikte plekken kunnen zijn om, met de geavanceerdere instrumenten van de nabije toekomst, naar leven buiten ons zonnestelsel te gaan zoeken.
Eerder dit jaar maakte ESO bekend een samenwerking te zijn aangegaan met Breakthrough Initiatives, die tot doel heeft om de haalbaarheid aan te tonen van nieuwe technologie waarmee onbemande, ultralichte ruimtesondes snelheden van 20 procent van de lichtsnelheid kunnen bereiken. Zo’n ‘nanosonde’ zou naar de drie sterren van het Alfa Centauri-stelsel kunnen worden gestuurd, waarvan Proxima de dichtstbijzijnde is.
De beide andere sterren die tijdens de Red Dots-campagne worden waargenomen zijn de Ster van Barnard, een lichte rode dwerg op een afstand van zes lichtjaar, en Ross 154, een andere rode dwerg, op 9,7 lichtjaar. De Ster van Barnard is een populair object in veel sciencefictionverhalen en is ook voorgesteld als bestemming van toekomstige interstellaire ruimtemissies zoals het Daedalus-project.
De telescoopwaarnemingen zullen gepaard gaan met een publiekscampagne die gesteund wordt door ESO en andere instituten. Tijdens de Pale Red Dot-campagne werd het publiek wel op de hoogte gehouden van de wetenschappelijke middelen die werden ingezet, maar de resultaten werden pas na zorgvuldige toetsing bekendgemaakt. Dit keer zullen de waarnemingsgegevens van Proxima Centauri live worden getoond, geanalyseerd en besproken.
Via sociale media en een forum zullen samenwerkingsverbanden tussen beroeps- en amateurastronomen en bijdragen van geïnteresseerde burgers en wetenschappers worden aangemoedigd. Daarbij zullen ook hulpmiddelen van de American Association of Variable Star Observers (AAVSO) worden ingezet.
Alle waarnemingen die tijdens deze periode worden gepresenteerd hebben natuurlijk een voorlopig karakter en moeten niet worden gebruikt of geciteerd in vakliteratuur. Het team zal geen eindconclusies presenteren of eventuele ontdekkingen bekendmaken voordat een passend onderzoeksartikel is geschreven en voor publicatie in een vaktijdschrift is goedgekeurd.
De Red Dots-campagne houdt het publiek op de hoogte via de website reddots.space, waarop wekelijkse updates zullen worden gepost, evenals ondersteunende artikelen en een overzicht van de hoogtepunten van de voorgaande week, inclusief bijdragen van de gemeenschap. Discussies zullen eveneens plaatsvinden via de Facebook-pagina van Red Dots, het Twitter-account van Red Dots en de hashtag #reddots.
Niemand kan met zekerheid voorspellen wat de uitkomst van de Red Dots-campagne zal zijn. Na het verzamelen en verwerken van de gegevens, zal het onderzoeksteam de resultaten voor formele beoordeling aan vakgenoten voorleggen. Als er bij deze sterren inderdaad exoplaneten worden ontdekt, zou ESO’s Extremely Large Telescope, die in 2024 zijn eerste licht moet opvangen, in staat moeten zijn om deze rechtstreeks in beeld te brengen en de eigenschappen van hun atmosferen vast te stellen – een cruciale stap in de speurtocht naar leven buiten ons zonnestelsel.
→ Origineel persbericht
14 juni 2017
Het hemellichaam 2MASS J1119-1137 blijkt een ‘dubbelplaneet’ te zijn. Dat blijkt uit waarnemingen met de Keck II-telescoop, door een team onder leiding van William Best van de universiteit van Hawaï (New Scientist, 14 juni). 2MASS J1119-1137 werd vorig jaar ontdekt en stond te boek als ‘weesplaneet’ – een planeet die niet (meer) in een baan om een ster draait, maar op drift is geraakt. De massa van het hemellichaam werd geschat op vier tot acht keer de massa van de planeet Jupiter. Daarmee viel het in het grensgebied tussen een grote planeet en een kleine bruine dwerg – een mislukt sterretje. De nieuwe waarnemingen laten zien dat 2MASS J1119-1137 uit twee gasballen van het formaat Jupiter bestaat, die elk ongeveer vier keer zo zwaar zijn als deze planeet. Ze wentelen op een afstand van ongeveer 600 miljoen kilometer om elkaar. Hoe het object is ontstaan is nog onduidelijk. Mogelijk gaat het om een voormalige lichte protoster die tijdens zijn vormingsproces uiteengevallen is. (EE)
→ Mistaken brown dwarf is actually two planets orbiting each other
8 juni 2017
Astronomen van de Universiteit van Amsterdam hebben met een model verklaard hoe het mogelijk is dat rond het planetenstelsel Trappist-1 zeven planeten ter grootte van de aarde zo dicht rond hun ster draaien. De crux zit op de grens waar ijs in water verandert. Kiezels die van ver richting de ster zweven, ontvangen in de buurt van die ijslijn een extra portie water en klonteren samen tot planeten. Het artikel met de verklaring is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Astronomy & Astrophysics. In februari 2017 maakte een internationaal team van astronomen bekend dat ze een stelsel hadden ontdekt van zeven planeten ter grootte van de aarde die dicht rond hun ster draaien. Dat er zoveel relatief grote planeten dicht rond een kleine ster draaien, kwam als een verrassing. Het ging namelijk tegen de heersende theorieën en scenario's voor planeetvorming in. Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam komen nu met een model dat verklaart hoe het planeetstelsel kan zijn ontstaan. Tot nu toe waren er twee heersende theorieën voor de vorming van planeten. De eerste theorie gaat ervan uit dat planeten zich vormen waar je ze nu ziet. Dat zou niet gaan bij Trappist-1, omdat de stofschijf waaruit de planeten ontstaan dan erg dicht moet zijn geweest. De tweede theorie gaat ervan uit dat een planeet zich aan de buitenkant van de stofschijf vormt en daarna naar binnen migreert. Deze theorie levert ook problemen op bij Trappist-1, omdat hij niet goed verklaart waarom de planeten allemaal ongeveer even groot zijn als de aarde. De Amsterdamse onderzoekers komen nu met een model waarbij gruis en kiezels migreren in plaats van complete planeten. Het model begint bij kiezels die van ver richting de ster zweven. Zulke kiezels bestaan voor een groot gedeelte uit ijs. Als de deeltjes in de buurt van de zogeheten ijslijn komen, het punt waar het warm genoeg is voor vloeibaar water, krijgen ze nog een extra portie waterdamp te verwerken. Daardoor klonteren ze samen tot een protoplaneet. Daarna beweegt de protoplaneet nog wat dichter naar de ster en onderweg zuigt hij als een stofzuiger zoveel kiezels op dat zich een planeet ter grootte van de aarde vormt. De planeet beweegt vervolgens nog wat verder naar binnen en maakt ruimte voor een nieuwe planeet. De crux, aldus de Amsterdammers, zit hem in het samenklonteren op de ijslijn. Daarbij verliezen de klonten namelijk water. Dat water kan vervolgens weer gebruikt worden door de volgende lading kiezels die in aantocht is uit de buitengebieden van de stofschijf. Dit proces kon zich bij Trappist-1 herhalen totdat er zeven planeten waren gevormd. De komende tijd willen de Amsterdamse onderzoekers hun model verfijnen. Daarnaast gaan ze computersimulaties uitvoeren om te kijken hoe hun model standhoudt bij verschillende begincondities. De onderzoekers verwachten nog wel wat discussie onder vakgenoten. Het model is namelijk vrij revolutionair omdat de kiezels vanuit het buitenste deel van de schijf helemaal naar binnen reizen zonder dat er veel gebeurt.
→ Volledig persbericht
6 juni 2017
De raadselachtige puls radiostraling die op 15 augustus 1977 uit de richting van het sterrenbeeld Boogschutter kwam, was hoogstwaarschijnlijk afkomstig van twee kometen. Tot die conclusie komt astrofysicus Antonio Paris van St Petersburg College in Florida (VS), die de situatie van veertig jaar geleden zo goed mogelijk heeft gereproduceerd. Paris heeft vorig jaar met een crowdfunding-campagne geld ingezameld om een kleine radiotelescoop aan te schaffen. Afgelopen januari heeft Paris dit instrument diverse keren op de Boogschutter gericht, waar op dat moment een van de twee kometen doorheen trok die volgens hem het vermaarde ‘Wow’-signaal zouden hebben veroorzaakt. De kometen zijn destijds niet opgemerkt, waardoor de bron van het signaal lang een raadsel is gebleven. Uit de inmiddels gepubliceerde waarnemingen blijkt dat daarbij inderdaad straling met een frequentie van 1420 megahertz is opgepikt die aan de komeet kan worden toegeschreven. Het gedetecteerde signaal was weliswaar zwakker als dat van 1977, maar dat is deels te wijten aan de geringere afmetingen van de radiotelescoop die Paris heeft gebruikt. Ook kan de onderzochte komeet de afgelopen veertig jaar veel massa zijn kwijtgeraakt. (EE)
→ Mysterious 'Wow! signal' in 1977 came from comets
6 juni 2017
'Bewoonbare' planeten die een baan beschrijven rond een rode dwergster hebben mogelijk veel vaker last van uitbarstingen op het steroppervlak dan tot nu toe werd gedacht. Dat blijkt uit een intensieve analyse van meetgegevens van NASA's GALEX-kunstmaan, die vandaag gepresenteerd is op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas.
Rode dwergsterren zijn de talrijkste sterren in het heelal. Ze worden vaak vergezeld door planeten. Wanneer die planeten op zeer kleine afstand rond de lichtzwakke, koele ster draaien, ontvangen ze toch voldoende warmte om 'bewoonbaar' te zijn: de oppervlaktetemperatuur van de planeet maakt de aanwezigheid van vloeibaar water mogelijk.
Veel rode dwergsterren vertonen echter regelmatig energierijke uitbarstingen ('zonnevlammen'), waarbij grote hoeveelheden dodelijke röntgenstraling vrijkomen. Krachtige vlammen kunnen ook de dampkring van een planeet eroderen of in de loop van de tijd zelfs geheel wegblazen.
Uit de GALEX-meetgegevens (op ultraviolette golflengten) blijkt nu dat ook relatief 'rustige' rode dwergen nog heel vaak kleinere vlammen en uitbarstingen vertonen. Die zijn vergelijkbaar met uitbarstingen op onze eigen zon, maar omdat een potentieel bewoonbare planeet bij een rode dwerg op een veel kleinere afstand staat, kunnen de gevolgen voor de dampkring en voor mogelijke levensvormen veel ingrijpender zijn. Dat doet vermoeden dat de kans op het bestaan van leven op zulke planeten kleiner is dan vaak wordt gedacht. (GS)
→ Mini-Flares Potentially Jeopardize Habitability of Planets Circling Red Dwarf Stars
5 juni 2017
De opbouw van de dampkring van een planeet wordt niet alleen bepaald door de huidige omstandigheden, maar ook door de ontstaansgeschiedenis van de planeet. Die conclusie trekken astronomen uit nieuwe waarnemingen van de Hubble Space Telescope, verricht aan twee vrijwel identieke exoplaneten. De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas.
Hubble verrichtte spectroscopische metingen aan exoplaneten HAT-P-38b en WASP-67b. In beide gevallen gaat het om zogeheten hete Juptiers: gasvormige reuzenplaneten die op kleine afstand rond hun moederster draaien. De twee planeten vertonen veel overeenkomsten, zowel in massa, afstand tot de ster en temperatuur. Ook de twee sterren lijken veel op elkaar.
Ondanks die overeenkomsten hebben de twee planeten heel verschillende atmosferen. De dampkring van HAT-P-38b blijkt relatief 'helder' te zijn; in de dampkring van WASP-67b komen veel meer wolken voor (vermoedelijk van verbindingen als natriumsulfide en kaliumchloride).
De gevonden verschillen kunnen niet veroorzaakt worden door de huidige omstandigheden op en rond de twee planeten. Vermoedelijk zijn ze op een verschillende manier ontstaan, of op een andere wijze in hun huidige kleine omloopbanen terecht gekomen. Die evolutionaire voorgeschiedenis (nature versus nurture) speelt kennelijk een grote rol in het bepalen van de huidige eigenschappen van de atmosfeer. (GS)
→ Hubble's Tale of Two Exoplanets: Nature vs. Nurture
5 juni 2017
Een internationaal team van astronomen heeft vastgesteld dat de grote gasplaneet die om de 650 lichtjaar verre ster KELT-9 cirkelt enorm heet is. Aan zijn dagzijde loopt het kwik op tot boven de 4000 graden Celsius. Daarmee is de atmosfeer van de planeet heter dan het oppervlak van menige ster – met alle gevolgen van dien (Nature, 5 juni). De planeet van KELT-9 heeft ongeveer drie keer zoveel massa als Jupiter en is slechts ongeveer 5 miljoen kilometer van zijn moederster verwijderd. Deze ster is ruwweg twee keer zo groot en heet als onze zon. In combinatie met de geringe onderlinge afstand heeft dit tot gevolg dat de temperatuur aan de dagzijde van de planeet oploopt tot 4200 °C – een record. Omdat altijd dezelfde zijde van de planeet naar de ster is gericht, wordt dit deel van zijn atmosfeer voortdurend bestookt met intense ultraviolette straling. Als gevolg hiervan worden moleculen zoals die van water, koolstofdioxide en methaan afgebroken, en is de atmosfeer in feite aan het verdampen. (EE)
→ Astronomers discover alien world hotter than most stars
5 juni 2017
Nieuw onderzoek wijst erop dat de vorig jaar ontdekte exoplaneet HD 1313999 Ab mogelijk geen planeet is, maar een achtergrondster. Dat blijkt uit een artikel dat op 19 mei jl. is gepubliceerd op de preprint-site arXiv. HD 1313999 Ab werd in juli 2016 ontdekt met de Europese Very Large Telescope. De ontdekking baarde nogal wat opzien, omdat de planeet een wijde baan om een ster leek te doorlopen waar ook nog eens een compacte dubbelster omheen draait. Hierdoor zouden er een groot deel van de tijd drie ‘zonnen’ aan zijn hemel te zien zijn. Een hernieuwde analyse van de oorspronkelijke meetgegevens en nieuwe aanvullende waarnemingen met twee andere telescopen hebben nu tot een andere conclusie geleid. Een internationaal onderzoeksteam denkt dat het object dat voor een planeet is aangezien in werkelijkheid een zwakke achtergrondster is. Hun belangrijkste argument betreft de jonge ‘moederster’ HD 1313999. De aantrekkingskracht van deze ster zou te zwak zijn om de vermeende planeet aan zich te binden. Ook de kans dat HD 1313999 Ab juist bezig is om aan de ster te ontsnappen, lijkt gering. Dan zou de ontsnapping net moeten hebben plaatsgevonden rond de tijd dat astronomen de ‘planeet’ voor het eerst in het vizier kregen. (EE)
→ Exoplanet HD 131399 Ab turns out to be a background star, new study finds
31 mei 2017
Een internationaal onderzoeksteam, onder wie Matthew Kenworthy van de Sterrewacht Leiden, denkt een verklaring te hebben voor de merkwaardige helderheidswisselingen van ‘PDS 110’, een jonge ster in het sterrenbeeld Orion op duizend lichtjaar van de aarde. De periodieke ‘verduisteringen’ van de ster worden toegeschreven aan een kolossale planeet met vijftig keer zoveel massa als de planeet Jupiter. Deze planeet zou omgeven zijn door een al even kolossaal ringenstelsel (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De astronomen hebben, aan de hand van bestaande meetgegevens, vastgesteld dat de helderheid van PDS 110 eens in de ongeveer tweeënhalf jaar gedurende enkele weken ongeveer dertig procent geringer is dan normaal. Zo’n gebeurtenis gaat gepaard met snelle helderheidsfluctuaties, die erop wijzen dat er een structuur van ongelijkmatige dichtheid – hoogstwaarschijnlijk een ring van puin – in het spel is. Ervan uitgaande dat de helderheidswisselingen inderdaad worden veroorzaakt door een planeet-met-ringen die om de ster draait, zou het verschijnsel zich in september van dit jaar moeten herhalen. Het is de bedoeling dat de ster dan heel nauwgezet wordt waargenomen door zowel beroeps- als amateur-astronomen. (EE)
→ Giant ringed planet likely cause of mysterious eclipses
22 mei 2017
Het verval van radioactieve elementen zoals uranium, kalium en thorium kan indirect een voedingsbron vormen voor buitenaards leven, aldus Amerikaanse onderzoekers in een artikel in Astrophysical Journal Letters. Daarbij gaat het vooral om hemellichamen met vloeibaar water onder het oppervlak ('waterwerelden'), zoals de Jupitermaan Europa, de Saturnusmaan Enceladus en de dwergplaneten Ceres en Pluto.
Onlangs is ontdekt dat er op Enceladus onderzeese heetwaterbronnen voorkomen. Door het proces van serpentinisatie - een reactie van water met ijzerhoudende mineralen - worden watermoleculen in zulke bronnen gesplitst in waterstof en zuurstof. Moleculair waterstof kan als energiebron dienen voor micro-organismen.
Een team onder leiding van Alexis Bouquet van de University of Texas in San Antonio en het Southwest Research Institute concludeert nu dat watermoleculen ook gesplitst kunnen worden door de straling die vrijkomt bij het verval van radioactieve elementen in de kern van het hemellichamen - een proces dat radiolyse wordt genoemd.
Volgens de modelberekeningen is radiolyse in sommige gevallen een vrijwel even belangrijke bron van moleculair waterstof als serpentinisatie. Dat zou betekenen dat er ook micro-organismen zouden kunnen leven op 'waterwerelden' zónder onderzeese heetwaterbronnen. (GS)
→ Study Shows How Radioactive Decay Could Support Extraterrestrial Life
22 mei 2017
Dankzij waarnemingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is nu ook de omlooptijd bepaald van de buitenste van de zeven planeten die vorig jaar ontdekt werden rond de ultrakoele dwergster TRAPPIST-1, op 40 lichtjaar afstand van de aarde. Alle zeven planeten draaien in zeer kleine banen rond hun moederster: het hele planetenstelsel past gemakkelijk binnen de baan van de planeet Mercurius, de binnenste planeet in ons eigen zonnestelsel. Planeet TRAPPIST-1h blijkt een omlooptijd te hebben van 18 dagen en 18 uur - precies de waarde die eerder op basis van theoretische overwegingen al was voorspeld.
De Kepler-waarnemingen van TRAPPIST-1 werden op 8 maart vrijgegeven. Astronomen uit Bern en Seattle gingen er direct mee aan de slag. Na 60 uur continu gewerkt te hebben aan de data-analyse was duidelijk dat TRAPPIST-1h zich in de verwachte 'resonantie-baan' bevindt: de planeet maakt twee omlopen rond de dwergster in dezelfde tijd waarin TRAPPIST-1g drie omlopen voltooit, en TRAPPIST-1f vier. Mede dankzij die baanresontanties is het extreem compacte planetenstelsel stabiel.
Uit de analyse, die gepubliceerd is in Nature Astronomy, blijkt ook dat de planeet een temperatuur heeft van ca. 100 graden onder nul, dat de moederster een rotatieperiode heeft van 3,3 dagen, en dat de ster ouder is dan tot nu toe werd aangenomen. (GS)
→ Astronomers Confirm Orbital Details of TRAPPIST-1’s Least Understood Planet
18 mei 2017
Waarnemingen met de internationale (sub)millimetertelescoop ALMA bevestigen dat het eenzame planeetachtige object OTS44 is omringd door een stofrijke schijf, die sterke overeenkomsten vertoont met de protoplanetaire schijven zoals die rond jonge sterren worden aangetroffen. Dat wijst erop dat de onstaansgeschiedenis van dit relatief lichte object veel weg heeft van een ster. Dat betekent dat OTS44 waarschijnlijk is voortgekomen uit een wolk van gas en stof die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht is samengetrokken. Volgens de bestaande modellen voor het ontstaan van sterren en planeten zou dat voor een object van deze massa – ruwweg twaalf keer de massa van de planeet Jupiter – eigenlijk niet mogelijk moeten zijn. Weliswaar zou zo’n stofwolk tijdens het samentrekken in een aantal kleinere objecten uiteen kunnen vallen, maar in de omgeving van OTS44 is maar één ander object aangetroffen, en het lijkt er niet op dat dit deel heeft uitgemaakt van een fragmenterende wolk van gas en stof. De sterkte van de straling die door het stof wordt uitgezonden wijst erop dat de stofschijf rond OTS44 stofdeeltjes met afmetingen van enkele millimeters bevat. Ook dat is verrassend: de omstandigheden in de schijf rond zo’n (relatief) licht object zouden de vorming van zulke grote stofdeeltjes niet toe mogen laten. Volgens de astronomen die OTS44 hebben onderzocht, zou de aanwezigheid van het ‘grove’ stof er uiteindelijk toe kunnen leiden dat uit de stofschijf rond het 500 lichtjaar verre object een kleine maan ontstaat. (EE)
→ First radio detection of lonely planet disk shows similarities between stars and planet-like objects
16 mei 2017
Grote delen van de nabijgelegen exoplaneet Proxima b kunnen vloeibaar oppervlaktewater herbergen, en daarmee potentieel bewoonbaar zijn. Dat schrijven onderzoekers van de Univeristeit van Exeter vandaag in Astronomy & Astrophysics.
Proxima b is de dichtstbijzijnde exoplaneet, op slechts 4,2 lichtjaar afstand van de aarde. Hij is ongeveer even groot als de aarde en draait in een kleine baan rond de rode dwergster Proxima Centauri.
De onderzoekers gebruikten het succesvolle Unified Model van het Met Office (de Britse tegenhanger van het KNMI) om het klimaat van de planeet te modelleren. Daarbij werden verschillende opties onderzocht: een atmosferische samenstelling die lijkt op die van de aarde; een eenvoudiger samenstelling van voornamelijk stikstof en kooldioxide, een mogelijk licht excentrische baan, en verschillende rotatietoestanden van de planeet.
Wanneer de planeet eenzelfde rotatietoestand heeft als Mercurius (de binnenste planeet in ons eigen zonnestelsel, die drie maal rond zijn as draait in dezelfde periode waarin hij twee maal rond de zon beweegt), zou er op grote delen van het oppervlak water kunnen voorkomen, aldus de onderzoekers. (GS)
→ Scientists Explore Potential Climate of Proxima B
15 mei 2017
Het weer op de hete, zware exoplaneet HAT-P-7b wordt in sterke mate beïnvloed door het magnetisch veld van de planeet. Dat beweert Tamara Rogers van het Planetary Science Institute in een artikel in Nature Astronomy.
HAT-P-7b werd in 2008 ontdekt door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. Hij is 40 procent groter en 80 procent zwaarder dan Jupiter, en draait in zó'n kleine baan rond zijn moederster dat de temperatuur aan de dagzijde bijna 2000 graden bedraagt. Doordat het aan de nachtzijde een stuk 'koeler' is (ca. 900 graden), treden er krachtige stormen op in de dampkring. Als gevolg daarvan ligt het punt met de hoogste temperatuur niet midden op de dagzijde van de planeet, zo is gebleken uit metingen van de infraroodkunstmaan Spitzer.
De positie van dat 'hot point' blijkt echter zeer veranderlijk, wat wijst op grote variaties in de windsnelheden op HAT-P-7b. Rogers heeft nu modelberekeningen uitgevoerd die erop wijzen dat het magnetisch veld van de planeet daar verantwoordelijk voor is. Lithium-, natrium- en kaliumatomen in de dampkring raken geïoniseerd en elektrisch geladen door de hoge temperatuur, waarna ze onder invloed raken van magnetische velden.
Uit de modelberekeningen blijkt dat het magnetisch veld van HAT-P-7b maximaal zes maal zo sterk is als het aardse magneetveld. (GS)
→ Variable Winds on Hot Giant Exoplanet Help Study of Magnetic Field
11 mei 2017
De atmosfeer van de Neptunus-achtige planeet HAT-P-26b bestaat vrijwel geheel uit waterstof en helium. Deze ‘primitieve’ samenstelling kan erop wijzen dat de planeet zich bij zijn geboorte nog dichter bij zijn (zeer lichtzwakke) moederster heeft bevonden dan nu al het geval is (Science, 12 mei). Om de atmosfeer van de planeet te onderzoeken, hebben astronomen gegevens verzameld op de momenten dat deze – vanaf de aarde gezien – voor zijn ster langs schuift. Tijdens zo’n planeetovergang wordt een klein deel van het licht van de ster gefilterd door de atmosfeer van de planeet, die licht van bepaalde golflengten absorbeert. Uit de daaruit voortkomende spectrale ‘vingerafdruk’ kan de chemische samenstelling van de planeetatmosfeer worden afgeleid. De analyse van de waarnemingen laat zien dat de atmosfeer van HAT-P-26b relatief arm is aan bewolking, maar wel een sterke watersignatuur vertoont. Aan de hand van het gemeten hoeveelheid water hebben de astronomen een schatting gemaakt van het zogeheten metaalgehalte van die atmosfeer – het gehalte aan elementen zwaarder dan waterstof en helium. Het metaalgehalte van HAT-P-26b blijkt ongeveer vijf keer zo groot te zijn als dat van onze zon. Ter vergelijking: het metaalgehalte van Neptunus is nog eens twintig keer hoger. Daarmee breekt HAT-P-26b de trend die in ons eigen zonnestelsel en bij enkele andere planetenstelsels is waargenomen. Doorgaans bevat de atmosfeer van een (gas)planeet namelijk meer zwaardere elementen naarmate de planeet minder massa heeft. Zo zijn de atmosferen van de planeten Uranus en Neptunus veel metaalarmer dan die van hun zwaardere soortgenoten Jupiter en Saturnus. Dat grote verschil wordt toegeschreven aan hun ontstaanswijze. Jupiter en Saturnus hebben hun deel van de protoplanetaire schijf rond de zon zo snel schoongeveegd, dat de zwaardere elementen grotendeels in hun kern zijn beland. Uranus en Neptunus groeiden geleidelijker, waardoor ze ook in een later stadium nog zijn bestookt met ijsachtig puin en hun atmosferen werden verrijkt met zware elementen. Het metaalgehalte van HAT-P-26b, die van het formaat Neptunus is, komt echter overeen met dat van Jupiter. Voor deze lage waarde zijn twee verklaringen mogelijk. De ene is dat HAT-P-26b dichter bij zijn ster is ontstaan, in een deel van de protoplanetaire schijf dat weinig ijs en daarmee ook relatief weinig zware elementen bevatte. De andere mogelijkheid is dat de vorming van het gasomhulsel van de planeet relatief laat op gang is gekomen, toen er bijna geen ‘zwaar puin’ meer voorhanden was. (EE)
→ Primitive Atmosphere Discovered Around ‘Warm Neptune’
10 mei 2017
In februari van dit jaar maakten astronomen bekend dat rond de nabije rode dwergster TRAPPIST-1 maar liefst zeven aarde-achtige planeten draaien. Drie van deze planeten zouden ‘leefbaar’ zijn, maar het vermoeden bestond dat dit planetenstelsel wel eens instabiel zou kunnen zijn. Nieuw onderzoek geeft aan dat het wel meevalt met die instabiliteit: baanresonanties houden de planeten op hun plek. Computersimulaties van het planetenstelsel van TRAPPIST-1 lieten zien dat de zeven planeten elkaar zodanig beïnvloeden, dat het binnen een miljoen jaar tot onderlinge botsingen zou moeten komen. Dat lijkt ver weg, maar astronomisch gezien is dat al heel binnenkort. Omdat het wel heel toevallig zou zijn als het stelsel kort voor zijn ondergang is ontdekt, hebben astronomen van de universiteit van Toronto nu onderzocht of het niet toch stabiel zou kunnen zijn. In hun onderzoek, dat in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters is gepubliceerd, omschrijven de astronomen het planetenstelsel als een ‘resonante keten’. Bij resonante configuraties verhouden de omlooptijden van de verschillende planeten zich als gehele getallen. Een bekend geval doet zich voor in ons eigen zonnestelsel: in de tijd dat de planeet Neptunus drie rondjes om de zon maakt, maakt Pluto er precies twee. Dat is maar goed ook, omdat het anders tot een botsing zou komen: de banen van de beide hemellichamen kruisen zich immers. Resonanties resulteren erin dat de onderlinge posities van planeten een zich herhalend patroon vertonen. Om dat te illustreren hebben de astronomen, in samenwerking met een muzikant, een animatie gemaakt waarin de planeten van TRAPPIST-1 elke keer dat ze (vanaf de aarde gezien) voor hun ster langs trekken een pianotoon spelen. Bovendien klinkt elke keer dat een planeet zijn meest nabije buur inhaalt een drumslag. Het resultaat klinkt verrassend muzikaal – jazzy zelfs. En dat is goed nieuws: het betekent dat de omloopbanen van de zeven planeten goed op elkaar zijn afgestemd en dat het stelsel van TRAPPIST-1 vele malen stabieler is dan het in eerste instantie leek. ‘Echte’ computersimulaties hebben die conclusie inmiddels bevestigd. Volgens de astronomen kan het geen toeval zijn dat de planeten van TRAPPIST-1 zich als een ‘orkest’ gedragen. Dat zou het natuurlijke gevolg zijn van hun ontstaansproces. Toen de planeten zich vormden in de schijf van gas en stof rond hun ster, zijn ze naar zodanige omloopbanen gemigreerd, dat de huidige stabiele configuraties is ontstaan. (EE)
→ Planets in TRAPPIST-1 orbiting in synchronized harmonies, U of T astrophysicist and musicians discover
9 mei 2017
Een koele bruine dwergster in het zuidelijke sterrenbeeld Vissen blijkt in werkelijkheid een extreem zware 'verweesde' planeet te zijn - een planeet die geen baan rond een moederster beschrijft, maar vrij door de ruimte zweeft. Het gasvormige hemellichaam is ongeveer even groot als de reuzenplaneet Jupiter, maar dertien keer zo zwaar. Die massa is volgens theoretische modellen net niet voldoende om kernfusiereacties van zwaar waterstof (deuterium) op gang te brengen in het inwendige.
Bruine dwergen zijn 'mislukte' sterren waarin geen gewone waterstoffusie voorkomt, zoals in het binnenste van sterren zoals de zon, maar wel deuteriumfusie. Na hun ontstaan koelen ze in de loop van de tijd zeer langzaam af, in een tempo dat afhankelijk is van hun massa. Het zwakke hemellichaam, SIMP J013656.5+093347 geheten (of kortweg SIMP0136) werd aanvankelijk geclassificeerd als een jonge bruine dwerg.
Metingen aan de ruimtelijke beweging van SIMP0136 hebben nu echter laten zien dat de gasbol deel uitmaakt van de Carina Near-sterrengroep. Daarvan is bekend dat hij een leeftijd heeft van ca. 200 miljoen jaar. Nu de leeftijd van SIMP0136 nauwkeurig bekend is, kan uit de waargenomen temperatuur de massa worden afgeleid. Die blijkt slechts 13 Jupitermassa's te bedragen. Het hemellichaam moet volgens de onderzoekers dan ook geclassificeerd worden als een extreem zware reuzenplaneet.
Gezien het feit dat de planeet geen baan rond een ster beschrijft, is het overigens wel waarschijnlijk dat hij op dezelfde manier is ontstaan als sterren: door de gravitationele ineenstorting van een wolk waterstof- en heliumgas. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Surprise! Brown Dwarf Is Actually a Planetary Mass Object
2 mei 2017
Het planetenstelsel van de zonachtige ster Epsilon Eridani, op slechts 10,5 lichtjaar afstand, vertoont qua structuur veel overeenkomsten met ons eigen zonnestelsel. Dat blijkt uit gedetailleerde waarnemingen die verricht zijn met SOFIA, een infraroodtelescoop aan boord van een vliegtuig. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal.
Rond Epsilon Eridani draait een gasvormige reuzenplaneet, op een afstand die vergelijkbaar is met de afstand waarop Jupiter rond de zon cirkelt. Vermoedelijk wordt de ster door meer planeten vergezeld. Bovendien hebben infraroodtelescopen de zwakke warmtestraling opgevangen van stof en gas in een zogeheten 'puinschijf' (debris disk) - materiaal dat het resultaat is van onderlinge botsingen van kleinere hemellichamen.
In ons eigen zonnestelsel komen twee van die puingordels voor: de planetoïdengordel binnen de baan van Juptier en de Kuipergordel buiten de baan van Neptunus. Uit de nieuwe SOFIA-metingen blijkt dat de puinschijf van Epsilon Eridani ook uit twee delen bestaat: één binnen de baan van de Jupiterachtige planeet en één erbuiten. Die structuur ontstaat onder invloed van de zwaartekrachtwerking van de planeet.
De leeftijd van Epsilon Eridani is ca. een vijfde van de leeftijd van de zon; onderzoek aan het planetenstelsel levert dus informatie op over de omstandigheden zoals die in de jeugd van ons eigen zonnestelsel voorkwamen. (GS)
→ Astronomers confirm nearby star a good model of our early solar system
20 april 2017
Breakthrough Listen – een initiatief van internet-investeerder Yuri Milner, gericht op het zoeken naar kunstmatige radiosignalen uit de ruimte – heeft de eerste oogst aan meetgegevens gepubliceerd. Tijdens het eerste jaar zijn 692 sterren ‘afgeluisterd’ met de grote Green Bank-radiotelescoop in West Virginia (VS). Daarbij zijn elf opvallende signalen opgepikt, maar nader onderzoek heeft uitgewezen dat het waarschijnlijk niet om kunstmatige signalen van buitenaardse oorsprong gaat. Van elk van de 692 sterren zijn drie keer vijf minuten radiowaarnemingen gedaan. Vervolgens zijn de registraties met behulp van speciale software geanalyseerd. Bij deze analyse wordt gelet op radiosignalen die zich onderscheiden van natuurlijke processen. Te denken valt aan signalen met een smalle bandbreedte, pulsaties, onregelmatigheden in het spectrum en andere ongewone kenmerken. Speciale algoritmen moeten ervoor zorgen dat signalen van aardse bronnen, zoals satellieten, buiten beschouwing worden gelaten. De wetenschappers van Breakthrough Listen zullen vanaf nu ongeveer eens per half jaar verslag doen van hun waarnemingen. Het project loopt tot 2026. (EE)
→ Breakthrough Listen Initiative Publishes Initial Results
19 april 2017
Een internationaal team van astronomen heeft een ‘superaarde’ ontdekt die zich binnen de leefbare zone van de slechts veertig lichtjaar verre ster LHS 1140 bevindt. De planeet is een beetje groter en aanzienlijk zwaarder dan de aarde en zou een atmosfeer kunnen hebben. Omdat hij eens in de 25 dagen voor zijn moederster langs schuift, maakt dit hem tot een interessant object voor toekomstig atmosfeeronderzoek (Nature, 20 april). LHS 1140 is een zwakke rode dwergster in het sterrenbeeld Walvis. Rode dwergen zijn veel kleiner en koeler dan de zon. Hierdoor ontvangt exoplaneet LHS 1140b, hoewel hij zich tien keer dichter bij zijn ster bevindt dan de aarde bij de zon, maar ongeveer half zoveel licht van zijn ster als de aarde. Daarmee bevindt hij zich in het hart van de leefbare zone rond de ster, wat betekent dat de temperatuur op zijn oppervlak zo gematigd is, dat er vloeibaar water kan bestaan. Rode dwergsterren zijn berucht om hun wispelturige gedrag. Ze produceren vaak grote uitbarstingen, die funest zijn voor de atmosferen van nabije planeten. Maar LHS 1140 zendt minder hoogenergetische straling uit dan vergelijkbare sterren met weinig massa. Hierdoor bestaat de kans dat LHS 1140b een atmosfeer heeft weten te behouden, al staat dat nog niet vast. In dat geval zou er ook vloeibaar water op zijn oppervlak kunnen zijn. De astronomen schatten dat de planeet minstens vijf miljard jaar oud is. Ook hebben zij vastgesteld dat hij 1,4 keer zo groot is als de aarde – bijna 18.000 kilometer. Uit het feit dat zijn massa ongeveer zeven keer zo groot is als die van onze planeet kan worden afgeleid dat hij grotendeels uit ijzer en gesteente bestaat. Waarnemingen die binnenkort met de Hubble-ruimtetelescoop worden gedaan, moeten uitsluitsel geven over de hoeveelheid straling die op LHS 1140b neerregent, zodat zijn ‘levensvatbaarheid’ nader kan worden bepaald. Zodra nieuwe grote telescopen zoals de Europese Extremely Large Telescope in bedrijf zijn, kunnen astronomen ook zijn eventuele atmosfeer aan een gedetailleerd onderzoek onderwerpen. (EE)
→ Volledig persbericht
6 april 2017
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is een hete planeet ontdekt in een kleine omloopbaan rond een dwergster op 219 lichtjaar afstand van de aarde. De planeet, Kepler 1649b geheten, is een slag groter dan de aarde, en draait in slechts 9 dagen rond zijn moederster. De hoeveelheid straling die de planeet van de ster ontvangt is 2,3 maal zo groot als de hoeveelheid licht en warmte die de aarde ontvangt van de zon. Ter vergelijking: de 'broeikasplaneet' Venus ontvangt 1,9 maal zo veel straling van de zon als de aarde. De ontdekking, beschreven in The Astronomical Journal, helpt astronomen om meer zicht te krijgen op de omstandigheden op planeten die rond rode dwergsterren draaien - de meest talrijke sterren in het Melkwegstelsel. (GS)
→ Possible Venus Twin Discovered Around Dim Star (origineel opersbericht)
6 april 2017
Voor het eerst is het bestaan van een dampkring aangetoond rond een planeet die qua afmetingen en massa enigszins vergelijkbaar is met de aarde. De ontdekking is gepubliceerd in The Astronomical Journal.
Exoplaneet GJ1132b is 1,4 maal zo groot en 1,6 maal zo zwaar als de aarde. De planeet beschrijft elke 1,6 dagen een kleine baan rond een rode dwergster op 30 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen). Vanaf de aarde zien we de baan van opzij, zodat de planeet eens per omloop voor de ster langs beweegt en een klein beetje licht onderschept.
Met de 2,2-meter ESO/MPG telescoop op de Europese La Silla-sterrenwacht in Noord-Chili zijn die planeetovergangen nu waargenomen op zeven verschillende golflengten. Voor een dampkringloze planeet moet de hoeveelheid onderschept sterlicht op al die golflengten even groot zijn. Uit de metingen blijkt echter dat de planeet in het infrarood wat groter lijkt. Dat wijst erop dat hij omgeven wordt door een dampkring die infrarode straling absorbeert, maar transparant is voor andere soorten licht. Uit modelberekeningen blijkt dat de metingen goed verklaarbaar zijn door een dampkring die rijk is aan waterdamp en methaangas.
Tot nu toe was alleen bij grotere en zwaardere exoplaneten het bestaan van een dampkring aangetoond. GJ1132b zal in de toekomst veel gedetailleerder bestudeerd kunnen worden door grote telescopen op aarde en in de ruimte. De ontdekking van een dampkring zegt overigens nog helemaal niets over het al dan niet voorkomen van leven op de planeet. Ook is niet met zekerheid bekend in welke mate de planeet echt op de aarde lijkt. (GS)
→ Atmosphere around Super-Earth detected
22 maart 2017
Sterren hoeven niet groot en zwaar te zijn om het materiaal rond naburige sterren te doen verdampen, zo blijkt uit onderzoek van de protoplanetaire schijf rond de jonge zonachtige ster IM Lupi. De waarnemingen laten zien dat de schijf, waarin zich planeten kunnen vormen, in hoog tempo ‘vervliegt’ terwijl de hoeveelheid straling van omgevingssterren vrij beperkt is. In stervormingsgebieden ontstaan sterren van uiteenlopende afmetingen. Bekend was al dat wanneer de protoplanetaire schijf rond een betrekkelijk kleine ster zich in de buurt van een zware ster bevindt, deze laatste delen van de schijf kan doen verdampen. Vermoed werd echter dat dit alléén gebeurt wanneer de schijf wordt bestraald door zeer zware sterren. Dat blijkt dus niet zo te zijn. Als de schijf rond IM Lupi in het huidige tempo massa blijft verliezen, dan raakt hij in de loop van zijn 10 miljoen jaar durende bestaan 3300 aardmassa’s aan materiaal kwijt. Volgens de onderzoekers kan dit gevolgen hebben voor de diversiteit die exoplanetenstelsels kunnen vertonen. Zo zou het licht van doodnormale buursterren een beperkende factor kunnen zijn voor de maximale afmetingen die een planetenstelsel kan bereiken. De astronomen die IM Lupi hebben onderzocht, vermoeden overigens dat de protoplanetaire schijf rond deze ster extra gevoelig is voor sterlicht, omdat hij nog zo groot is. Hij heeft een straal van ongeveer 400 astronomische eenheden (AE), d.w.z. tien keer de afstand zon-Pluto. Berekeningen wijzen erop dat de schijf, die net als zijn ster nog geen miljoen jaar oud is, tijdens zijn korte bestaan al is gehalveerd. (EE)
→ Fledgling stars try to prevent their neighbours from birthing planets
9 maart 2017
Het begint een gewoonte te worden: een moeilijk verklaarbaar astronomisch verschijnsel toeschrijven aan buitenaardse activiteiten. Na de vreemde helderheidswisselingen van ster KIC 8462852 ‘Tabby’s Star’), die volgens sommige wetenschappers het gevolg zouden zijn van buitenaardse bouwwerkzaamheden, is het nu de beurt aan de zogeheten snelle radioflitsen. Deze even korte als krachtige pulsen radiostraling kunnen volgens Avi Loeb van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics worden veroorzaakt door kolossale zenders die interstellaire ruimtesondes aandrijven. Loeb en zijn mede-auteur Manasvi Lingam (Harvard University) hebben de haalbaarheid onderzocht van een systeem dat een bundel radiostraling uitzendt die zo krachtig is, dat je daarmee een met ‘lichtzeilen’ uitgeruste ruimtesonde zou kunnen voortstuwen. Zo’n systeem blijkt theoretisch te kunnen werken, maar de praktische uitvoering ervan is – op z’n zachtst gezegd – problematisch. Om de zender op zonne-energie te laten werken, heb je een opvangend oppervlak nodig dat twee keer groot is als de aarde. Bovendien zou het gevaarte dermate veel warmte ontwikkelen, dat er een waterkoelsysteem van vergelijkbare omvang nodig is om te voorkomen dat de boel smelt. Maar dan heb je ook wat: het systeem zou in staat zijn om een lading van een miljoen ton – ongeveer 20 keer de massa van het grootste cruiseschip op aarde – in beweging te krijgen. Interstellair reizen voor de massa dus. De snelle radioflitsen die astronomen waarnemen, zouden ontstaan op de schaarse momenten dat de bundel van het aandrijfsysteem toevallig eventjes onze kans op wijst. Voor wie het fijne ervan wil weten: op arXiv is een preprint te vinden van het artikel dat Loeb en Lingam hebben geschreven. Het zal t.z.t. verschijnen in de Astrophysical Journal Letters. (EE)
→ Could Fast Radio Bursts Be Powering Alien Probes?
8 maart 2017
De Amerikaanse satelliet Kepler heeft de afgelopen maanden aanvullende gegevens verzameld over het planetenstelsel van de koele dwergster TRAPPIST-1. Afgelopen maand maakte een internationaal team van astronomen, onder Belgische leiding, bekend dat er zeven aarde-achtige planeten rond deze ster cirkelen. Kepler heeft van 15 december 2016 tot 4 maart jl. talrijke metingen gedaan van de minuscule helderheidsveranderingen die de zeven planeten veroorzaken wanneer zij voor hun moederster langs schuiven. Naar verwachting zullen deze aanvullende waarnemingen astronomen in staat stellen om de baangegevens en de massabepaling van de buitenste planeet, TRAPPIST-1h, te verfijnen. Ook kunnen ze meer inzicht geven in de magnetische activiteit van de moederster. (EE)
→ NASA's Kepler Provides Another Peek at Ultra-cool Neighbor
28 februari 2017
Uit computersimulaties van Franse, Britse en Australische astronomen blijkt dat in de gas- en stofschijven rond pasgeboren sterren spontaan zogeheten 'stofvallen' (dust traps) kunnen ontstaan. Die vormen een belangrijke schakel in het geboorteproces van planeten.
Planeten ontstaan door het samenklonteren van kleinere deeltjes. Microscopische stofjes klitten eerst aaneen tot 'kiezels' van een paar centimeter. In een later stadium vinden botsingen plaats tussen brokstukken van hooguit een paar kilometer groot (planetesimalen geheten), wat tot de vorming van planeten leidt. De tussenliggende fase van het ontstaansproces wordt echter slecht begrepen: hoe 'groeien' de kiezels aaneen tot planetesimalen? Je zou verwachten dat ze door onderlinge botsingen weer fragmenteren, of dat ze door wrijving met het gas in de schijf worden afgeremd en in de jonge ster terecht komen.
Een zogeheten 'stofval' biedt uitkomst: een gebied waarin de dichtheid aan kiezels hoger is dan normaal, terwijl hun onderlinge snelheden juist lager zijn. Onderlinge botsingen zijn daardoor minder heftig; de afremmende invloed van gas is kleiner, en de kiezels kunnen zich gemakkelijker samenvoegen tot grotere objecten.
Tot nu toe leken zulke stofvallen alleen voor te kunnen komen onder bepaalde omstandigheden (gerelateerd aan getijdeneffecten van planeten die in een eerder stadium al zijn gevormd), maar uit de nieuwe computersimulaties blijkt nu dat de stofvallen regelmatig ook spontaan kunnen ontstaan. Daarmee is het proces van planeetvorming weer verder ontraadseld. (GS)
→ Dust Traps: Missing Link in Planet Formation
27 februari 2017
Sterrenkundigen hebben aanwijzingen gevonden dat er rond dubbelsterren ook aarde-achtige planeten kunnen draaien. Tot dusver zijn er bij (sommige) dubbelsterren alleen gasvormige reuzenplaneten ontdekt. Een dubbelster bestaat uit twee sterren die in een kleine baan om elkaar heen draaien. Vanaf een planeet rond zo'n dubbelster (zoals Tatooine, de thuisplaneet van Luke Skywalker uit Star Wars) zijn dan twee zonnen aan de hemel zichtbaar.
De dubbelster in kwestie heet SDSS1557. Hij bestaat uit een kleine, compacte hete witte dwergster, waar een grotere maar minder zware en veel koelere bruine dwerg omheen draait. Precisiewaarnemingen aan het licht van de witte dwerg, uitgevoerd met de Gemini South Telescope en de Europese Very Large Telescope (beide in Chili), hebben uitgewezen dat de dampkring van de ster verontreinigd is met materiaal dat rijk is aan koolstof, silicium en magnesium. Alles wijst erop dat er in het recente verleden rotsachtig materiaal op de ster terecht is gekomen - ongeveer evenveel als overeenkomt met een planetoïde van ca. 4 kilometer in middelijn.
Als er rotsachtige brokstukken (of rotsachtige hemellichamen) rond de dubbelster bewegen, lijkt het aannemelijk dat er in het verleden ook grotere aarde-achtige planeten ontstaan kunnen zijn, aldus de astronomen in een artikel dat vandaag gepubliceerd is in Nature Astronomy. (GS)
→ Evidence of Star Wars-like Planetary System
23 februari 2017
Volgens wetenschappers van het Planetary Habitability Laboratory (PHL) en de Arecibo-sterrenwacht op Puerto Rico zijn planeten in elliptische omloopbanen doorgaans kouder dan tot nu toe werd aangenomen. Een van de gevolgen daarvan is dat het aantal ‘leefbare’ planeten mogelijk groter is dan gedacht (Astrophysical Journal Letters, 23 februari). Niet alle planeten doorlopen zulke keurige cirkelbanen als de aarde of de zeven planeten van TRAPPIST-1. In veel gevallen is de baan van een planeet min of meer langwerpig, waardoor deze zich soms vrij dicht bij zijn ster bevindt en soms veel verder daarvandaan. Hierdoor varieert de hoeveelheid zon en warmte die de planeet van zijn ster ontvangt sterk, maar netto is de hoeveelheid energie die hij ontvangt groter naarmate zijn omloopbaan langwerpiger is. Tot nog toe gingen wetenschappers ervan uit dat dit automatisch betekent dat de gemiddelde temperatuur van planeten in zulke elliptische banen hoger is naarmate de omloopbaan langgerekter is. Nieuwe berekeningen laten echter zien dat dit niet zo is: de gemiddelde temperatuur van een planeet neemt juist enigszins af naarmate zijn baan langgerekter is. Dat betekent dat exoplaneten in sterk elliptische omloopbanen waarvan tot nu toe werd aangenomen dat ze te heet zijn, zoals de planeten van de rode dwergster Wolf 1061, wellicht toch tot de leefbare werelden mogen worden gerekend. (EE)
→ Most Planets Are Colder Than Thought
22 februari 2017
Astronomen hebben, slechts veertig lichtjaar hiervandaan, een stelsel van zeven aarde-achtige planeten ontdekt. Al deze planeten zijn gedetecteerd terwijl zij voor hun moederster – de ultrakoele dwergster TRAPPIST-1 – langs trokken. Dat is gebeurd met behulp van telescopen in de ruimte en op aarde, waaronder ESO’s Very Large Telescope. Drie van de planeten bevinden zich in de leefbare zone van hun ster en zouden oceanen van water op hun oppervlak kunnen hebben (Nature, 23 februari). Elk van de zeven planeten veroorzaakt een kleine daling van de helderheid van de ster wanneer hij voor deze langs trekt – een verschijnsel dat planeetovergang of transit wordt genoemd. Zulke planeetovergangen stellen astronomen in staat om informatie te vergaren over de afmetingen, samenstellingen en omloopbanen van de planeten. Daarbij is ontdekt dat in elk geval de zes binnenste planeten zowel qua grootte als qua temperatuur op de aarde lijken.Met slechts acht procent van de massa van de zon is TRAPPIST-1 erg klein voor een ster: ze is nauwelijks groter dan de planeet Jupiter. Hierdoor lijkt de ster, die in het sterrenbeeld Waterman staat, ondanks haar geringe afstand erg zwak. Astronomen vermoedden al dat zulke dwergsterren omgeven kunnen zijn voor aarde-achtige planeten in krappe omloopbanen, wat hen heel interessant maakt voor de zoektocht naar buitenaards leven. TRAPPIST-1 is het eerste stelsel van dit type dat is opgespoord.Het onderzoeksteam heeft vastgesteld dat alle planeten in het stelsel ongeveer net zo groot zijn als de aarde en Venus, of iets kleiner dan dat. De dichtheidsbepalingen wijzen erop dat in elk geval de zes binnenste planeten waarschijnlijk een rotsachtige samenstelling hebben. De zeven planeten die in het stelsel zijn ontdekt zouden vloeibaar water op hun oppervlak kunnen hebben, al is dat bij de ene planeet waarschijnlijker dan bij de andere.De omloopbanen van de planeten zijn niet veel groter dan die van de vier grootste manen van Jupiter en veel kleiner dan de omloopbaan van Mercurius, de binnenste planeet van het zonnestelsel. De kleinere afmetingen en lagere temperatuur van TRAPPIST-1 hebben echter tot gevolg dat deze planeten ongeveer net zoveel energie opvangen als de binnenste planeten van ons zonnestelsel. TRAPPIST-1c, d en f vangen vergelijkbaar veel energie op als respectievelijk Venus, de aarde en Mars.Klimaatmodellen geven aan dat de drie binnenste planeten, TRAPPIST-1b, c en d, waarschijnlijk te heet zijn om vloeibaar water te hebben, behalve misschien op een klein deel van hun oppervlak. De afstand van de buitenste planeet, TRAPPIST-1 h, is nog niet goed bepaald, maar waarschijnlijk bevindt deze zich zo ver van zijn ster dat het er te koud is voor vloeibaar water. TRAPPIST-1 e, f en g daarentegen kunnen worden beschouwd als de heilige graal van de planetenjacht: zij bevinden zich in de leefbare zone van hun ster en kunnen plaats bieden aan oceanen van oppervlaktewater. Dat er planeten om TRAPPIST-1 cirkelen, was al bekend sinds vorig voorjaar. Een team van Belgische astronomen liet toen weten drie planeten bij deze dwergster te hebben ontdekt. Dankzij vervolgonderzoek is dat aantal nu opgelopen tot zeven. (EE)
→ Ultrakoele dwerg en zijn zeven planeten
21 februari 2017
Rond sterren zoals de zon kunnen meer gasvormige reuzenplaneten draaien dan tot nu toe werd gedacht. Die conclusie trekt Alan Boss van het Carnegie-instituut in Washington D.C. op basis van gedetailleerde computersimulaties. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus kunnen op twee manieren ontstaan: via 'kern-accretie' of uit 'schijf-instabiliteiten'. In het eerste geval klontert er uit rotsachtige en ijsachtige brokstukken eerst een relateif klein hemellichaam samen, dat pas in een later stadium gas uit zijn omgeving aantrekt, waardoor een zeer dikke gasmantel ontstaat. In het tweede geval ontstaat de gasreus vrij plotseling, op een manier die vergelijkbaar is met de vorming van een ster: door een gravitationale instabiliteit in de gas- en stofschijf rond de pasgeboren moederster.
Onderzoek aan exoplaneten lijkt er tot nu toe op te wijzen dat kern-accretie alleen kan voorkomen op relateif kleine afstanden van de moederster. Theoretische overwegingen deden tot nu toe vermoeden dat schijf-instabiliteiten juist alleen op afstanden van minstens enkele miljarden kilometers kunnen leiden tot de vorming van een planeet.
De nieuwe computersimulaties doen nu vermoeden dat dit tweede ontstaansproces toch ook op kleinere afstand van de ster kan leiden tot het ontstaan van planeten zoals Jupiter en Saturnus (ook die twee planeten zouden volgens Boss ontstaan zijn uit schijf-instabiliteiten). Dat betekent dat er rond zonachtige sterren nog veel tot nu toe onontdekte gasvormige reuzenplaneten zouden kunnen rondwentelen. (GS)
→ More Gas Giants Will Be Found Orbiting Sun-like Stars
21 februari 2017
Sterrenkundigen uit onder andere Leiden hebben in Zuid-Afrika de eerste astronomische opnamen gemaakt met de door hen gebouwde bRing-camera. Deze camera zal een jaar lang gericht staan op de planeet die rond de ster Beta Pictoris draait, om te kijken of deze planeet een ringenstelsel heeft.
Beta Pictoris staat op ‘slechts’ 63 lichtjaar van de aarde en is de op een na helderste ster in het zuidelijke sterrenbeeld Schilder (Pictor). De jonge ster, die met het blote oog te zien is, heeft nog altijd een grote schijf van stof en gas om zich heen. Deze schijf is vanaf de aarde precies van opzij te zien. In 2008 werd ontdekt dat de ster een gigantische planeet heeft. Deze planeet, Beta Pictoris b, doet ongeveer 20 jaar over een omloop rond zijn moederster.
In 2014 ontdekten Matthew Kenworthy (Leiden) en Eric Mamajek (University of Rochester, VS) een gigantisch ringenstelsel rond een planeet die om een andere jonge ster (J1407) draait. Daarmee lieten zij zien dat jonge planeten ringen kunnen hebben die veel groter zijn dan die van Saturnus. Op basis van 35 jaar oude data houden de astronomen het voor mogelijk dat ook Beta Pictoris b door zo’n ringstructuur wordt omgeven.
Dit jaar schuift de planeet opnieuw voor zijn ster langs. Als de planeet een ringenstelsel heeft, zouden de astronomen vanaf de aarde de schaduw van de reuzenringen rond de planeet moeten kunnen zien, als en zodra die door onze zichtlijn bewegen. De periode dat de ringen zouden kunnen opduiken is april 2017 tot februari 2018. Op grote telescopen is geen waarneemtijd beschikbaar voor het bestuderen van een enkele ster gedurende zo’n lange periode. Daarom hebben de astronomen van de Universiteit Leiden, Rochester University en de South African Astronomical Observatory (SAAO) besloten een klein instrument te bouwen dat een jaar lang zal kijken naar Beta Pictoris.
Het mini-observatorium bestaat uit twee cameralenzen met beschermkappen die opengaan na zonsondergang. Zodra er een wijziging is in de helderheid van de ster, wat de aanwezigheid van ringen rond de planeet verraadt, worden grotere telescopen en instrumenten ingezet om het ringenstelsel in meer detail te bestuderen. Overigens zullen de camera’s als bijvangst van deze waarneemcampagne ook duizenden andere sterren monitoren op interessante en onverwachte verschijnselen.
Het bRing-project, dat later dit jaar wordt uitgebreid met een station in Australië, is gefinancierd door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) en de Universiteit Leiden, met bijdragen van de Nederlandse en Zuid-Afrikaanse wetenschapsfinanciers NWO en NRF. Het bRing-instrument is gebouwd door de Leidse astronomen Matthew Kenworthy, Remko Stuik, John I. Bailey III en Patrick Dorval en wordt gehost door de Zuid-Afrikaanse astronomen Steve Crawford en Blaine Lomberg van SAAO.
→ Origineel persbericht
14 februari 2017
Een hete, heldere ster op een kleine 400 lichtjaar afstand van de zon in het sterrenbeeld Hercules vertoont minieme helderheidsvariaties die het gevolg zijn van pulsaties in de buitenlagen van de ster, veroorzaakt door een rondcirkelende planeet.
De ster, HAT-P-2, is heter en helderder dan de zon. Er draait een zware reuzenplaneet omheen (8 keer zo zwaar als Jupiter) in een zeer excentrische baan met een omlooptijd van 5,633 dagen. De planeet (HAT-P-2b) is ontdekt doordat hij eens per omloop voor zijn moederster langs beweegt en daarbij een klein beetje licht onderschept.
Sterrenkundigen van onder andere het Massachusetts Institute of Technology hebben nu in totdaal 350 uur aan waarnemingsgegevens van de ster geanalyseerd, die tussen juli 2011 en november 2015 zijn verzameld door de Amerikaanse Spitzer Space Telescope. Daarbij ontdekten ze dat de ster continu minieme helderheidsvariaties vertoont met een periode van 87 minuten.
De helderheidsfluctuaties worden veroorzaakt doordat de ster een beetje pulseert in een tempo dat in een zogeheten harmonische verhouding staat tot de omlooptijd van de planeet. Vermoedelijk veroorzaakt de zware planeet kleine vervormingen in de buitenlagen van de ster wanneer hij in zijn excentrische baan het punt bereikt waar de afstand tot de ster het kleinst is.
Het is voor het eerst dat astronomen een ster ontdekken die 'reageert' op de aanwezigheid van een planeet. De ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ The heart of a far-off star beats for its planet
13 februari 2017
Een internationaal team van planetenjagers heeft vandaag 61.000 snelheidsmetingen aan 1600 nabijgelegen sterren gepubliceerd in een publiek toegankelijke database. Met behulp van eveneens beschikbaar gestelde software kan nu iedereen in de meetgegevens op zoek gaan naar aanwijzingen voor de aanwezigheid van exoplaneten. Zelf heeft het team al een planeet gevonden in een kleine omloopbaan rond een nabijgelegen rode dwergster. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal.
Een exoplaneet (een planeet in een baan rond een andere ster dan de zon) verraadt zijn bestaan doordat hij met zijn zwaartekracht kleine periodieke variaties veroorzaakt in de zogeheten radiale snelheid van zijn moederster - de snelheid langs de gezichtslijn, dus naar ons toe of van ons af. Met de HIRES-spectrograaf op de 10-meter Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, zijn in de afgelopen jaren tienduizenden snelheidsmetingen verricht aan 1600 sterren op afstanden van minder dan ca. 325 lichtjaar. De analyse van al die metingen neemt echter veel tijd in beslag; door de metingen vrij te geven, hopen de astronomen dat er op korte termijn veel meer planeten ontdekt zullen worden.
Een eerste snelle analyse van het team zelf heeft al ca. 100 kandidaatplaneten opgeleverd. Bij de rode dwergster GJ411 (ook bekend als Lalande 21185), op ruim 8 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Grote Beer, is met zekerheid een planeet ontdekt met een omlooptijd van nog geen tien dagen. GJ411 is de op 7 na dichtstbijzijnde ster. De verwachting is dat vrijwel elke ster door één of meer planeten wordt vergezeld. (GS)
→ Astronomy team releases planet-search data, finds more than 100 candidates
22 januari 2017
Wolf 1061 c, een kleine, rotsachtige exoplaneet op slechts 14 lichtjaar afstand, heeft vermoedelijk een chaotisch klimaat. Die conclusie trekken Amerikaanse astronomen in een artikel in The Astrophysical Journal. De planeet draait in een baan om een koele, zwakke rode dwergster. De afstand tot die ster is echter zeer klein, waardoor de planeet zich toch in de bewoonbare zone van de rode dwerg bevindt - het gebied waar de temperatuur geschikt is voor de aanwezigheid van vloeibaar water aan het oppervlak.
Nader onderzoek heeft nu uitgewezen dat Wolf 1061 c zich dicht bij de binnenrand van die bewoonbare zone bevindt. Dat zou kunnen betekenen dat er in het verleden een op hol geslagen broeikaseffect heeft plaatsgevonden, net zoals dat op de planeet Venus in ons eigen zonnestelsel is gebeurd.
Bovendien blijkt uit onderzoek aan het planetenstelsel (Wolf 1061 wordt door nog twee andere planeten vergezeld) dat planeet c sterke en snelle baanveranderingen ondergaat. Op aarde zijn de kleine en zeer trage veranderingen in de omloopbaan (en in de stand van de planeet) de oorzaak van klimaatschommelingen zoals de ijstijden. Op Wolf 1061 c voltrekken zulke schommelingen zich veel sneller, waardoor de planeet vermoedelijk een chaotisch klimaat vertoont. (GS)
→ SF State astronomer searches for signs of life on Wolf 1061 exoplanet
11 januari 2017
Al meer dan een jaar breken astronomen zich het hoofd over het vreemde gedrag van de ster KIC 8462852, bijgenaamd Tabby’s Star. Uit metingen van de Kepler-satelliet blijkt dat deze ster zeer onregelmatige helderheidsvariaties vertoont, waarvoor allerlei exotische oplossingen zijn bedacht, inclusief de aanwezigheid van een kunstmatige ‘megastructuur’ van een buitenaardse beschaving. Onderzoekers van Columbia University en de Universiteit van Californië te Berkeley hebben nu een minder exotische oplossing voor het raadsel gevonden. In een verslag dat in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zal verschijnen, schrijven zij de helderheidsvariaties van de ster toe aan het opslokken van een planeet of een grote verzameling planetoïden. Die gebeurtenis, die zich ongeveer tienduizend jaar geleden moet hebben afgespeeld, zou hebben geresulteerd in een forse helderheidsuitbarsting, waarvan de ster nu herstellende is. Om de ster zouden nog overblijfselen van de planeet cirkelen, die vanaf de aarde gezien met regelmatige tussenpozen voor de ster langs schuiven en periodieke helderheidsdipjes veroorzaken. (EE)
→ Finally, an Explanation for the Alien Megastructure?
9 januari 2017
De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft met Breakthrough Initiatives een overeenkomst getekend om het VISIR-instrument van de Very Large Telescope in Chili aan te passen voor een zoektocht naar planeten in het nabije stersysteem Alfa Centauri. Deze planeten zouden het doelwit kunnen zijn voor de eventuele lancering van miniatuur-ruimtesondes door het Breakthrough Starshot initiative. De overeenkomst voorziet ook in de telescooptiijd die nodig is om in 2019 een zorgvuldig zoekprogramma uit te voeren.
De ontdekking in 2016 van een planeet, Proxima b, bij Proxima Centauri, de derde en zwakste ster van het Alfa Centauri-stelsel, heeft een extra impuls gegeven aan deze zoektocht.
Weten waar de dichtstbijzijnde exoplaneten te vinden zijn, is van het grootste belang voor Breakthrough Starshot, het in april 2016 gelanceerde onderzoeks- en constructieprogramma dat de haalbaarheid moet aantonen van de bouw van ultra-snelle, door licht aangedreven ‘nanosondes’, en daarmee het fundament moet leggen voor de eerste lancering naar Alfa Centauri.
De detectie van een leefbare planeet is een enorme uitdaging vanwege de grote helderheid van de moederster, die het relatief zwakke schijnsel van planeten overstraalt. Een van de manieren om de detectie te vergemakkelijken is door uit te wijken naar mid-infrarode golflengten, waar de thermische gloed van een planeet de helderheidskloof tussen hem en zijn moederster sterk verkleint. Maar zelfs in het mid-infrarood is de ster nog altijd miljoenen keren helderder dan de op te sporen planeten. Dat vraagt om een specifieke techniek waarmee het verblindende sterlicht kan worden verminderd.
Het bestaande mid-infraroodinstrument VISIR van de VLT kan daarin voorzien als de beeldkwaliteit ervan sterk wordt vergroot met behulp van adaptieve optiek en zogeheten coronagrafie wordt toegepast – een techniek waarmee sterlicht wordt onderdrukt, zodat het mogelijke signaal van potentieel aardse planeten duidelijker tot uiting komt. Breakthrough Initiatives zal een groot deel van de ontwikkelingskosten van dit experiment betalen, en ESO zal de vereiste waarnemingsfaciliteiten en -tijd leveren.
Het detecteren en onderzoeken van potentieel leefbare planeten bij andere sterren is ook een van de belangrijkste wetenschappelijke doelen van de toekomstige European Extremely Large Telescope (E-ELT). Hoewel voor het vastleggen van planeten op grotere afstanden in de Melkweg de grotere omvang van de E-ELT is vereist, is het licht-opvangende vermogen van de VLT net voldoende om een planeet vast te leggen bij de meest nabije ster, Alfa Centauri.
De ontwikkelingen rond VISIR komen ook ten goede aan het toekomstige instrument METIS, dat aan de E-ELT zal worden gekoppeld: de opgedane kennis is rechtstreeks overdraagbaar. De enorme afmetingen van de E-ELT zouden METIS is staat moeten stellen om eventuele exoplaneten ter grootte van Mars bij Alfa Centauri, en potentieel leefbare planeten bij andere nabije sterren, op te sporen en te onderzoeken.
→ Origineel persbericht
7 januari 2017
Rond de jonge ster TW Hydrae, op 192 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Hydra, draait vermoedelijk een Jupiterachtige planeet in een relatief kleine omloopbaan. Die conclusie trekken astronomen op basis van waarnemingen van de Hubble Space Telescope. TW Hydrae wordt omringd door een protoplanetaire schijf, waarin verschillende lege zones voorkomen. Met het ALMA-observatorium in Chili is zo'n lege zone ontdekt op ongeveer 1 astronomische afstand van de ster - de afstand aarde-zon. Het vermoeden bestaat dat die zone veroorzaakt wordt door de zwaartekrachtstoringen van een planeet.
Hubble kan dat allerbinnenste deel van de protoplanetaire schijf niet goed zien: de ruimtetelescoop neemt waar in zichtbaar licht, en heeft veel last van overstraling door de ster zelf - een effect dat veel kleiner is op de millimetergolflengten die door ALMA worden waargenomen. Maar met de STIS- en NICMOS-instrumenten aan boord van Hubble zijn in de loop van de jaren wel opnamen gemaakt van de meer naar buiten gelegen delen van de schijf.
Astronomen hebben nu in die buitendelen een soort ronddraaiende schaduw ontdekt: één helft van de schijf is merkbaar donkerder dan de tegenoverliggende helft, en die schaduw draait eens in de 16 jaar rond. Modelberekeningen laten zien dat het schaduwspel verklaard kan worden door een Jupiter-achtige planeet in de lege zone die door ALMA is ontdekt. Als die in een enigszins gehelde baan beweegt, kan het binnenste deel van de protoplanetaire schijf van TW Hydrae ook geheld zijn. Door de aanwezigheid van de planeet ontstaat er een trage precessie-beweging van dat gehelde binnendeel van de schijf, waardoor (op grotere afstand van de ster) één helft van de schijf minder sterlicht ontvangt.
De ontdekking is gepresenteerd op de 229ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Grapevine, Texas. (GS)
→ Hubble Captures 'Shadow Play' Caused by Possible Planet
6 januari 2017
Voor de derde keer hebben astronomen een jonge ster ontdekt waar kometen op ‘neerregenen’. De ster is nog maar 23 miljoen jaar oud en is 95 lichtjaar van de aarde verwijderd. De ‘exokometen’ – de term die voor kometen buiten ons zonnestelsel wordt gehanteerd – zijn niet rechtstreeks waargenomen. Hun aanwezigheid wordt afgeleid uit de aanwezigheid van gas rond de ster, waarvan de samenstelling overeenkomt met die van verdampte komeetkernen. Dit gas bevat onder meer silicium en koolstof.De aanwezigheid van deze kometen-in-afbraak vormt een aanwijzing dat er ook een planeet van het formaat Jupiter om de ster cirkelt. Deze zou de banen van de kometen zodanig afbuigen dat ze naar de ster toe worden gekatapulteerd. Hetzelfde verschijnsel zou zich, 4,5 miljard jaar geleden, ook in ons eigen zonnestelsel kunnen hebben afgespeeld. Op die manier kan veel water op aarde en de andere binnenplaneten zijn terechtgekomen. De resultaten van het onderzoek, dat is uitgevoerd met de Hubble-ruimtetelescoop, zijn gepresenteerd tijdens de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Texas is gehouden. (EE)
→ Hubble Detects 'Exocomets' Taking the Plunge into a Young Star
20 december 2016
Bij het zoeken naar planeten bij andere sterren (zogeheten exoplaneten) moeten astronomen vaak veel dataruis wegfilteren. Daarbij gaat het vooral om signaal dat afkomstig is van de moederster van de betreffende exoplaneet. Onderzoekers van de Yale-universiteit in New Haven, Connecticut, hebben nu echter een nieuwe methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om ook in ongefilterde meetgegevens met succes te zoeken naar het bestaan van exoplaneten.
De methode is eerder toegepast op metingen van aardonderzoekssatellieten aan poolijs. De betreffende wiskundige techniek heet multi-fractal temporally weighted detrended fluctuation analysis, of kortweg MF-TWDFA. Door meetgegevens op alle mogelijke tijdschalen en -intervallen te analyseren, kunnen onderliggende processen aan het licht worden gebracht. Darbij wordt gebruik gemaakt van het feit dat fluctuaties in achtergrondruis op kleine tijdschalen doorgaans geringer zijn dan op grotere tijdschalen.
De multi-fractale techniek is ontwikkeld door de befaamde wiskundige Benoit Mandelbrot, die lange tijd werkzaam is geweest aan de Yale-universiteit. In een artikel in The Astronomical Journal tonen de onderzoekers de werking van de techniek aan met behulp van simulaties en waarnemingen van de werkelijk bestaande exoplaneet HD 189733b op 63 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Vulpecula (Vosje). (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
Een internationaal team van astronomen heeft een planetenstelsel ontdekt waarvan de centrale ster veel op onze zon lijkt. De samenstelling van de ster wijst erop dat deze één of meer van zijn planeten heeft verzwolgen. De ster in kwestie, die de aanduiding HIP68468 heeft gekregen, is 300 lichtjaar van ons verwijderd. Hij werd ontdekt in het kader van een meerjarig project dat is opgezet om planeten te ontdekken bij ‘dubbelgangers’ van onze zon. Bij HIP68468 zijn nu twee planeten opgespoord: een planeet die ongeveer tweemaal zoveel massa heeft als Neptunus en een planeet van drie aardmassa’s. Het tweetal draait in verrassend krappe banen om hun ster. De ‘super-Neptunus’ volgt een Venus-achtige omloopbaan en de ‘superaarde’ is zelfs maar 4,5 miljoen kilometer van zijn ster verwijderd. De astronomen vermoeden dat de beide planeten niet zijn ontstaan op de plekken waar ze nu zijn aangetroffen. Ze zijn waarschijnlijk vanuit de buitenste delen van het planetenstelsel naar binnen gemigreerd. Het heeft er alle schijn van dat meer planeten dat hebben gedaan, maar daarmee is het slecht afgelopen. Uit onderzoek van de samenstelling van HIP68468 blijkt dat de atmosfeer van de ster vier keer zoveel lithium bevat dan gebruikelijk is voor een ster van 6 miljard jaar oud. Ook zijn in het spectrum van de ster lijnen te zien van hittebestendige metalen zoals die in rotsachtige planeten voorkomen. Alles bij elkaar bevat de atmosfeer van HIP68468 ongeveer zes aardmassa’s aan lithium en planetair puin. Het lijkt er dus sterk op dat de ster minstens één planeet heeft opgeslokt. Computersimulaties laten zien dat over enkele miljarden jaren de omloopbaan van de planeet Mercurius zodanig verstoord zal raken door het gravitationele ‘getrek en geduw’ met de overige planeten, dat hij uiteindelijk in de zon zal verdwijnen. Mogelijk heeft zich bij HIP68468 inmiddels al iets dergelijks afgespeeld. (EE)
→ Astronomers discover dark past of planet-eating ‘Death Star’
15 december 2016
Een nieuwe statistische analyse van planeten die zijn opgespoord dankzij het zogeheten microlenseffect, wijst erop dat planeten met de massa van Neptunus waarschijnlijk de meest voorkomende zijn in de buitengebieden van planetenstelsels. Vermoedelijk zijn zulke planeten ongeveer tien keer zo talrijk als de echte ‘zware jongens’ van het kaliber Jupiter. Het microlenseffect ontstaat wanneer een voorgrondster (de ‘lens’) vanaf de aarde gezien in de loop van enkele dagen of weken precies voor een verder weg staande ster (de ‘bron’) langs schuift. De zwaartekracht van de lensster buigt het licht van de achtergrondster dan zodanig af, dat zijn schijnbare helderheid op karakteristieke wijze verandert. Het exacte patroon van de helderheidsveranderingen levert informatie op over de lensster en de eventuele planeten die daar omheen cirkelen. Aan de hand daarvan kunnen astronomen onder meer de massaverhouding tussen de planeet en zijn moederster bepalen, evenals hun onderlinge afstand. In iets minder dan de helft van de gevallen kunnen ook de massa’s van beide hemellichamen worden berekend. Hoewel het microlenseffect een vrij zeldzaam verschijnsel is, heeft het een belangrijk voordeel boven de andere methoden waarmee exoplaneten kunnen worden opgespoord. Het kan leiden tot de ontdekking van planeten op veel grotere afstanden van de aarde en van relatief lichte planeten op grote afstand van hun moederster. Al met al levert dit een veel completer beeld op van de planetenpopulatie van onze Melkweg. Een statistische inventarisatie van planeten die via het microlenseffect zijn opgespoord heeft nu uitgewezen dat sterren die ongeveer veertig procent minder massa hebben dan onze zon – een zeer talrijke categorie – veelal worden begeleid door planeten van tien tot veertig aardmassa’s. Ter vergelijking: de massa van de planeet Neptunus in ons zonnestelsel bedraagt zeventien aardmassa’s. Uit de inventarisatie kan verder worden afgeleid dat koude Neptunus-achtige werelden waarschijnlijk de meest voorkomende soort planeten zijn voorbij de zogeheten sneeuwgrens – het punt waarbij tijdens de vorming van de planeet water alleen in bevroren toestand voorkwam. In ons eigen zonnestelsel lag die grens waarschijnlijk tussen de huidige omloopbanen van de planeten Mars en Jupiter. (EE)
→ Microlensing Study Suggests Most Common Outer Planets Likely Neptune-mass
14 december 2016
Onderzoekers van onder meer het Nederlands Instituut voor Radioastronomie ASTRON en het Niels Bohr Instituut in Denemarken hebben de ALMA-telescoop gebruikt om de vroegste stadia in de vorming van een nieuw planetenstelsel te observeren. Zij hebben voor het eerst waargenomen hoe uit de draaiende wolk van gas en stof waaruit het planetenstelsel ontstaat sterke ‘wervelwinden’ opstijgen (Nature, 15 december). Nieuwe planetenstelsels komen voort uit grote wolken van gas en stof, die onder invloed van hun eigen zwaartekracht samentrekken en dichter worden. Hierdoor ontstaat uiteindelijk een hete gasbol in het midden: een ster. Rondom deze ster vormt zich een schijf, waarbinnen materiaal geleidelijk samenklontert tot planeten. Tijdens dat proces gaat de samentrekkende gaswolk steeds sneller draaien. Bekend is dat pasgeboren sterren, zogeheten protosterren, gepaard gaan met wervelwinden. Deze winden spelen een rol bij het afvoeren van de rotatie-energie van de schijf rond de protoster. Ze zorgen ervoor dat de schijf afremt, waardoor het daarin aanwezige materiaal gemakkelijker naar de ster kan blijven stromen. Het ontstaan van deze wervelwinden was echter nog nooit waargenomen. Met de ALMA-telescoop is nu een zeer jonge protoster op 450 lichtjaar van de aarde bekeken. De beelden laten zien hoe die wind als een tornado materiaal uit de planeten-vormende schijf optilt. Vooraf was gedacht dat de draaiende wind in het midden van de draaiende schijf ontstaat, maar de nieuwe waarnemingen tonen iets anders. Ze laten zien dat de draaiende wind de hele schijf omvat, in plaats van alleen het kleine gebiedje rondom de jonge ster. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
12 december 2016
Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili zijn
overtuigende aanwijzingen gevonden dat er twee gasvormige
reuzenplaneten aan het ontstaan zijn in de gas- en stofschijf rond de
jonge ster HD163296. De nieuwe waarnemingen zijn vandaag gepubliceerd in
Physical Review Letters.
ALMA vond eerder al concentrische lege zones in de protoplanetaire
schijven rond jonge sterren. Die eerdere waarnemingen hadden echter
uitsluitend betrekking op de verdeling van stofdeeltjes in de platte,
ronddraaiende schijven. Voor het eerst zijn nu vergelijkbare structuren
gevonden in de verdeling van gasmoleculen.
HD163296 is een 5 miljoen jaar oude ster die ongeveer twee keer zo zwaar
is als de zon, op ca. 400 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld
Boogschutter. Hij wordt omgeven door een uitgestrekte protoplanetaire
schijf die drie opvallende stofvrije zones vertoont, op afstanden van
60, 100 en 160 astronomische eenheden van de centrale ster (een
astronomische eenheid is de afstand van de aarde tot de zon).
Metingen aan de millimeterstraling van koolmonoxide-moleculen heeft nu
uitgewezen dat de buitenste twee stofvrije zones ook heel weinig gas
bevatten. Dat kan eigenlijk alleen verklaard worden wanneer er in de
twee zones reuzenplaneten vergelijkbaar met Saturnus aan het ontstaan
zijn. De binnenste stofvrije zone bevat wél gas; deze 'opening' is
mogelijk op een andere manier ontstaan.
De nieuwe metingen vormen het sterkste bewijs tot nu toe voor het
ontstaan van gasvormige reuzenplaneten in de protoplanetaire schijven
van zeer jonge sterren. Blijkbaar kan het proces van planeetvorming al
in een heel vroeg stadium op gang komen. (GS)
→ ALMA Finds Compelling Evidence for Pair of Infant Planets around Young Star
12 december 2016
Op een grote, zware gasvormige exoplaneet op ruim 1000 lichtjaar
afstand van de zon zijn weerpatronen ontdekt. HAT-P-7b, zoals de planeet
heet, vertoont enorm krachtige stormen, zo blijkt uit een analyse van
metingen door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. Wolken die aan de
nachtzijde van de planeet ontstaan worden door de hoge windsnelheden
naar het daghalfrond van de planeet geblazen, waar ze verdampen onder
invloed van de warmtevan de moederster. HAT-P-7b beschrijft in 2,2 dagen
een baan rond de ster, op een afstand van minder dan 6 miljoen
kilometer; de temperatuur op het halfrond dat continu naar de ster is
gericht bedraagt bijna 2600 graden. De planeet is 16 maal zo groot en
500 maal zo zwaar als de aarde.
Het bijzondere van de wolken op HAT-P-7b is dat ze voor een
belangrijk deel bestaan uit het mineraal corundum, dat op aarde onder
andere voorkomt in de vorm van de edelstenen robijn en saffier. Het
bestaan van de hoge (en variërende) windsnelheden is afgeleid uit
metingen aan de positie van het door de planeet gereflecteerde
sterlicht. De waarnemingen zijn vandaag online gepubliceerd in Nature.
(GS)
→ Winds of Rubies and Sapphires Strike Sky of Giant Planet
5 december 2016
De microscopische stofdeeltjes waaruit planeten samenklonteren zijn
niet rond, maar een beetje 'pluizig'. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen
die verricht zijn met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
(ALMA) in Chili.
Jonge sterren worden omgeven door platte, ronddraaiende schijven van
gas en stof. Op de een of andere manier klitten de stofjes aan elkaar;
op den duur klonteren ze samen tot steeds grotere objecten
(planetesimalen), die uiteindelijk met elkaar in botsing komen - zo
ontstaan planeten.
ALMA is er nu in geslaagd om de zeer geringe polarisatie te meten
van de kortgolvige radiostraling van stofdeeltjes rond de ster HD142527.
Uit de metingen blijkt dat de stofdeeltjes afmetingen hebben van minder
dan 0,15 millimeter - ongeveer tien keer zo klein als werd verwacht.
Die verwachtingen waren gebaseerd op modellen waarin de microscopische
stofdeeltjes netjes bolvormig zijn. De intensiteit en de
golflengteverdeling van de radiostraling, in combinatie met de nieuwe
polarisatiemetingen, doen nu echter vermoeden dat het om onregelmatig
gevormde, 'pluizige' stofjes gaat.
De nieuwe resultaten zullen hopelijk bijdragen aan een beter begrip
van het ontstaansproces van planeten bij andere sterren. De
ALMA-metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ ALMA measures size of seeds of planets
11 november 2016
Astronomen hebben een nieuwe ‘superaarde’ ontdekt bij een koele
dwergster die bijna 33 lichtjaar van ons verwijderd is. De planeet heeft
ongeveer vijf keer zoveel massa als de aarde en behoort qua massa tot
de meest aarde-achtige exoplaneten die we kennen. Planeet GJ 536 b is
ontdekt met het succesvolle HARPS-instrument van de 3,6-meter
ESO-telescoop op La Silla, in het noorden van Chili. Hij draait op een
afstand van slechts tien miljoen kilometer om zijn ster en heeft een
omlooptijd van bijna negen aardse dagen. Daarmee bevindt hij zich te
dicht bij de ster om ‘leefbaar’ te kunnen zijn. De ontdekking is de
volgende in een lange reeks van exoplaneten die zijn opgespoord bij de
meest voorkomende sterren in onze Melkweg: de zogeheten rode dwergen. De
laatste jaren zijn bij tal van deze koele dwergsterren planeten
opgespoord, onder meer bij de ster TRAPPIST-1 en de meest nabije buur
van onze zon – Proxima Centauri. (EE)
→ Discovery of a nearby super-Earth with only five times our mass (via Phys.org)
9 november 2016
Drie teams, onder leiding van astronomen van de Sterrewacht Leiden
en de Universiteit van Amsterdam, hebben eenzelfde aantal
planetenstelsels-in-wording in beeld gebracht. De opnamen zijn gemaakt
met het SPHERE-instrument van de Europese Very Large Telescope. Bekend
is dat planeten ontstaan uit enorme schijven van gas en stof die rond
pasgeboren sterren draaien: zogeheten protoplanetaire schijven. Deze
kunnen kunnen afmetingen van honderden miljoenen kilometers bereiken.
Mettertijd klonteren de deeltjes in deze schijven samen om uiteindelijk
uit te groeien tot planeten. Over de precieze details van dit
planeetvormingsproces bestaat echter nog veel onduidelijkheid. De
interactie tussen protoplanetaire schijven en hun planeten-in-wording
kan allerlei structuren in de schijven laten ontstaan: enorme ringen,
spiraalarmen en donkere leemten. Deze zijn van bijzonder belang, omdat
er nog geen eenduidig verband is ontdekt tussen deze structuren en de
planeten die hen hebben veroorzaakt. Astronomen willen dit vraagstuk
maar al te graag oplossen en de specifieke eigenschappen van SPHERE
stellen hen in staat om de opvallende structuren van protoplanetaire
schijven direct waar te nemen. Dat laatste is nu gelukt bij een drietal
jonge sterren, waarvan de protoplanetaire schijven grote onderlinge
verschillen vertonen. De schijven van de sterren RXJ1615 en HD97048
vertonen opvallende concentrische ringen, terwijl die van de ster
HD135344B en duidelijke spiraalstructuur vertoont. Op de opname van deze
laatste ster zijn bovendien vier donkere ‘vegen’ te zien. Dat zijn
waarschijnlijk de schaduwen van bewegend materiaal in de schijf rond de
ster. Een van die vegen is in de maanden tussen waarnemingsperioden
duidelijk veranderd. (EE)
→ Zo worden zonnestelsels gemaakt
7 november 2016
Breakthrough Listen, de 10 jaar durende, 100 miljoen dollar kostende
zoektocht naar intelligent buitenaards leven, kondigde vandaag aan de
eerste waarnemingen te hebben gedaan met de Parkes radiotelescoop in
Australië. Breakthrough Listen werd in 2015 gelanceerd door
internetondernemer Yuri Milner en natuurkundige Stephen Hawking.
Breakthrough Listen maakte al gebruik van de Green Bank telescoop in
West Virginia, VS, and the Automated Planet Finder (APF) van de Lick
Sterrenwacht in Californië, VS. De 64 meter grote radioschotel in New
South Wales, Australië, beschikt nu over dezelfe speciale ontvangers om
naar radiosignalen van buitenaardse beschavingen te zoeken als de Green
Bank telescoop. Met deze beide telescopen kan de gehele hemel worden
afgespeurd en het is nu het krachtigste project om naar dit soort
signalen te zoeken. Na een test periode van veertien dagen zijn vandaag
(8 november, lokale tijd) de eerste echte waarnemingen gedaan aan
Proxima Centauri, waar onlangs een aardachtige exoplaneet is ontdekt. De
kans om daar ook echt iets te vinden, werd klein geacht, maar de meest
nabije exoplaneet was zeker een geschikt object om de eerste
waarnemingen aan te doen.
De Parkes radioschotel is een beroemde radiotelescoop. In 1969,
tijdens de Apollo 11-missie, speelde ze een belangrijke rol bij het
opvangen van live tv-beelden van de eerste stap op de maan. De komende
vijf jaar zal Breakthrough Listen 25% van de waarneemtijd van Parkes
gebruiken. (EM)
→ First Light for Breakthrough Listen at Parkes Telescope
24 oktober 2016
Computersimulaties van wetenschappers van de Universiteit van Bern
laten zien dat er een goede kans is dat er in de bewoonbare zone van
rode dwergsterren aardachtige planeten voorkomen die rijk zijn aan
water. Hun onderzoek is relevant vanwege de recente vondst van een
aardachtige planeet op de juiste afstand bij de meest nabije ster
Proxima Centauri, een rode dwerg die tien keer lichter is dan de zon en
500 keer minder helder. Eerder al werd zo’n planeet gevonden bij een
ster die nog lichter is, Trappist-1.
De computermodellen van Yann Alibert and Willy Benz slagen er in om
planeten te laten ontstaan op dezelfde afstand tot rode dwergsterren als
ook is waargenomen. Hun resultaten verschijnen binnenkort in het
tijdschrift Astronomy and Astrophysics. De planeten hebben een diameter
van de helft van die van de aarde tot 1,5 keer groter, maar zijn vaak
even groot als de aarde. Daarbij kunnen ze ook berekenen hoeveel water
er op deze planeten aanwezig is. 90% van de planeten die in hun modellen
ontstond, bevat ten minste 10% water. Ter vergelijking: op aarde is dit
maar 0,02%. Het zijn dus echter waterwerelden, waarbij op grote diepte,
onder hoge druk, het water overgaat in ijs. Water is noodzakelijk voor
leven zoals wij dat kennen, maar te veel water is mogelijk ook niet
goed.
Bij hun berekeningen gingen de wetenschappers uit van een
protoplanetaire schijf, bestaande uit gas en stof, rond een lichte ster,
met daarin tien embryonale planeten met de massa van de maan,
willekeurig verdeeld in de schijf. Deze embryos konden vervolgens groter
groeien met materiaal uit de schijf en daarbij door de schijf migreren.
Zo simuleerden ze de vorming van een paar honderd planetenstelsels,
waarbij elk stelsel ongeveer drie dagen rekentijd vergde. Wat voor
planeten er ontstaan, hangt daarbij ook af van de structuur en de
evolutie van de protoplanetaire schijf. Lichte, rode dwergsterren zijn
veel talrijker dan sterren met de massa van de zon, en de verwachting is
dat astronomen nog veel meer aardachtige planeten bij dit soort sterren
gaan vinden. Deze planetenstelsels kunnen dan vergeleken worden met
computersimulaties zoals deze. (EM)
→ Preferentially Earth-sized planets with lots of water
11 oktober 2016
Proxima Centauri vertoont een regelmatige vlekkencyclus, net als
onze eigen zon. Proxima is de ster die het dichtst bij de zon staat, op
een afstand van slechts 4,2 lichtjaar. Het is een klein, koel
dwergsterretje, tien keer zo licht en duizend maal zo zwak als de zon.
De ontdekking van een periodieke vlekkencyclus, gepubliceerd in Monthly
Notices of the Royal Astronomical Society, komt als een verrassing.
De zon vertoont een activiteitscyclus van ca. 11 jaar. Tijdens een
zonnevlekkenminimum is het oppervlak van de zon vrijwel 'vlekvrij';
tijdens een maximum zijn er soms wel honderd zonnevlekken zichtbaar -
gebieden aan het zonsoppervlak die ruim duizend graden koeler zijn dan
hun omgeving, en daardoor donker afsteken. Tijdens een
zonnevlekkenmaximum vertoont de zon ook meer uitbarstingen en
zonnevlammen.
De activiteitscyclus van Proxima Centauri duurt ongeveer 7 jaar, en
is veel spectaculairder dan die van de zon. Tijdens het maximum wordt
ongeveer 20% van het steroppervlak ingenomen door verhoudingsgewijs zeer
grote vlekken, zo blijkt uit onderzoek aan de helderheidsvariaties van
de ster.
Zonnevlekken worden veroorzaakt door magnetische activiteit in de
mantel van de zon. Algemeen wordt aangenomen dat de zonnevlekkencyclus
ontstaat door verschillen in rotatiesnelheid tussen de kern van de zon
en de convectieve mantel. Dwergsterren zoals Proxima hebben volgens
theoretische modellen echter een volledig convectief inwendige;
periodieke variaties in het magnetisch veld worden dan ook niet
verwacht. De oorsprong van de vlekkencyclus van Proxima is vooralsnog
onbekend.
Eerder dit jaar werd bij de dwergster een kleine, aardeachtige
planeet gevonden, in de zogeheten 'bewoonbare' zone. Of de planeet echt
zo bewoonbaar is, kan worden betwijfeld: tijdens een vlekkenmaximum zal
ook Proxima krachtige uitbarstingen van energierijke straling en
elektrisch geladen deeltjes vertonen, die de dampkring van een planeet
kunnen wegblazen en het oppervlak kunnen steriliseren. (GS)
→ Proxima Centauri Might Be More Sunlike Than We Thought
11 oktober 2016
Deense, Britse en Nederlandse sterrenkundigen hebben een dubbelster
ontdekt die vergezeld wordt door drie ronddraaiende schijven van gas en
stof waarin planeten kunnen ontstaan. De bijzondere ontdekking is gedaan
met het ALMA-observatorium in Noord-Chili (Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array) en is vandaag gepubliceerd in The
Astrophysical Journal.
Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Bij hun
geboorte worden ze meestal omgeven door een platte, ronddraaiende schijf
van materie waarin planeten kunnen samenklonteren. In het geval van een
dubbelster (twee sterren die om elkaar heen draaien) komt het soms voor
dat beide componenten van de dubbelster door zo'n protoplanetaire
schijf worden omringd.
De nieuwe ontdekking betreft de dubbelster IRS43, op ca. 400
lichtjaar afstand van de zon. De twee sterren zijn astronomisch gezien
zeer jong: ongeveer 100.000 à 200.000 jaar oud. Qua massa en afmetingen
zijn ze vergelijkbaar met onze zon. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat
beide sterren een protoplanetaire schijf hebben, in grootte
vergelijkbaar met ons zonnestelsel. Daarnaast wordt het
dubbelstersysteem op veel grotere afstand omringd door een derde,
'gemeenschappelijke' schijf. Ook hierin zou planeetvorming kunnen
optreden.
De drie schijven liggen opmerkelijk genoeg niet in hetzelfde vlak,
maar zijn geheld ten opzichte van elkaar. Hoe het stelsel kan zijn
ontstaan is vooralsnog een raadsel. Mogelijk is er sprake geweest van
grote turbulentie in de oorspronkelijke gas- en stofwolk waaruit de
dubbelster is geboren. (GS)→ Stars with Three Planet-Forming Discs of Gas
11 oktober 2016
Leidse onderzoekers die eerder betrokken waren bij de ontdekking van
een exoplaneet met enorme ringen hebben nu berekend dat die
reuzenringen meer dan 100.000 jaar kunnen blijven bestaan. Tenminste,
als de ringen tegen de draairichting bewegen van de planeet rond de
ster. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy
& Astrophysics. De Leidse onderzoekers Steven Rieder (nu werkzaam in
Japan) en Matthew Kenworthy bestudeerden de ster J1407. Deze jonge
zonachtige ster liet in 2007 een vreemde serie verduisteringen zien. In
2015 kwamen de onderzoekers met een verklaring voor die verduisteringen.
Er zou een planeet rond de ster draaien met een reusachtig
ringenstelsel dat meer dan honderd keer zo groot was als het
ringenstelsel van Saturnus. Nu, in 2016, hebben de onderzoekers met
simulaties gekeken of het enorme ringenstelsel stand kan houden. Sommige
critici hadden vooraf namelijk het vermoeden van niet. De exoplaneet
met de reuzenringen draait namelijk in een heel excentrische baan rond
zijn ster. Daardoor krijgt de planeet dichtbij de ster te maken met
zwaartekrachtsinvloeden die de ringen uit elkaar zouden kunnen trekken.
De onderzoekers hebben nu met simulaties laten zien dat het systeem
stabiel is en in ieder geval meer dan 10.000 omlopen van 11 jaar kan
blijven bestaan. Volgens eerste auteur Steven Rieder komt er nog wel een
'maar' bij kijken: "Alleen als de ringen tegengesteld draaien aan
draairichting van de planeet rond de ster, is het systeem stabiel.
"Ringen die een andere kant opdraaien (retrograde ringen), zijn niet
echt gebruikelijk. De onderzoekers vermoeden dan ook dat er bij de
exoplaneet een catastrofe heeft plaatsgevonden die ertoe leidde dat de
ringen (of de planeet) de 'verkeerde kant' op gingen
draaien. Rieder: "Het is misschien wat vergezocht: enorme ringen
die in tegengestelde richting draaien. Maar we hebben nu berekend dat
een 'normaal' ringensysteem niet kan blijven bestaan." De
sterverduisteringen zouden ook nog door een vrij door de ruimte zwevend
object veroorzaakt kunnen zijn. "Maar de kans daarop is miniem," zegt
Rieder. "Net als de mogelijkheid dat de omloopsnelheid, gemeten bij
eerdere waarnemingen, niet zou kloppen. Dat zou erg vreemd zijn, want
die metingen zijn juist zeer nauwkeurig." Met toekomstig onderzoek
willen de astronomen nagaan hoe de ringstructuur zich kon vormen en hoe
deze in de tijd verandert.
→ Origineel persbericht
30 september 2016
Astronomen hebben een planeet ontdekt die om een zeer hete ster van
spectraaltype A cirkelt. De planeet bevindt zich min of meer in de
leefbare zone van de ster, maar dat is niet wat hem zo bijzonder maakt.
Dat is namelijk de manier waarop hij is ontdekt. De afgelopen twintig
jaar hebben astronomen duizenden exoplaneten ontdekt, maar die cirkelen
bijna allemaal om koele of gematigd hete sterren. Planeten bij A-sterren
zijn schaars: er zijn er nog maar een stuk of twintig van bekend. Toch
is het niet de verwachting dat A-sterren minder vaak planeten hebben dan
koelere sterren. Het geringe aantal planeten bij deze sterren heeft
vooral te maken met de gangbare opsporingstechnieken, die vertrouwen op
kleine fluctuaties in het licht van sterren. En A-sterren vertonen vaak
van zichzelf al helderheidsfluctuaties, die de aanwezigheid van planeten
maskeren. Paradoxaal genoeg heeft een team van astronomen diezelfde
fluctuaties nu gebruikt om een planeet op te sporen bij de A-ster KIC
7917485. Daarbij is gebruik gemaakt van helderheidsmetingen van de ster
die de Amerikaanse Kepler-satelliet in de loop van vier jaar heeft
verzameld. Uit een analyse van die metingen blijkt dat de pulsaties van
de ster, die een strikt periodiek karakter hebben, het ene moment wat
later optreden dan het andere. En deze vertragingen vertonen zelf ook
een regelmaat. Dat laatste wijst erop dat de vertragingen van de
pulsaties worden veroorzaakt door een planeet die de ster heen en weer
trekt. Hierdoor ontstaan periodieke variaties in de aankomsttijden van
de pulsen. In het geval van KIC 7917485 wijzen de variaties eroop dat de
betreffende planeet ruwweg twaalf keer zoveel massa heeft als de
planeet Jupiter en een omlooptijd van ongeveer 840 dagen. (EE)
→ A Planet Found by Pulsations
29 september 2016
De protoplanetaire schijf rond de jonge ster Elias 2-27 vertoont een
duidelijke spiraalstructuur. Dat blijkt uit waarnemingen met de Atacama
Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili.
De structuur vertoont opvallende overeenkomsten met de spiraalarmen van
een sterrenstelsel, maar is vele malen kleiner (Science, 30 september).
Een protoplanetaire schijf bestaat uit gas en stof waaruit door
samenklontering op enig moment planeten kunnen ontstaan. Aan de
oppervlakte van sommige van deze schijven waren eerder al
spiraalpatronen waargenomen, maar onduidelijk was of deze zich ook tot
diep in de schijf voortzetten, waar de eigenlijke planeetvorming
plaatsvindt. ALMA heeft nu voor het eerst diep in zo’n schijf gekeken en
daarbij een duidelijk spiraalpatroon ontdekt. Dicht bij de ster
vertoont de protoplanetaire schijf van Elias 2-27 zich als een normale
platte schijf die zich uitstrekt tot op een afstand die groter is dan de
afstand zon-Neptunus (6 miljard km) in ons eigen zonnestelsel. Voorbij
dat punt is een smalle lege gordel te zien, wat erop kan duiden dat hier
een planeet (aan het) ontstaan is. Aan de buitenrand van de gordel
ontspringen twee spiraalarmen die zich tot op meer dan 10 miljard
kilometer van de ster uitstrekken. Onduidelijk is nog hoe de
spiraalstructuur is ontstaan. Mogelijk is deze het resultaat van de
interactie tussen de protoplanetaire schijf en de planeet die zich
daarin heeft gevormd. Maar misschien is het juist precies andersom, en
zijn het structuren als deze die de vorming van planeten mogelijk maken.
Elias 2-27 bevindt zich in een stervormingsgebied op ongeveer 450
lichtjaar van de aarde. De ster heeft twee keer zo weinig massa als onze
zon en is naar schatting pas een miljoen jaar oud. (EE)
→ Spiral Arms Embrace Young Star
26 september 2016
Astronomen van het Institute for Research in Exoplanets
(Universiteit van Montreal, Canada) en van het Carnegie Institution for
Science in Washington, D.C., hebben actieve planeetvormende schijven
ontdekt rond bruine dwergsterren. Een bruine dwerg is een soort
tussenvorm tussen een gasvormige reuzenplaneet en een 'gewone' (rode)
dwergster. Bruine dwergen zijn ongeveer even groot als de planeet
Jupiter, maar wel aanzienlijk zwaarder. De dichtheid en temperatuur in
hun inwendige is echter niet hoog genoeg om spontane kernfusie van
waterstof op gang te brengen.
De karakteristieke infraroodstraling van een zogeheten
protoplanetaire schijf - een schijf van gas en stof waarin planeten aan
het samenklonteren zijn - is ontdekt bij drie bruine dwergen (van 13 tot
18 Jupitermassa's) en bij één rode dwergster, die 120 keer zo zwaar is
als Jupiter. Opmerkelijk genoeg zijn twee van de dwergsterren
vermoedelijk ruim 40 miljoen jaar oud. Eerder zijn protoplanetaire
schijven alleen aangetroffen bij sterren die veel jonger zijn: maximaal
10 à 20 miljoen jaar. Kennelijk kan het ontstaansproces van planeten bij
lichte dwergsterretjes meer tijd in beslag nemen.
De ontdekking van langlevende protoplanetaire schijven rond extreem
lichte dwergsterretjes zal naar verwachting nieuwe inzichten opleveren
in de geboorte van dwergsterren en de vorming en evolutie van
planetenstelsels. De nieuwe ontdekking is gepubliceerd in The
Astrophysical Journal. (GS)
→ New Low-Mass Objects Could Help Refine Planetary Evolution
22 september 2016
Astronomen hebben ontdekt dat de 8000 lichtjaar verre ster
OGLE-2007-BLG-349, waar een Saturnus-achtige planeet omheen draait, in
werkelijkheid een compacte dubbelster is. Dat blijkt uit waarnemingen
met de Hubble-ruimtetelescoop. De planeet werd al in 2007 ontdekt. Dat
was te danken aan het zogeheten microlenseffect. Dit effect treedt op
wanneer de zwaartekracht van een voorgrondster het licht van een ster
die vanaf de aarde gezien precies achter haar staat afbuigt en
versterkt. Het verloop van zo’n (tijdelijke) ‘sterbedekking’ verraadt de
eigenschappen van de voorgrondster en haar eventuele planeten. Het
lensverschijnsel werd destijds gevolgd door vijf sterrenwachten op
aarde. Daarbij werd al ontdekt dat OGLE-2007-BLG-349 uit minstens één
ster en één planeet bestaat. Maar een nauwkeurige analyse wees erop dat
het stelsel misschien nog een derde object bevatte – een tweede planeet
of een tweede ster. Uit vervolgwaarnemingen met de
Hubble-ruimtetelescoop is nu gebleken dat de ’lens’ vrijwel zeker uit
twee om elkaar wentelende rode dwergsterren bestaat – sterren die
zwakker en kleiner zijn dan onze zon. De planeet cirkelt op een afstand
van ruwweg 500 miljoen kilometer om dit stellaire duo. De beide sterren
zijn slechts 11 miljoen kilometer van elkaar verwijderd. Het nieuwe
onderzoeksresultaat zal binnenkort worden gepubliceerd in The
Astronomical Journal. (EE)
→ Hubble Finds Planet Orbiting Pair of Stars
20 september 2016
Exoplaneten - planeten bij andere sterren dan de zon - bewegen soms
eens per omloop voor hun moederster langs, gezien vanaf de aarde.
Nauwkeurige metingen aan dit soort planeetovergangen kunnen informatie
opleveren over de ligging van de baan van zo'n planeet ten opzichte van
het evenaarvlak van de moederster. Dat zegt mogelijk iets over de
ontstaans- en migratiegeschiedenis van het planetenstelsel in kwestie -
sommige planeetbanen blijken zeer sterk geheld te zijn.
Computersimulaties, verricht door Portugese en Duitse astronomen,
wijzen nu echter uit dat het wel oppassen geblazen is bij het
interpreteren van de metingen. Wanneer de ster actieve gebieden op het
oppervlak heeft (donkere zonnevlekken of juist heldere fakkelvelden),
kan de planeet tijdens een overgang ook voor zo'n gebied langs bewegen.
Dat levert subtiele verstoringen op in het waargenomen
helderheidsverloop van de ster. Als daarvoor niet gecorrigeerd wordt,
kan de afgeleide hellingshoek van het baanvlak wel tot dertig graden
afwijken van de werkelijke waarde, aldus de astronomen.
De resultaten van de simulaties zijn gepbulcieerd in Astronomy &
Astrophysics. (GS)
→ Stellar activity can mimic misaligned exoplanets
13 september 2016
In mei 2016 maakten astronomen de ontdekking bekend van drie kleine
exoplaneten in een baan rond de dwergster TRAPPIST-1, op ca. 40
lichtjaar afstand van de aarde. De planeten zouden qua afmetingen en
samenstelling veel overeenkomsten vertonen met de aarde. Hun bestaan was
afgeleid uit minieme periodieke helderheidsschommelingen van de ster,
waargenomen met de Belgische TRAPPIST-telescoop op de Europese
Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Die zouden veroorzaakt zijn doordat de
planeten (gezien vanaf de aarde) eens per omloop voor hun moederster
langs bewegen.
Nieuwe metingen met de 8-meter Gemini South Telescope, eveneens in
Chili, lijken het bestaan van de planeten nu te bevestigen. Met een
speciale camera hebben Amerikaanse sterrenkundigen gezocht naar de
aanwezigheid van een mogelijke begeleider van TRAPPIST-1. Als die op
kleine afstand vergezeld zou worden door een tweede dwergster (dat zou
een rode of een bruine dwerg kunnen zijn), zouden de eerdere metingen
misschien verklaard kunnen worden door de aanwezigheid en het gedrag van
die begeleider.
Uit de nieuwe metingen, gepubliceerd in Astrophysical Journal
Letters, blijkt echter dat TRAPPIST-1 geen dubbelster is. Nu het bestaan
van een begeleidende dwergster is uitgesloten, is de laatste mogelijke
twijfel rond de ontdekking van de drie aardeachtige exoplaneten
weggenomen, aldus de auteurs. (GS)
→ Nearby Exo-Earth Family Withstands Extreme Scrutiny
1 september 2016
Het mysterieuze radiosignaal dat vorig jaar is opgevangen met de
Russische radiotelescoop RATAN-600 was hoogstwaarschijnlijk van aardse
oorsprong. Dat meldt astronome Yulia Sotnikova op de website van het
Special Astrophysical Observatory van de Russische Academie van
Wetenschappen. RATAN-600 is vorig jaar ingezet om een aantal zonachtige
sterren ‘af te luisteren’ naar mogelijke kunstmatige radiosignalen.
Daarbij is volgens Sotnikova inderdaad een ‘interessant’ signaal
opgepikt van de zonachtige ster HD 164595. Maar volgens haar heeft een
nadere analyse van het signaal laten zien dat het vrijwel zeker van
aardse oorsprong was. Het is volgens de Russische astronome hoe dan ook
te vroeg om wetenschappelijke conclusies te trekken uit de
SETI-waarnemingen die vorig jaar met RATAN-600 zijn gedaan. ‘We kunnen
met overtuiging stellen dat er tot nu toe geen gezocht signaal is
gedetecteerd,’ aldus Sotnikova. (EE)
→ Monitoring of the continuum of SETI candidates with RATAN-600
29 augustus 2016
Met de Russische RATAN-radiotelescoop - een reflector-ring met een
middellijn van 600 meter, opgesteld rond een centrale antenne - is een
onverklaard radiosignaal opgepikt dat afkomstig is uit de richting van
de ster HD 164595. Dat meldt wetenschapsjournalist Paul Gilster op de
blogsite Centauri Dreams. Het signaal is al op 15 mei 2015 gedetecteerd,
op een golflengte van 2,7 centimeter. De ware aard is nog volstrekt
onduidelijk.
HD 164595 is een zonachtige ster met een leeftijd van ca. 6,3
miljard jaar op een afstand van 95 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld
Hercules. Hij wordt vergezeld door minstens één (gasvormige) planeet,
met een omlooptijd van 40 dagen. Het is niet uitgesloten dat er rond de
ster nog meer, kleinere planeten bewegen.
Of er sprake kan zijn van een kunstmatig radiosignaal, afkomstig van
een intelligente beschaving, is volstrekt onduidelijk. De Russische
ontdekkers roepen hun colleg's wereldwijd wel op om de ster continu in
het oog te blijven houden. Tot op heden heeft het signaal zich niet
herhaald.
De ontdekking zal volgens Gilster gepresenteerd worden tijdens het
67ste Internationale Astronautische Congres dat eind september
plaatsvindt in Guadalajara, Mexico. (GS)
→ Blog van Paul Gilster op Centauri Dreams
24 augustus 2016
Planeten die zoveel koolstof bevatten dat hun kern uit diamant
bestaat, zijn veel zeldzamer dan gedacht. Dat blijkt uit nieuw
theoeretisch onderzoek van astronomen van Yale University, dat
gepubliceerd is in The Astrophysical Journal. De astronomen laten in hun
artikel bovendien zien dat het mogelijk is om op basis van onderzoek
aan een ster te 'voorspellen' of rondcirkelende planeten qua
samenstelling veel op de aarde kunnen lijken.
Een ster en zijn gevolg van planeten ontstaan uit één roterende
schijf van gas en stof. De samenstelling van de ster zegt dus ook iets
over de samenstelling van planeten die om die ster heendraaien. Uit het
nieuwe onderzoek blijkt nu dat metingen aan de relatieve hoeveelheden
koolstof en zuurstof en de relatieve hoeveelheden magnesium en silicium
in een ster informatie opleveren over de mineralogische samenstelling
van eventuele aardeachtige planeten rond die ster.
Een van de conclusies is dat er vrijwel geen sterren bestaan die zó
veel koolstof bevatten dat je het bestaan van diamantplaneten kunt
verwachten. Ook de planeet 55 Cancri e, die zelfs de bijnaam 'the
diamond planet' heeft gekregen, bevat vermoedelijk te weinig koolstof om
deze naam te rechtvaardigen, aldus de onderzoekers.
Dankzij de nieuwe techniek is het in de toekomst misschien mogelijk
om beter te voorspellen of een bepaalde ster vergezeld kan worden door
een rotsachtige planeet die qua mineralogie veel op de aarde lijkt. Dat
kan van belang zijn voor het efficiënt zoeken naar een 'Aarde 2.0' - een
planeet waarop leven kan zijn ontstaan. (GS)
→ A better way to learn if alien planets have the right stuff
24 augustus 2016
Astronomen hebben mede met behulp van ESO-telescopen duidelijk
bewijs gevonden van een planeet die draait om Proxima Centauri, de
dichtstbijzijnde ster vanaf de aarde. Deze langgezochte wereld, die de
naam Proxima b heeft gekregen, draait in 11 dagen rond zijn koele rode
moederster en heeft een temperatuur waarbij vloeibaar water op het
oppervlak mogelijk is. De rotsachtige wereld is iets zwaarder dan de
aarde. Het is de dichtstbijzijnde exoplaneet en het kan ook de meest
nabije woonplaats zijn voor leven buiten ons zonnestelsel. Het artikel
dat deze vondst beschrijft, staat in het tijdschrift Nature van 25
augustus 2016.
Op een afstand van iets meer dan vier lichtjaar van ons zonnestelsel
bevindt zich een rode dwergster met de naam Proxima Centauri. Het is -
de naam Proxima (nabij) verraadt het al - de dichtstbijzijnde ster
gezien vanaf de aarde als we de zon niet meetellen. Deze koele ster in
het zuidelijke sterrenbeeld Centaur is te zwak om met het blote oog te
zien en wordt overstraald door de heldere dubbelster Alpha Centauri AB.
In de eerste helft van 2016 werd Proxima Centauri regelmatig
bestudeerd met de HARPS-spectrograaf op de ESO 3,6-meter telescoop op La
Silla in Chili. Tegelijkertijd werd de ster in de gaten gehouden door
andere telescopen op de wereld. Dit gebeurde tijdens de zogenoemde Pale
Red Dot-campagne. Een team onder leiding van Guillem Anglada-Escudé van
Queen Mary University of London, keek of de ster minuscule schommelingen
vertoonde. Die schommelingen kunnen veroorzaakt worden door de
zwaartekracht van een mogelijke planeet in een baan om de ster.
De Pale Red Dot-gegevens, gecombineerd met eerdere waarnemingen van
ESO- en andere sterrenwachten, onthulden een helder signaal: soms komt
Proxima Centauri met ongeveer 5 kilometer per uur (menselijke
wandelsnelheid) naar de aarde toe en soms verwijdert hij zich met
dezelfde snelheid. Dit regelmatige patroon van de veranderende radiële
snelheid herhaalt zich elke 11,2 dagen. Nauwkeurige analyse van de
resulterende kleine Dopplerverschuivingen wijzen op de aanwezigheid van
een planeet met ten minste 1,3 keer de massa van de aarde die rond
Proxima Centauri draait op een afstand van ongeveer 7 miljoen kilometer
(slechts 5% van de afstand aarde-zon).
Hoewel de planeet Proxima b dichterbij zijn ster staat dan Mercurius
bij de zon is de ster een stuk zwakker dan de zon. Daarom bevindt
Proxima b zich toch in de leefbare zone rond zijn ster en heeft de
planeet een geschatte oppervlaktetemperatuur waarbij het voorkomen van
vloeibaar water mogelijk kan zijn. Ondanks de baan van Proxima b rond
zijn ster, kunnen de omstandigheden op het oppervlak sterk beïnvloed
zijn door de ultraviolet- en röntgenstraling die van de ster komen. Die
straling is veel intenser dan wat de aarde van de zon voor zijn kiezen
krijgt.
Deze ontdekking van de planeet is het begin van uitgebreidere
waarnemingen met de huidige instrumenten en met de volgende generatie
telescopen zoals de European Extremely Large Telescope (E-ELT). Proxima b
zal een belangrijk doelwit zijn in de jacht naar het bewijs van leven
elders in het heelal. Het Alpha Centauri-systeem is overigens al
onderwerp van het Breakthrough StarShot-project, de eerste poging van de
mensheid om (onbemand) naar een ander zonnestelsel te reizen.
→ Volledig persbericht
19 augustus 2016
Wanneer is een aarde-achtige planeet 'bewoonbaar'? Sterrenkundigen
hebben altijd aangenomen dat de afstand van de planeet tot zijn
moederster daarbij de bepalende factor is. Staat de planeet te dicht bij
de ster, dan is het er te heet; staat hij te ver weg, dan is het te
koud. Alleen in een relatief smalle 'bewoonbare zone' zouden de
omstandigheden gunstig zijn voor het bestaan van vloeibaar water aan het
oppervlak en voor het ontstaan van leven.
Nieuwe modelberekeningen van geoloog Jun Korenaga van Yale
University, vandaag gepubliceerd in Science Advances, wijzen echter
uit dat de ontstaanstemperatuur van de planeet ook een belangrijke rol
speelt. Aarde-achtige planeten ontstaan door het samenklonteren van
kleinere hemellichamen. Daarbij komt enorm veel warmte vrij. Korenaga's
berekeningen laten zien dat de ontstaanstemperatuur van de planeet niet
al te veel af mag wijken van een optimale waarde om het proces van
mantelconvectie op gang te brengen.
Op aarde is mantelconvectie de oorzaak van vulkanisme,
plaattektoniek, en van het ontstaan van continenten en oceanen.
Mantelconvectie heeft een belangrijke zelfregulerende invloed op de
evolutie van een rotsachtige planeet. Als de aarde bij haar ontstaan
minder heet of juist veel heter was geweest, aldus Korenaga, was
mantelconvectie nooit op gang gekomen, en zou de planeet nu vermoedelijk
niet 'bewoonbaar' zijn, ondanks het feit dat hij zich in de
'bewoonbare' zone van de zon bevindt. (GS)
→ A new Goldilocks for habitable planets
18 augustus 2016
In de dampkring van een Venus-achtige exoplaneet die vorig jaar is
ontdekt, komen misschien grote hoeveelheden zuurstof voor. Als de
aanwezigheid van zuurstof met toekomstige reuzentelescopen wordt
bevestigd, betekent dat echter niet dat er leven op de planeet is.
Exoplaneet GJ1132b draait op een afstand van slechts 22,5 miljoen
kilometer rond een ster die 39 lichtjaar van de aarde is verwijderd.
Modelberekeningen van Laura Schaefer (Harvard-Smithsonian Center for
Astrophysics) en haar collega's voorspellen nu dat de planeet mogelijk
een zuurstofrijke dampkring heeft.
In het model, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, gaan de
astronomen er vanuit dat de Venus-achtige planeet geboren is met een
dikke, waterdamprijke atmosfeer. Als gevolg van de kleine afstand tot de
ster heeft die atmosfeer echter een temperatuur van 230 graden Celsius,
en staat hij bloot aan grote hoeveelheden energierijke ultraviolette
straling. De watermoleculen worden daardoor gesplitst in waterstof- en
zuurstofatomen. De lichte waterstofatomen ontsnappen gemakkelijk aan de
zwaartekracht van de planeet; de zwaardere zuurstofatomen (en
-moleculen) blijven achter.
De hete planeet moet miljoenen jaren lang een gesmolten
magma-oppervlak hebben gehad. De nieuwe modelberekeningen laten echter
zien dat door de wisselwerking van dat magma met de atmosfeer slechts 10
procent van het aanwezige zuurstof uit de dampkring wordt verwijderd -
het bindt zich aan het gesmolten gesteente. Dat betekent dat GJ1132b nog
steeds een zeer zuurstofrijke dampkring zou kunnen hebben.
Met toekomstige telescopen, zoals de James Webb Space Telescope en
de Giant Magellan Telescope, kan de aanwezigheid van zuurstof wellicht
worden vastgesteld. De astronomen benadrukken dat de ontdekking van
zuurstof in dit geval geen aanwijzing is voor het bestaan van leven op
de planeet - dat is vanwege de extreem hoge temperatuur niet mogelijk.
(GS)
→ Venus-like Exoplanet Might Have Oxygen Atmosphere, But Not Life
17 augustus 2016
Een speurtocht naar mogelijke radiosignalen van buitenaardse
beschavingen, uitgevoerd met de Murchison Widefield Array-radiotelescoop
(MWA) in West-Australië, heeft geen resultaten opgeleverd. Dat
schrijven radioastronomen in een recent nummer van The Astrophysical
Journal.
Al ruim zestig jaar wordt met behulp van radiotelescopen gezocht
naar kunstmatige radiosignalen uit het heelal. Dit SETI-programma
(Search for Extra-Terrestrial Intelligence) is tot nu toe voornamelijk
uitgevoerd op relatief hoge radiofrequenties. De MWA - die nog steeds in
aanbouw is - werkt echter op veel lagere frequenties (80-300
megahertz). De telescoop bestaat uit een groot aantal eenvoudige
antennes, verspreid over een groot gebied in de West-Australische
outback, en is vergelijkbaar met de Nederlandse LOFAR-telescoop.
Steven Tingay van het Australische ICRAR-instituut en zijn collega's
hebben nu laagfrequente MWA-radiospectra bestudeerd van een gebied aan
de sterrenhemel waarin met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler enkele
tientallen exoplaneten zijn ontdekt (planeten bij andere sterren dan de
zon). Er werden geen kunstmatige radiosignalen gevonden, maar volgens de
onderzoekers kan dat te maken hebben met de relatief lage gevoeligheid
van de uitgevoerde speurtocht.
In de toekomst zullen met de MWA gevoeliger zoektochten worden
verricht. Ook de toekomstige Square Kilometre Array-radiotelescoop
(SKA), die uit tienduizenden antennes en schotels gaat bestaan, zal
worden ingezet voor de speurtocht naar buitenaardse intelligentie. (GS)
→ A New Player in the Search for Extraterrestrial Intelligence
13 augustus 2016
Het grootste weekblad van Duitsland, Der Spiegel, heeft een
bijzondere primeur. Het blad meldt dat astronomen een planeet hebben
ontdekt bij de dichtstbijzijnde ster (na de zon dan): Proxima Centauri.
De exoplaneet is vermoedelijk aarde-achtig en bevindt zich op een
zodanige afstand van zijn ster, dat er op zijn oppervlak vloeibaar water
kan voorkomen. Anders gezegd: de planeet bevindt zich binnen de
‘leefbare’ zone van de ster. Als dat klopt, is het met afstand de meest
nabije soortgenoot van de aarde. De planeet heeft zijn bestaan verraden
doordat hij kleine, regelmatige schommelingen bij zijn moederster
veroorzaakt. Deze schommelbeweging is volgens Der Spiegel geregistreerd
met een telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) op de
berg La Silla, in het noorden van Chili. ESO zelf doet er (nog) het
zwijgen toe: de officiële bekendmaking van de ontdekking zou voor eind
augustus gepland zijn. Proxima Centauri staat in het zuidelijke
sterrenbeeld Centaurus. Het is een rode dwergster op 4,24 lichtjaar van
de aarde. (EE)
→ Mögliche zweite Erde in unserer Nachbarschaft entdeckt
3 augustus 2016
Een internationaal team van onderzoekers heeft onderzocht welke van
de meer dan 4000 exoplaneten die tot nu toe zijn opgespoord met de
Amerikaanse Kepler-satelliet het meest op onze aarde lijken. De oogst
bestaat uit 216 planeten die zich in de ‘leefbare zone’ van hun ster
bevinden – het gebied rond de ster waar de temperaturen zo gematigd zijn
dat er vloeibaar water kan bestaan op het oppervlak van een planeet.
Aan de hand van deze groslijst is een top-20 samengesteld waarop alleen
de meest veelbelovende kandidaten staan: kleine, rotsachtige planeten.
Daarnaast is er bijvoorbeeld ook een lijst van gasplaneten in de
leefbare zone. Die lijken in de verste verte niet op de aarde, maar
zouden wel leefbare manen kunnen hebben. Op nummer 1 staat Kepler-186f.
Deze in 2014 ontdekte planeet cirkelt om een rode dwergster op 560
lichtjaar van de aarde. Hij is ongeveer net zo groot als de onze
planeet, maar zijn massa is onzeker. Over de toestand op zijn oppervlak
is weinig bekend. Overzichten als deze kunnen worden gebruikt om
objecten voor verder onderzoek te selecteren. De resultaten van deze
eerste inventarisatie worden binnenkort gepubliceerd in de Astrophysical
Journal. Een preprint is te vinden op arXiv.org. (EE)
→ Kepler researchers list exoplanets with the most potential to have liquid water, or even life
21 juli 2016
De buitenste vier planeten rond de ster KOI-500, alias Kepler-80,
zijn rotsachtig en hebben vier tot zeven keer zoveel massa als de aarde.
Dat blijkt uit een nauwkeurige analyse van dit uiterst compacte
planetenstelsel op 1100 lichtjaar van de aarde. De resultaten ervan
worden binnenkort gepubliceerd in The Astronomical Journal.De in totaal
vijf planeten van het KOI-500-stelsel, die vier jaar geleden werden
ontdekt met de Kepler-satelliet, draaien in zeer krappe banen om hun
ster. Het hele gezelschap zou ruimschoots binnen de omloopbaan van de
planeet Mercurius passen. Hun omlooptijden variëren van één tot negen
dagen. Een team astronomen, onder leiding van studente Mariah MacDonald
van het Florida Institute of Technology, heeft de baanbewegingen van de
planeten nauwkeurig onderzocht. Daarbij is gelet op de kleine variaties
in de tijdstippen waarop deze planeten voor hun ster langs schuiven.
Deze variaties zijn het gevolg van de aantrekkingskrachten die de
planeten onderling op elkaar uitoefenen: het ene moment versnellen ze
elkaar een beetje, het volgende remmen ze elkaar juist af. Aan de hand
van deze ‘Transit Timing Variations’ kunnen astronomen de massa’s van de
betrokken planeten berekenen. De massa’s van de vier planeten lopen
niet ver uiteen, maar de buitenste twee zijn bijna twee keer zo groot
als de andere. Hieruit leiden de astronomen af dat deze een zeer
omvangrijke atmosfeer van waterstof en helium hebben. Toch moeten al
deze planeten grotendeels uit gesteenten bestaan, net als de aarde. De
astronomen hebben ook de omloopbanen van de planeten geanalyseerd. Deze
vertonen een hoge mate van synchronisatie: om de 27 dagen nemen ze
vrijwel exact dezelfde onderlinge posities in. Computersimulaties laten
zien dat zulke compacte, synchrone omloopbanen waarschijnlijk het gevolg
zijn van een migratieproces: tijdens hun vorming zijn de planeten
geleidelijk naar steeds krappere omloopbanen gemigreerd. (EE)
→ Florida Tech Student Helps Uncover The Nature Of Kepler-80
20 juli 2016
Begin mei maakten astronomen van de universiteit van Luik de
ontdekking bekend van drie aarde-achtige planeten bij ‘TRAPPIST-1’ – een
ultrakoele dwergster op slechts 40 lichtjaar van de aarde. Uit
vervolgonderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat deze planeten
geen omvangrijke, diffuse atmosfeer hebben zoals bijvoorbeeld Jupiter
(Nature, 21 juli). De Hubble-waarnemingen zijn al kort na de ontdekking
van het drietal gedaan. Dat gebeurde op een moment dat twee van de drie
voor hun moederster langs schoven. Hierdoor was het mogelijk om de
planeten aan een spectroscopisch onderzoek te onderwerpen. Dat wil
zeggen dat de veranderingen in golflengte zijn gemeten, die ontstaan
wanneer sterlicht door een planeetatmosfeer wordt ‘gefilterd’. Deze
golflengte-afhankelijke variaties bleken gering te zijn. En dat wijst
erop dat de planeten een compacte atmosfeer hebben. Daarmee staat het
vrijwel vast dat het om rotsachtige planeten gaat, en niet om planeten
die voor een groot deel uit gas bestaan. Mogelijk lijken hun atmosferen
meer op die van de aarde, Venus of Mars. (EE)
→ First Atmospheric Study Of Earth-Sized Exoplanets Reveals Rocky Worlds
18 juli 2016
Met NASA's ruimtetelescoop Kepler zijn 104 nieuwe exoplaneten
gevonden - planeten bij andere sterren dan de zon. De nieuwe oogst is
het resultaat van een nauwe samenwerking met grote telescopen op aarde.
Tijdens zijn vervolgmissie K2 heeft Kepler (gelanceerd in 2009) in vijf
verschillende gebieden aan de hemel 197 nieuwe kandidaatplaneten
ontdekt; dankzij precisiewaarnemingen met onder andere de Keck-telescoop
op Hawaii, de twee Gemini-telescopen op Hawaii en in Chili en de Large
Binocular Telescope in Arizona kon van 104 kandidaten met zekerheid
worden vastgesteld dat het daadwerkelijk om planeten gaat. De nieuwe
ontdekkingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Supplement
Series.
Kepler ontdekt exoplaneten doordat zij een klein beetje licht van
hun moederster onderscheppen wanneer ze - gezien vanaf de aarde - eens
per omloop voor die ster langs bewegen. Tijdens de oorspronkelijke
Kepler-missie (2009-2013) werd één gebied aan de sterrenhemel continu in
het oog gehouden, en werden vooral planeten ontdekt bij zonachtige
sterren op vaak honderden lichtjaren afstand. In de vervolgmissie
(noodzakelijk geworden wegens een probleem met de standregeling van de
telescoop) worden verschillende gebieden aan de hemel waargenomen, en
richt Kepler zich meer op relatief nabijgelegen dwergsterren - de
talrijkste sterren in het Melkwegstelsel.
Rond één van die rode dwergsterren (K2-72 genoemd) zijn nu zelfs
vier planeten ontdekt die zo goed als zeker uit gesteenten en metalen
bestaan; ze zijn tussen de 20 en 50 procent groter dan de aarde. Doordat
ze in kleine banen rond de koele moederster bewegen (kleiner dan de
baan van Mercurius om de zon; de omlooptijden liggen tussen 5,58 en
24,16 dagen) is de temperatuur op deze aardeachtige planeten toch hoog
genoeg om het bestaan van vloeibaar water - en misschien van leven -
mogelijk te maken. Van de 104 nieuw ontdekte planeten zijn er in totaal
37 kleiner dan twee maal de middellijn van de aarde. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
14 juli 2016
Een analyse van gegevens die in de loop van vier jaar zijn verzameld
door de Amerikaanse Kepler-satelliet laat zien dat ‘warme Jupiters’
minder eenzaam zijn dan ‘hete Jupiters’. In ongeveer de helft van de
gevallen hebben de warme gasplaneten gezelschap van andere, kleinere
planeten (The Astrophysical Journal, 10 juli). Warme Jupiters zijn grote
gasplaneten die op afstanden om hun ster draaien die vergelijkbaar zijn
met de afstand zon-Venus. Hierdoor zijn ze warmer dan de koude
gasplaneten in ons eigen zonnestelsel, maar niet zo heet als de hete
Jupiters die zich doorgaans dichter bij hun moederster bevinden dan de
planeet Mercurius. Tot nu toe werd aangenomen dat warme Jupiters niet
zijn geboren op de plek waar ze nu worden aangetroffen. Ze zouden zich
te dicht bij hun ster bevinden om zoveel gas te kunnen hebben verzameld.
Dat zou betekenen dat ze in de buitengebieden van hun planetenstelsels
zijn gevormd en later naar hun huidige posities zijn gemigreerd. Bij dat
migratieproces raken de omloopbanen van alle naburige planeten zodanig
verstoord, dat deze uit hun stelsel worden geslingerd. De verwachting
was dan ook dat warme Jupiters geen planetaire buren meer zouden hebben.
Maar dat blijkt toch niet zo te zijn: bij 11 van de 27 zijn die wel
degelijk aangetroffen. Volgens de astronomen die de analyse hebben
gedaan, betekent dit dat er twee soorten warme Jupiters bestaan. In
stelsels waar geen andere planeten te vinden zijn, zou inderdaad sprake
zijn geweest van migratie. Maar blijkbaar zijn er ook warme Jupiters die
veel dichter bij hun ster zijn ontstaan, en daar zijn gebleven. (EE)
→ Warm Jupiters Not As Lonely As Expected
13 juli 2016
Astronomen hebben met de ALMA-telescoop voor het eerst de
sneeuwgrens van water binnen een protoplanetaire schijf kunnen
onderscheiden. Deze grens geeft aan waar de temperatuur in de schijf
rond een jonge ster ver genoeg zakt om sneeuw te kunnen vormen. Aan het
onderzoek werkten onder anderen John Tobin en Steven Bos van de
Sterrewacht Leiden mee. De resultaten worden op 14 juli 2016
gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Door een spectaculaire toename
van de helderheid van de jonge ster V883 Orionis warmde het binnenste
deel van de schijf snel op, waardoor de sneeuwgrens veel verder naar
buiten opschoof dan normaal is voor een protoster, en ALMA (de Atacama
Large Millimeter/submillimeter Array) deze voor het eerst kon waarnemen.
Jonge sterren zijn vaak omringd door een dichte, draaiende schijf van
gas en stof waaruit planeten kunnen ontstaan: een protoplanetaire
schijf. De warmte die een gemiddelde jonge zonachtige produceert, zorgt
ervoor dat het water binnen de protoplanetaire schijf tot op afstanden
van ruwweg drie AE van de ster gasvormig blijft. Dat komt overeen met
driemaal de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon, oftewel
ongeveer 450 miljoen kilometer. Verder naar buiten gaan watermoleculen,
ten gevolge van de extreem lage druk, rechtstreeks over van gasvormige
naar vaste toestand en krijgen (stof)deeltjes een manteltje van ijs. Het
gebied in de protoplanetaire schijf waar water van een gas in ijs
verandert, wordt de sneeuwgrens van water genoemd. Maar de ster V883
Orionis vertoont uitzonderlijk gedrag. Een spectaculaire toename van
zijn helderheid heeft de sneeuwgrens doen opschuiven naar een afstand
van ongeveer 40 AE (ongeveer 6 miljard kilometer of ruwweg de grootte
van de omloopbaan van de dwergplaneet Pluto in ons zonnestelsel).
Plotselinge helderheidsuitbarstingen zoals die van V883 Orionis ontstaan
wanneer grote hoeveelheden materiaal vanuit de omringende schijf op het
oppervlak van de ster belanden. V883 Orionis heeft slechts 30% meer
massa dan de zon, maar is dankzij de huidige uitbarsting maar liefst 400
keer zo helder – en veel heter. Dat er sneeuw kan bestaan in de ruimte
is wellicht een bizarre gedachte, maar dit is cruciaal voor het
planeetvormingsproces. De aanwezigheid van waterijs reguleert de
efficiency waarmee stofdeeltjes kunnen samenklonteren – de eerste stap
naar de vorming van een planeet. Aangenomen wordt dat binnen de
sneeuwgrens, waar water verdampt, kleine rotsachtige planeten als de
onze ontstaan. Voorbij de sneeuwgrens zorgt de aanwezigheid van waterijs
voor de snelle vorming van kosmische sneeuwballen, die uiteindelijk
uitgroeien tot zware gasplaneten zoals Jupiter.
→ Volledig persbericht
11 juli 2016
Een stabiele, roterende schijf van gas en stof rond een pasgeboren
ster - een zogeheten protoplanetaire schijf, waarin later planeten
kunnen samenklonteren - kan eigenlijk alleen ontstaan wanneer de
allerkleinste stofdeeltjes op de een of andere manier uit de schijf
verwijderd worden. Dat blijkt uit gedetailleerd theoretisch onderzoek
dat gepubliceerd is in Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society.
Bestaande theoretische modellen kunnen de vorming van stabiele,
roterende protoplanetaire schijven moeilijk verklaren. Uit
magnetohydrodynamische berekeningen volgt dat het samentrekken van een
interstellaire gaswolk tot een ster gepaard gaat met het 'samentrekken'
van het magnetisch veld in die wolk. Het resultaat is dat er
impulsmoment vanuit het centrum van de schijf naar buiten wordt
getransporteerd, waardoor er geen roterende schijf ontstaat.
In de nieuwe berekeningen wordt rekening gehouden met niet-ideale
magnetohydrodynamische eigenschappen, en worden gedetailleerdere
modellen gebruikt om de ionisatie van de allerkleinste stofdeeltjes te
beschrijven. Die deeltjes hebben afmetingen van minder dan een tiende
micrometer; ze kunnen eenvoudig een elektrische lading krijgen door de
absorptie van positief geladen atoomkernen (ionen) of negatief geladen
elektronen. Daardoor blijven ze sterk 'gekoppeld' aan het magnetisch
veld.
In de dichtste delen van de samentrekkende gaswolk kunnen de
allerkleinste deeltjes echter 'vastvriezen' op het oppervlak van grotere
stofdeeltjes. Op die manier worden de kleinste deeltjes uit de wolk
verwijderd; de nieuwe berekeningen laten zien dat de vorming van een
stabiele, roterende schijf wél mogelijk is. (GS)
→ Behind the scenes of protostellar disk formation
7 juli 2016
Een team van Duitse, Franse en Amerikaanse astronomen heeft een
planeet ontdekt die een wijde baan doorloopt om een ster die deel
uitmaakt van een drievoudig stersysteem. De ontdekking komt als een
verrassing, omdat dit soort omloopbanen in meervoudige stersystemen
veelal instabiel zijn (Science, 7 juli). De exotische planeet, die de
aanduiding HD 131399Ab heeft gekregen, is ontdekt met SPHERE, een
instrument van de Europese Very Large Telescope, die in het noorden van
Chili staat. Deze ‘exoplanetencamera’ is speciaal ontwikkeld om zwakke
objecten in de naaste omgeving van sterren op te sporen. Dat gebeurt in
het infrarood – het golflengtegebied waarin met name jonge (en dus
warme) planeten relatief helder zijn.HD 131399Ab is naar schatting 16
miljoen jaar oud en heeft ongeveer vier keer zoveel massa als de planeet
Jupiter. Hij draait op een afstand van ongeveer 80 AE (80 keer de
afstand zon-aarde) om zijn moederster. Op nog eens ruim drie keer deze
afstand wentelt een compacte dubbelster. Helemaal zeker is dit
‘baanscenario’ overigens niet: het stelsel is nog niet lang genoeg
waargenomen om daar zekerheid over te kunnen hebben. Ervan uitgaande het
scenario klopt, doet HD 131399Ab ongeveer 550 aardse jaren over één
omloop om zijn moederster. Gedurende een groot deel van dat ‘jaar’ staan
alle drie de sterren dicht bij elkaar aan zijn hemel. Dan zijn elke dag
dus drie zonsondergangen en -opkomsten te zien. In sommige perioden
staan de enkelvoudige ster en de dubbelster vanaf de planeet gezien
echter zo ver uit elkaar, dat de een opkomt terwijl de ander ondergaat.
Hierdoor is het ruim een eeuw lang voortdurend ’licht’ op de planeet, al
is het schijnsel van de sterren door hun grote afstanden een stuk
zwakker dan het zonlicht op aarde. Het hele gezelschap staat op een
afstand van ongeveer 320 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus. (EE)
→ Een verrassende planeet met drie zonnen
1 juli 2016
Helderheidsmetingen van de ster HIP 41378, uitgevoerd door de
Amerikaanse Kepler-satelliet, laten zien dat er minstens vijf planeten
rond deze ster draaien. De grootste van het vijftal is ongeveer zo groot
als de planeet Jupiter, de twee kleinsten zijn kleiner dan Neptunus.
HIP 41378 staat in het sterrenbeeld Kreeft en is ongeveer 520 lichtjaar
van ons verwijderd. De ster is iets heter en 40 procent groter dan de
zon, en heeft ongeveer 15 procent meer massa. Het om haar heen
cirkelende planetenstelsel lijkt in de verste verte niet op ons
zonnestelsel. Hun omlooptijden variëren van ruim twee weken tot ongeveer
1 jaar. Verplaatst naar ons zonnestelsel zou het hele gezelschap dus
binnen de aardbaan passen. De metingen zijn gedaan nadat de
Kepler-satelliet in 2013 problemen kreeg met zijn standregelsysteem.
Daar is een slimme oplossing voor gevonden, maar helemaal stabiel is de
satelliet nog niet. Maar speciale computeralgoritmes kunnen de ‘ruis’
die daardoor in de metingen optreedt onderdrukken. (EE)
→ New System Discovered With Five Planets
30 juni 2016
Een groep tieners die werkervaring opdeden bij Keele University in
Staffordshire (VK) heeft mogelijk een nieuwe planeet ontdekt. De 24
scholieren, in leeftijden van 15 tot 17, waren bezig met een
onderzoeksproject over exoplaneten en ‘bedekkingsveranderlijke’
dubbelsterren. Bij dat project namen de scholieren duizenden
‘lichtkrommen’ onder de loep: nauwkeurige metingen van de helderheden
van sterren die over een periode van 75 dagen om de 30 minuten waren
verzameld door NASA-satelliet Kepler. Daarbij is zeker één sterke
kandidaat-exoplaneet opgespoord: een Neptunus-achtige planeet die in 19
dagen om een zonachtige ster in het sterrenbeeld Maagd draait.
Keele-astronoom Rob Jeffries zal deze en andere mogelijke ontdekkingen
die tijdens het project zijn gedaan een vervolg geven. Daarbij worden de
objecten spectroscopisch onderzocht met de 2,5-meter Isaac Newton
Telescope op het Canarische eiland La Palma. (EE)
→ Teenagers On Work Experience At Keele University ‘Discover’ New Planet
28 juni 2016
Japanse astronomen hebben met behulp van het ALMA-observatorium in
Noord-Chili (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) een roterende
ring van complexe organische moleculen ontdekt rond de pasgeboren
protoster IRAS 16293-2422A. De middellijn van de ring is ongeveer
vijftig maal zo groot als de middellijn van de aardbaan. Uit de
waarnemingen aan de verdeling van methylformiaat (HCOOCH3) en
carbonylsulfide (OCS), gepubliceerd in The Astrophysical Journal, blijkt
overduidelijk dat complexe organische moleculen - de koolstofrijke
bouwstenen van het leven - uit de interstellaire ruimte afkomstig zijn
en niet pas ontstaan in de gas- en stofschijf rond pasgeboren
sterren. Ze hechten zich aan interstellaire stofdeeltjes, en verdampen
vervolgens weer aan de buitenzijde van de circumstellaire schijf -
mogelijk onder invloed van verhitting door de protoster, of door de
schok van invallend gas. Vergelijking van de nieuwe waarnemingen met
eerdere metingen aan een andere protoster wijst uit dat de samenstelling
van de organische moleculen sterk verschilt van ster tot ster. (GS)
→ Rotating Ring of Complex Organic Molecules Discovered around Newborn Star
28 juni 2016
Wetenschappers van de Washington University in St. Louis hebben
modelberekeningen uitgevoerd van de geologische evolutie van hete,
rotsachtige planeten. De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft ruim
honderd van zulke werelden ontdekt: relatief kleine planeten die
voornamelijk uit gesteenten en metalen bestaan, maar die zo dicht rond
hun moederster draaien dat ze een oppervlaktetemperatuur van honderden
graden hebben.
Uit de modelberekeningen, gepubliceerd in The Astrophysical Journal,
blijkt dat zulke planeten gehuld kunnen zijn in een oververhitte
atmosfeer van stoom: de vluchtige bestanddelen van het mantelgesteente
verdampen onder invloed van de hitte van de nabije moederster. Daardoor
kan de samenstelling, de inwendige structuur en de dichtheid van de
planeet enorm veranderen. Zo is mogelijk te verklaren hoe het komt dat
sommige aardeachtige planeten (zoals Corot-7b) zo'n enorm hoge dichtheid
hebben: ca. 10 gram per kubieke centimeter (ruim twee maal de dichtheid
van de aarde).
De hoop is dat de modelberekeningen in de toekomst getest kunnen
worden door detailwaarnemingen van exoplaneten. (GS)
→ What happens when you steam a planet?
23 juni 2016
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van de Belg
Vincent Van Eylen, heeft een forse planeet ontdekt die op zo’n geringe
afstand om zijn moederster draait, dat hij allang verwoest zou moeten
zijn. De planeet, die de aanduiding K2-39b heeft gekregen, is ontdekt
met de Amerikaanse Kepler-satelliet. Uit de Kepler-gegevens blijkt dat
de exoplaneet ongeveer acht keer zo groot is als de aarde.
Vervolgonderzoek met de HARPS-spectrograaf van de 3,6-meter telescoop
van de ESO-sterrenwacht op La Silla (Chili) heeft uitgewezen dat zijn
massa vijftig aardmassa’s bedraagt. Het meest intrigerende is echter
zijn omlooptijd: een rondje om de ster kost hem nog geen vijf dagen.
Daaruit leiden de astronomen af dat K2-39b nog geen 10 miljoen kilometer
van zijn moederster verwijderd is. Daarbij komt nog dat die ster een
sterk opgezwollen versie van onze zon is. Rond zulke sterren worden
slechts zelden planeten met korte omlooptijden aangetroffen, wat tot de
hypothese heeft geleid dat ze op geringe afstand van hun ster simpelweg
bezwijken aan de getijdenkrachten. Waarom K2-39b zich wel heeft weten te
handhaven, is nog onduidelijk. Berekeningen laten in elk geval zien dat
deze situatie niet veel langer dan 150 miljoen jaar kan duren. (EE)
→ K2-39b: A planet that shouldn't be there at all
20 juni 2016
Sterrenkundigen hebben zware, gasvormige planeten ontdekt in
omloopbanen rond pasgeboren sterren De ontdekkingen, vandaag online
gepubliceerd door het Britse wetenschapsblad Nature, werpen nieuw licht
op de evolutie van planetenstelsels.
'Hete Jupiters' zijn grote, gasvormige planeten - vergelijkbaar met
de planeet Jupiter in ons eigen zonnestelsel - die een zeer kleine
omloopbaan rond hun moederster beschrijven, waardoor ze een extreem hoge
temperatuur hebben. Omdat zulke grote gasplaneten volgens de gangbare
inzichten niet op zo'n kleine afstand van een ster kunnen ontstaan,
wordt algemeen aangenomen dat ze op veel grotere afstand zijn geboren.
Pas in een later stadium zouden ze naar binnen zijn 'gemigreerd'.
Er zijn twee manieren waarop dat migratieproces zou kunnen
plaatsvinden: door wrijving met een resterende schijf van gas en stof
rond de ster, of door zwaartekrachtsstoringen met andere planeten in het
stelsel.
Met een gevoelige spectrometer op de Canada-France-Hawaii Telescope
op Mauna Kea, Hawaii, en een identiek instrument op de Bernard
Lyot-telescoop op de Pic-du-Midi-sterrenwacht in de Franse Pyreneeën, is
nu een hete Jupiter met een omlooptijd van slechts 4,9 dagen ontdekt in
een baan rond de ster V830 Tauri, op 430 lichtjaar afstand van de aarde
in het sterrenbeeld Stier. De ster maakt deel uit van een jong
stervormingsgebied; hij is pas ca. twee miljoen jaar oud.
In hetzelfde nummer van Nature maakt een ander team van
sterrenkundigen de ontdekking bekend van een 'super-Neptunus' (ca. 5
maal zo groot als de aarde) in een kleine baan rond een jonge ster met
een leeftijd van 5 à 10 miljoen jaar. Deze planeet (K2-33b genoemd) is
ontdekt door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler; de ster staat op ca.
500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen. Ook deze planeet
moet als gevolg van een migratieproces in zijn huidige baan terecht zijn
gekomen, met een omlooptijd van slechts 5,4 dagen.
De twee ontdekkingen tonen aan dat hete Jupiters (en hun kleinere
broertjes de super-Neptunussen) al kort na de geboorte van een ster
kunnen ontstaan, en dat planeetmigratie dus al in een heel vroeg stadium
kan optreden. Dat betekent dat het migratieproces veroorzaakt moet zijn
door wrijving met materiaal in een schijf rond de ster; het
alternatieve scenario (zwaartekrachtsstoringen van andere planeten)
neemt veel meer tijd in beslag. (GS)
→ Newborn Giant Planet Grazes Its Sun
17 juni 2016
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat de
sterrenhoop M67 veel meer planeten van het type ‘hete Jupiter’ bevat dan
verwacht. Dit wordt toegeschreven aan de ‘drukte’ in de sterrenhoop,
die tot veelvuldige interacties tussen planeten en naburige sterren
leidt. Hete Jupiters zijn planeten met minstens een derde van de massa
van de grootste planeet van ons eigen zonnestelsel – Jupiter dus – die
op geringe afstand om hun moedersterren draaien. Dat resulteert in
omlooptijden van soms nog geen tien dagen. De aanwezigheid van zo’n hete
Jupiter brengt een ster op karakteristieke wijze aan het ‘schommelen’.
En dat is precies wat bij drie sterren van M67 is waargenomen. Een
schokkend aantal lijkt dat niet te zijn, maar gezien het kleine aantal
sterren van de sterrenhoop dat goed onderzocht is (66), is het een
opvallend hoge score. Het wijst erop dat ongeveer vijf procent van de
sterren van M67 in het gezelschap zijn van een hete Jupiter. Bij sterren
die niet tot een sterrenhoop behoren is dat maar ongeveer één procent.
Sterrenhopen lijken dus geschikte ‘broedplaatsen’ voor hete Jupiters.
Astronomen achten het zeer onwaarschijnlijk dat deze exotische
reuzenplaneten zijn ontstaan op de plekken waar we hen nu aantreffen. De
omstandigheden zo dicht bij een ster zijn helemaal niet zo geschikt
voor de vorming van Jupiter-achtige planeten. Daarom wordt vermoed dat
zij verder naar buiten zijn ontstaan, net als ‘onze’ Jupiter
waarschijnlijk, en vervolgens dichter naar hun moederster zijn
opgeschoven. De grote vraag is wat deze binnenwaartse migratie heeft
veroorzaakt. Daar bestaan allerlei ideeën over, maar volgens de
onderzoekers van M67 is de migratie van de reuzenplaneten waarschijnlijk
het gevolg van ontmoetingen met naburige sterren of zelfs met de
planeten van deze sterren. In een sterrenhoop als M67, waar de sterren
veel dichter op een kluitje zitten dan elders, zullen zulke ontmoetingen
relatief vaak voorkomen, wat het ontstaan van hete Jupiters kan
bevorderen. (EE)
→ Sterrenhoop vertoont onverwacht overschot aan reuzenplaneten
16 juni 2016
De realisatie van Twinkle, een kleine Britse satelliet voor het
onderzoek van exoplaneten, is een stap dichterbij gekomen. Uit een
voorstudie blijkt dat de instrumenten die voor de satelliet zijn
geselecteerd, aan de doelstelling – het vastleggen van spectra van
minstens honderd hete, heldere exoplaneten – kunnen voldoen. De twee
spectrometers waarmee Twinkle wordt uitgerust, zullen het licht
analyseren dat door de atmosferen van deze planeten wordt geabsorbeerd,
uitgezonden of weerkaatst. Om de kosten te drukken wordt bij de bouw van
de satelliet gebruik gemaakt van al bestaande componenten. De
beschikbare ruimte is beperkt: het instrumentenpakket mag hooguit 100
kilogram wegen en niet meer ruimte innemen dan een flinke
verwarmingsketel (1,2 x 0,6 x 0,6 meter). Dat is net voldoende om
Twinkle te voorzien van een 45 cm telescoop voor het opvangen van
sterlicht, een infraroodspectrometer en een zichtbaarlichtspectrometer.
Het telescoopsysteem is gebaseerd op een camera die ontwikkeld is voor
aardobservatiesatellieten. De infraroodspectrometer is een kleine
afgeleide van het MIRI-instrument van de James Webb Space Telescope. En
de tweede spectrometer is een aangepaste versie van het UVIS-instrument
dat deel uitmaakt van de in maart gelanceerde ExoMars-orbiter. De
lancering van Twinkle staat gepland voor 2019. (EE)
→ Twinkle exoplanet mission completes design milestone (pdf)
15 juni 2016
Astronomen hebben methanol opgespoord in de protoplanetaire schijf
rond TW Hydrae, een nog geen 10 miljoen jaar oude, zonachtige ster in
het sterrenbeeld Waterslang. Het is voor het eerst dat dit organische
molecuul in de schijf rond zo’n jonge ster is aangetroffen. Methanol
staat bekend als ‘bouwsteen’ van complexere prebiotische moleculen,
zoals de aminozuren, die aan de basis staan van het leven op onze
planeet. Anders dan andere molecuulsoorten die in de ruimte zijn
gedetecteerd, ontstaat methanol onder ijzige omstandigheden: in de
ijsmanteltjes rond stofdeeltjes. De vorming van andere interstellaire
moleculen voltrekt zich volledig in gasvormige toestand. De aanwezigheid
van methanol in de schijf rond TW Hydrae is een sterke aanwijzing dat
zich al vroeg in het bestaan van een zonnestelsel-in-wording een
veelheid aan chemische processen afspeelt. De ontdekking is gedaan door
een internationaal team van astronomen, onder leiding van Catherine
Walsh (Sterrewacht Leiden). Daarbij is gebruik gemaakt van de Atacama
Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili.
(EE)
→ Eerste detectie van methanol in een planeet-vormende schijf
15 juni 2016
Sommige exoplaneten zijn kleiner dan ze lijken. Dat beweren
Oostenrijkse astronomen in een artikel in Monthly Notices of the Royal
Astronomical Society.
Wanneer een exoplaneet gezien vanaf de aarde eens per omloop voor
zijn moederster langs beweegt, kan de middellijn van de planeet afgeleid
worden uit de geringe helderheidsafname van de ster tijdens zo'n
overgang. Metingen aan de eveneens periodieke schommelingen van de
moederster bieden informatie over de massa van de planeet.
De astronomen bestudeerden metingen aan de exoplaneten CoRoT-24b en
24c. Die hebben omlooptijden van respectievelijk 5 en 12 dagen. Uit de
waargenomen planeetovergangen is afgeleid dat beide planeten 4 à 5 maal
zo groot zijn als de aarde; waarnemingen aan de schommelingen van de
ster wijzen echter uit dat de binnenste planeet ruim vier maal zo licht
is (minder dan 6 aardmassa's) als de buitenste (28 aardmassa's). Dat zou
betekenen dat hij een afwijkende samenstelling heeft.
Precisiemetingen aan de planeetovergangen hebben laten zien dat
CoRoT 24b een substantiële dampkring heeft. In hun artikel rekenen de
Oostenrijkse astronomen voor dat die dampkring al lang verdwenen zou
zijn als de planeet daadwerkelijk 4 à 5 maal zo groot is als de aarde.
In dat geval is de oppervlaktezwaartekracht namelijk relatief gering, en
omdat de planeet op kleine afstand rond zijn moederster draait, zou de
atmosfeer dan al lang zijn verdampt.
De conclusie: waarschijnlijk is de planeet aanzienlijk kleiner (dat
zou ook beter in overeenstemming zijn met de geringe massa), waardoor
hij wél een dampkring kan vasthouden. Kennelijk worden de bepalingen van
de afmetingen beïnvloed door de aanwezigheid van wolken of heiïge lagen
in die dampkring. Toekomstige planetenjagers, zoals de geplande
Europese ruimtemissie CHEOPS, zullen terdege rekening moeten houden met
dit effect, aldus de onderzoekers. (GS)
→ Small planets hiding in giant cloaks
13 juni 2016
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is een bijzondere
'dubbelsterplaneet' ontdekt: een planeet die zijn baan niet beschrijft
rond een enkelvoudige ster zoals de zon, maar rond een nauwe dubbelster.
Zulke planeten worden wel Tatooine-planeten genoemd, naar de
thuisplaneet van Star Wars-held Luke Skywalker, die ook twee zonnen aan
de hemel heeft staan. De nieuwe ontdekking is vandaag bekendgemaakt op
de 228ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in San Diego
en wordt binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
De negen eerder ontdekte Tatooine-planeten zijn allemaal relatief
klein (kleiner dan de planeet Saturnus in ons eigen zonnestelsel) en
draaien bovendien in zeer kleine banen rond hun twee zonnen - net buiten
het gebied waar de omloopbaan instabiel zou worden. De nieuw ontdekte
dubbelsterplaneet, Kepler-1647b geheten, is echter zo groot als Jupiter
en cirkelt op een grotere afstand rond, met een omlooptijd van ca. 3
jaar. De ontdekking zal sterrenkundigen hopelijk meer inzicht geven in
ontstaan en evolutie van dubbelsterplaneten.
Kepler-1647b bevindt zich op ca. 3700 lichtjaar afstand in het
sterrenbeeld Zwaan; de dubbelster heeft een leeftijd van ca. 4,4 miljard
jaar, ongeveer even oud als onze eigen zon. De planeet draait rond in
de zogeheten bewoonbare zone van de dubbelster, waar de temperatuur het
bestaan van vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk maakt. De
Jupiter-achtige reuzenplaneet heeft zelf geen vast oppervlak, maar wordt
mogelijk vergezeld door een aantal manen, waarop dan water en heel
misschien ook leven zal kunnen voorkomen. (GS)
→ Largest, Widest Orbit "Tatooine" Bolsters Planet Formation Theories
13 juni 2016
Complexe organische moleculen - de bouwstenen van het leven -
ontstaan in de interstellaire ruimte niet alleen onder invloed van
energierijke ultraviolette straling, maar ook door 'bestraling' van
ijskristallen met laagenergetische elektronen. Dat concludeert Chris
Arumainayagam van Wellesley College in Massachusetts op basis van
laboraoriumexperimenten.
In stervormingsgebieden zijn kleine stofdeeltjes vaak bedekt met een
zeer dun laagje ijskristallen. Er was al bekend dat bestraling van deze
ijskristallen met ultraviolette fotonen (afkomstig van nabije jonge
sterren) kan leiden tot chemische reacties waarbij onder andere
methanolijs ontstaat. De experimenten van Arumainayagam laten nu
zien dat soortgelijke reacties optreden bij bestraling met
laagenergetische elektronen. Bovendien ontstaat daarbij het complexe
organische molecuul methoxymethanol.
Laagenergetische elektronen worden in grote aantallen geproduceerd
wanneer interstellaire gasdeeltjes gebombardeerd worden door kosmische
straling - zeer energierijke elektrisch geladen deeltjes uit het heelal.
Nu blijkt dus dat zulke elektronen ook een belangrijke rol kunnen
spelen bij de productie van de fundamentele bouwstenen van het leven.
Wellesley presenteerde zijn resultaten vandaag op de 228ste
bijeenkomst van de American Astronomical Society in San Diego. (GS)
→ Wellesley Professor’s Research Supports Idea that Building Blocks of Life May Originate From Interstellar Reactions
13 juni 2016
Rond de witte dwergster SDSSJ1043+0855 cirkelt mogelijk een planeet
met een kalksteenrijke korst. Op aarde is kalksteen (versteend
calciumcarbonaat) vaak afkomstig van de kalkrijke skeletjes van kleine
zeeorganismen. Het is echter nog veel te vroeg om te concluderen dat er
op de verre planeet ooit leven is geweest.
Van SDSSJ1043+0855, een witte dwerg op een afstand van ruim 700
lichtjaar, is al geruime tijd bekend dat hij wordt omgeven door een
ronddraaiende schijf van gruis en stof. Algemeen wordt aangenomen dat
dat materiaal afkomstig is van onderlinge botsingen van rondcirkelende
planetoïden - relatief kleine rotsachtige hemellichamen. Het stof komt
uiteindelijk in de dampkring van de witte dwerg terecht, waar het een
herkenbare 'vingerafdruk' achterlaat in het uitgestraalde sterlicht.
Precisiemetingen met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii en met de
Hubble Space Telescope hebben nu meer licht geworpen op de chemische
samenstelling van dat stof: het bevat relatief veel koolstof, en is ook
enigszins verrijkt in calcium en zuurstof. De metingen geven alleen
informatie over de 'atomaire' samenstelling van het stof, omdat de
stofdeeltjes in de dampkring van de ster volledig verdampen. Uit wat
voor mineralen de stofdeeltjes oorspronkelijk hebben bestaan is dus niet
bekend, maar de onderzoekers denken dat calciumcarbonaat een zeer goede
kandidaat is.
Dat wijst erop dat het grootste deel van de stofdeeltjes
vermoedelijk niet afkomstig is van kleine planetoïden, maar van het
oppervlak van een grotere planeet, waarin differentiatie heeft
plaatsgevonden: zware elementen bevinden zich dan vooral in de kern, en
lichtere elementen vooral in de mantel. Alles lijkt er dus op te wijzen
dat SDSSJ1043+0855 vergezeld wordt door een rotsachtige planeet met
een kalksteenrijke korst, die echter wel geteisterd wordt door inslagen
en langzaam maar zeker wordt 'opgeslokt' door de witte dwerg.
Of er daadwerkelijk sprake is van calciumcarbonaat is nog geen
uitgemaakte zaak. De toekomstige James Webb Space Telescope is mogelijk
in staat om de minerale samenstelling van de stofdeeltjes te bepalen
vóórdat ze verdampen. Overigens bestaan er ook niet-biologische
processen waarbij calciumcarbonaat ontstaat.
De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 228ste bijeenkomst
van de American Astronomical Society in San Diego. (GS)
→ Planet-Devouring Star Reveals Possible Limestone Crumbs
9 juni 2016
Astronomen hebben sterke aanwijzingen gevonden dat een in 2012
ontdekte planeet zijn einde tegemoet gaat. De waarschijnlijk
Jupiterachtige planeet, die evenals zijn moederster pas 2 miljoen jaar
oud is, heeft een omlooptijd van slechts 11 uur. En het lijkt erop dat
zijn buitenste lagen worden weggerukt door de nabije ster. Het staat nog
niet helemaal vast dat object ‘PTFO8-8695 b’ een planeet van het
kaliber Jupiter is: zijn massa is nog niet goed bekend. Maar de
beschikbare waarnemingen, verricht met twee Amerikaanse telescopen,
wijzen wel sterk in die richting. De astronomen gaan ervan uit
PTFO8-8695 b op grotere afstand van zijn moederster is ontstaan en daar
geleidelijk naartoe is gespiraald. Of die spiraalbeweging zal eindigen
vóórdat de planeet helemaal door zijn ster is ontmanteld, is een kwestie
van afwachten. Dat hangt ervan af hoe snel hij massa verliest.
PTFO8-8695 b draait om een ster in het sterrenbeeld Orion, op ongeveer
1100 lichtjaar van de aarde. Hij verraadt zijn bestaan doordat hij,
vanaf de aarde gezien, regelmatig voor zijn moederster langs schuift.
Hierdoor vertoont de ster helderheidsvariaties. Spectroscopische
vervolgwaarnemingen hebben geleerd dat de planeet veel H-alfalicht
produceert – licht dat afkomstig is van energierijke waterstofatomen.
Daaruit kan worden afgeleid dat hij een sterk opgezwollen atmosfeer
heeft die rijk is aan waterstofgas. Het is vrijwel ondenkbaar dat hij
deze atmosfeer onder de huidige omstandigheden zal kunnen vasthouden.
(EE)
→ Likely new planet may be in slow death spiral
8 juni 2016
Astronomen hebben ontdekt waarom veel hete Jupiters – grote
gasplaneten die op geringe afstand om hun moederster cirkelen – veel
minder water lijken te hebben dan sommige van hun soortgenoten.
Waarschijnlijk bevatten hun atmosferen wel degelijk waterdamp, maar zit
deze verborgen onder lagen bewolking of nevel die zelf niet uit
waterdamp bestaan (Astrophysical Journal, 1 juni). Bij het onderzoek
hebben de astronomen gekeken naar een selectie van 19 hete Jupiters die
zijn onderzocht met de Hubble-ruimtetelescoop. In de atmosferen van tien
van deze planeten is waterdamp gedetecteerd, bij de overige niet. De
Hubble-gegevens zijn vergeleken met de resultaten van modelberekeningen
die voorspellen hoe het spectrum van planetenatmosferen met
uiteenlopende wolkendichtheid eruit zou moeten zien. Uit vergelijking
van deze resultaten met de echte meetgegevens van de planeten blijkt dat
in bijna alle gevallen het zicht op de atmosfeer voor gemiddeld de
helft wordt belemmerd door nevel of wolken. In sommige gevallen is
daardoor vrijwel geen waterdamp waarneembaar. Een vergelijkbaar onderzoek, waarvan de resultaten afgelopen december in Nature zijn gepubliceerd, kwam overigens tot dezelfde conclusie. (EE)
→ Cloudy Days on Exoplanets May Hide Atmospheric Water
7 juni 2016
Mogelijk ontstond er vroeg in de geschiedenis van het heelal al
leven. Niet op planeten zoals de aarde, maar op merkwaardige
koolstofplaneten. Die bestaan uit grafiet, carbiden en diamant - vormen
van koolstof - en hebben een dampkring van koolstofrijke gassen als
koolmonoxide en methaan. In Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society suggereren Natalie Mashian en Avi Loeb van het
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dat er gericht naar deze
planeten gezocht zou moeten worden.
Mashian en Loeb onderzochten een bepaald type oude sterren: de
zogeheten CEMP-sterren (carbon-enhanced metal poor stars). Die sterren
dateren uit de jeugd van het heelal, waardoor ze vrijwel geen zware
elementen ('metalen') bevatten - de elementen ontstonden pas later bij
kernfusiereacties in zonachtige sterren. Merkwaardig genoeg bevatten de
CEMP-sterren wel meer koolstof dan je op basis van hun hoge leeftijd zou
verwachten.
De twee astronomen denken dat er uit een koolstofrijke wolk van gas
en stof niet alleen een ster kan ontstaan, maar dat die ster ook
vergezeld kan zijn door planeten, die dan ook rijk aan koolstof zullen
zijn. Of CEMP-sterren daadwerkelijk door planeten worden vergezeld, zou
kunnen blijken uit toekomstige gerichte waarnemingscampagnes.
Omdat leven zoals wij dat kennen gebaseerd is op koolstofchemie, is
het volgens Mashian en Loeb denkbaar dat er op zulke koolstofrijke
CEMP-planeten ook leven is ontstaan. In dat geval kan leven dus al in de
vroege jeugd van het heelal voet aan de grond hebben gekregen. (GS)
→ Universe's First Life Might Have Been Born on Carbon Planets
1 juni 2016
Astronomen worstelen al geruime tijd met het bestaan van zware
gasplaneten die op geringe afstand om hun moederster cirkelen. Nieuw
onderzoek wijst erop dat dubbelsterren wel eens een sleutelrol zouden
kunnen spelen bij de vorming van deze ‘hete Jupiters’. Astronomen van
het California Institute of Technology hebben met de Keck-telescoop op
Hawaï gericht gezocht naar sterren waar reuzenplaneten met korte
omlooptijden omheen cirkelen. Hun bevindingen geven aan dat hete
Jupiters drie keer zo vaak voorkomen in dubbelstersysteem dan je op
grond van toeval zou mogen verwachten. Hoewel eerder onderzoek aangaf
dat de aanwezigheid van een tweede ster de inwaartse migratie van een
hete Jupiter zou kunnen bevorderen, lijken de nieuwe resultaten – die
vandaag zijn gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian
Astronomical Society in Winnipeg – dit scenario tegen te spreken. De
onderzoekers denken dat de invloed van die tweede ster zich al in een
heel vroeg stadium doet gelden: tijdens het planeetvormingsproces.
Hierdoor zouden zich gemakkelijk(er) hete Jupiters kunnen vormen. (EE)
→ Twin Stars Implicated in Birth of Hot Jupiters
26 mei 2016
Volgens Amerikaanse astronomen is er een goede kans dat de in 2013
ontdekte exoplaneet Kepler-62f ‘leefbaar’ is, dat wil zeggen: vloeibaar
water op zijn oppervlak heeft. Dat blijkt uit computersimulaties waarbij
diverse combinaties van atmosferische samenstelling en baanvorm voor de
planeet zijn doorgerekend. Kepler-62f draait, samen met vier andere
planeten, om een 1200 lichtjaar verre ster in het sterrenbeeld Lier. Het
enige wat we met zekerheid over de planeet kunnen zeggen, is dat hij
ongeveer 40 procent groter is dan de aarde en in 267 dagen om zijn ster
draait. Maar wat de vorm van zijn omloopbaan is en welke samenstelling
zijn (eventuele!) atmosfeer heeft, is onduidelijk. Uit de
computersimulaties blijkt echter dat er tal van atmosferische
samenstellingen denkbaar zijn die de planeet warm genoeg zouden maken om
water over zijn oppervlak te laten stromen. De belangrijkste voorwaarde
is dat die atmosfeer minstens zoveel koolstofdioxide bevat als de
aardatmosfeer. Anders blijft al het water op de planeet hoe dan ook
bevroren. Het ‘leefbaarst’ zou Kepler-62f zijn wanneer de dichtheid van
zijn atmosfeer drie tot vijf keer zo groot is als die van de
aardatmosfeer en volledig uit koolstofdioxide bestaat. Ook met minder
kan de planeet toe, maar dan moet zijn baan hem wel regelmatig dichter
bij zijn moederster brengen. (EE)
→ A planet 1,200 light-years away is a good prospect for a habitable world
26 mei 2016
Amerikaanse astronomen hebben een reuzenplaneet ontdekt die op
geringe afstand om een ster cirkelt. Deze ster is zo jong dat hij nog
omgeven is door een schijf van gas en stof – het restant van de gaswolk
waaruit hij is ontstaan. Decennialang zijn astronomen ervan uitgegaan
dat de vorming van een Jupiter-achtige planeet minimaal tien miljoen
jaar in beslag neemt. Daar zijn de laatste jaren echter steeds meer
twijfel over ontstaan. De nu ontdekte planeet – CI Tau b – heeft
minstens acht keer zoveel massa als Jupiter en draait om een ster op 450
lichtjaar van de aarde die niet veel ouder kan zijn dan twee miljoen
jaar. Het lijkt er dus op dat de vorming van zo’n kolossale planeet
helemaal niet lang hoeft te duren.De ster CI Tau maakt deel uit van een
stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier. De astronomen hebben in
datzelfde stervormingsgebied nog meer jonge sterren onderzocht, en
daarbij zijn aanwijzingen gevonden dat hier nog meer jonge
reuzenplaneten te vinden zijn. (EE)
→ Astronomers find giant planet around very young star
26 mei 2016
Nieuw onderzoek wijst erop dat minder exoplaneten leefbaar zijn dan
veelal wordt aangenomen, omdat hun atmosferen hen te heet houden
(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Bij de speurtocht
naar planeten waarop leven mogelijk kan zijn, zoeken wetenschappers
vooral naar planeten in de zogeheten ‘leefbare’ zone van een ster – de
gordel rond de ster waarbinnen de temperaturen op het oppervlak van een
planeet zo gematigd kunnen zijn dat er vloeibaar water kan bestaan.
Daarbij wordt dan vooral gedacht aan planeten die om sterren draaien die
sterke overeenkomsten vertonen met onze zon. Maar de laatste tijd zijn
ook diverse leefbare planeten ontdekt bij sterren die veel kleiner,
koeler en vooral talrijker zijn: zogeheten rode dwergen. Tot nu toe werd
aangenomen dat planeten van het formaat aarde die zich op de juiste
afstand van zo’n rode dwerg bevinden, bijna ‘vanzelf’ leefbaar worden.
Weliswaar zouden ze na hun ontstaan gehuld zijn in een dichte atmosfeer
van waterstof en helium, die de temperatuur aan het oppervlak
ondraaglijk hoog maakt, maar dat zou slechts tijdelijk zijn. De hevige
uitbarstingen van ultraviolette en röntgenstraling die door rode
dwergsterren worden geproduceerd, zouden deze verstikkende atmosfeer
geleidelijk doen verdampen. Het nieuwe onderzoek geeft echter aan dat
dit niet zo is. De gedetailleerde computersimulaties laten zien dat
planeten die ongeveer net zoveel massa hebben als de aarde (of méér) in
staat zijn om die verstikkende dampkring van waterstof en helium vast te
houden. Alleen aanzienlijk kleinere, lichtere planeten van het kaliber
Mars kunnen uiteindelijk met een leefbare atmosfeer achterblijven. (EE)
→ Number of habitable planets could be limited by stifling atmospheres
18 mei 2016
Sterrenkundigen hebben ijzige komeetkernen gedetecteerd in een baan
rond de jonge, zonachtige ster HD 181327, op 160 lichtjaar afstand in
het zuidelijke sterrenbeeld Pictor (Schildersezel). De ster is 30
procent zwaarder dan de zon en is pas 23 miljoen jaar oud. Hij wordt
omgeven door een ring van stofdeeltjes - een zogeheten debris disk, die
het resultaat is van onderlinge botsingen van planetoïde-achtige
hemellichamen. Vermoedelijk zijn er rond de ster ook al volwaardige
planeten ontstaan, maar die kunnen niet eenvoudig gedetecteerd worden.
Met het ALMA-observatorium - 66 grote schotels voor
(sub-)millimeterstraling op 5000 meter hoogte in Noord-Chili - is nu de
aanwezigheid van koolmonoxide in de ring aangetoond. Dat gas moet
vrijgekomen zijn bij botsingen van ijzige, komeetachtige objecten. De
relatieve hoeveelheid koolmonoxide komt goed overeen met de
samenstelling van kometen in ons eigen zonnestelsel. In absolute termen
gaat het om zeer geringe hoeveelheden: als al het gedetecteerde gas
samengebald zou worden in één ijsbal, zou die een middellijn van slechts
200 kilometer hebben.
De ontdekking is bekendgemaakt op een conferentie over het ontstaan
van planetenstelsels in Santiago, Chili. (GS)
→ Evidence of Comets Orbiting a Sun-like Star
16 mei 2016
Sterrenkundigen van het Carl Sagan Institute van de
Cornell-universiteit hebben de eigenschappen in kaart gebracht van de
bewoonbare zones rond rode reuzensterren. De conclusie: ook tijdens dat
late evolutiestadium van een zonachtige ster kunnen planeten gedurende
vele honderden miljoenen jaren geschikt zijn voor leven.
Onze zon is een zogeheten hoofdreeksster, die zijn energie ontleent
aan de kernfusie van waterstof tot helium. Rondom de zon ligt een zone
waarin een planeet de juiste temperatuur heeft voor het bestaan van
vloeibaar water aan het oppervlak - de zogeheten bewoonbare zone.
Momenteel liggen de aarde en Mars in die zone.
In de verre toekomst zal de zon echter opzwellen tot een rode
reuzenster. Mercurius en Venus worden opgeslokt; de aarde en Mars koken
droog. De bewoonbare zone verplaatst zich naar buiten, en de ijsmanen
van de reuzenplaneten Jupiter en Saturnus zullen ontdooien.
Uit het onderzoek van Lisa Kaltenegger en Ramses Ramirez,
gepubliceerd in The Astrophysical Journal, blijkt dat werelden die zich
nu ver buiten de bewoonbare zone van een zonachtige ster bevinden,
tijdens het rode-reuzenstadium van hun moederster minstens een half
miljard jaar lang bewoonbaar kunnen zijn - volgens Kaltenegger lang
genoeg om 'optimistisch' te zijn over de kansen voor het ontstaan van
leven. (GS)
→ Hunting for hidden life on worlds orbiting old, red stars
11 mei 2016
Sterrenkundigen hebben een planetenstelsel ontdekt waarin een uniek
resonantiepatroon voorkomt tussen de omlooptijden van de vier planeten.
Het gaat om het stelsel Kepler-223, gevonden door de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler. De vier planeten zijn groter en zwaarder dan de
aarde, en grotendeels gasvormig; ze worden wel 'mini-Neptunussen'
genoemd. Ze draaien op kleine afstand rond hun moederster, met
omlooptijden tussen de 7 en 19 dagen.
Uit metingen van Kepler en van de Keck-telescoop op Hawaii blijkt
dat de omlooptijden van de vier planeten aan elkaar 'gekoppeld' zijn. In
de periode waarin de binnenste planeet acht keer rond de ster draait,
beschrijft planeet 2 zes omlopen, draait nummer 3 vier keer rond de
ster, en trekt de buitenste planeet drie baantjes.
Uit computersimulaties blijkt dat zulke gekoppelde baanresonanties
kunnen ontstaan wanneer planeten zich in de loop van de tijd langzaam
door het stelsel verplaatsen; vermoedelijk zijn de vier planeten op
grotere afstand van de ster ontstaan, en migreerden ze pas later naar
hun huidige omloopbanen.
Astronomen denken dat de vier reuzenplaneten in ons eigen
zonnestelsel (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) misschien ook ooit
zulke baanresonanties hebben vertoond. De resonantie kan echter
gemakkelijk worden 'verbroken', bijvoorbeeld door
zwaartekrachtsinvloeden van andere hemellichamen, of door botsingen.
Kennelijk is het planetenstelsel van Kepler-223 aan zulke verstoringen
ontsnapt.
De ontdekking wordt deze week gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Exoplanets' Orbits Point to Planetary Migration
10 mei 2016
Een gedetailleerde analyse van metingen van de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler heeft het bestaan van 1284 nieuwe exoplaneten
bevestigd. In totaal zijn er nu ruim 3200 planeten bij andere sterren
bekend; 2325 daarvan zijn ontdekt door Kepler.
Sterrenkundigen hebben een nieuwe, statistische analysemethode
toegepast op de Kepler-catalogus van juli 2015, waarin 4302
'kandidaatplaneten' voorkomen. Voor 1284 van die kandidaten is het meer
dan 99% zeker dat het daadwerkelijk om een echte planeet gaat. Voor 1327
kandidaten luidde het oordeel 'waarschijnlijk wel'; voor 707 kandidaten
'waarschijnlijk niet'. Bovendien werden 984 planeten bevestigd die
eerder al op een andere manier waren geverifieerd.
Kepler werd gelanceerd in maart 2009 en hield vier jaar lang 150.000
sterren in het oog, op zoek naar minieme periodieke helderheidsdipjes
die veroorzaakt worden door rondcirkelende planeten - wanneer zo'n
exoplaneet gezien vanaf de aarde voor zijn moederster langs beweegt,
wordt een klein beetje sterlicht onderschept. Elke door Kepler gevonden
planeetkandidaat moet echter wel op een andere wijze geverifieerd worden
voordat hij officieel het etiketje 'exoplaneet' krijgt opgeplakt.
Van de nieuw ontdekte planeten zou het in 550 gevallen kunnen gaan
om rotsachtige planeten die qua grootte enigszins vergelijkbaar zijn met
de aarde. Negen daarvan bevinden zich in de zogeheten bewoonbare zone
van hun moederster, waar de temperatuur goed is voor het bestaan van
vloeibaar water. In totaal zijn er nu 21 min of meer aardeachtige
planeten bekend die in de bewoonbare zone rond hun moederster cirkelen.
De nieuwe ontdekkingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical
Journal. (GS)
→ NASA's Kepler Mission Announces Largest Collection of Planets Ever Discovered
9 mei 2016
De ster KIC 8462852 (bijgenaamd 'Tabby's Star', naar astronoom
Tabitha Biyajian van de Yale-universiteit) is toch wat minder mysterieus
dan eerder werd gedacht, zo blijkt uit nieuw archiefonderzoek van
Amerikaanse en Duitse sterrenkundigen. Eerdere meldingen dat de ster in
de loop van de afgelopen honderd jaar 20 procent in helderheid zou zijn
afgenomen, blijken onjuist. Daarmee wordt het onwaarschijnlijker geacht
dat het merkwaardige gedrag van de ster veroorzaakt wordt door
bouwwerkzaamheden van een buitenaardse beschaving.
Uit metingen van de ruimtetelescoop Kepler is gebleken dat Tabby's
Star zeer onregelmatige helderheidsvariaties vertoont, die tot nu toe
nog niet op een bevredigende manier zijn verklaard (mogelijke
voorgestelde verklaringen, zoals verduisterende kometenwolken rond de
ster, blijken geen van alle te voldoen). Toen sterrenkundigen van de
Louisiana State University begin dit jaar op basis van onderzoek aan
oude fotografische platen concludeerden dat de ster in de afgelopen eeuw
sterk in helderheid is afgenomen, ontstond bij sommige onderzoekers het
idee dat het gedrag van de ster misschien zou kunnen wijzen op de
aanwezigheid van een hoog ontwikkelde buitenaardse beschaving. Die zou
gigantische constructies in een baan rond de ster hebben gebouwd,
waardoor steeds meer sterlicht aan het zicht wordt onttrokken.
Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd in The Astrophysical Journal,
lijkt nu uit te wijzen dat de eerder gemelde helderheidsafname van
Tabby's Star niet heeft plaatsgevonden. De vermeende verzwakking van de
ster moet toegeschreven worden aan veranderingen in de gebruikte
meetapparatuur. Overigens is de oorzaak van de onregelmatige
helderheidsvariaties van de ster daarmee nog steeds niet verklaard. (GS)
→ New study supports natural causes, not alien activity, explain mystery star’s behavior
9 mei 2016
Tijdens de ontstaansperiode van aardeachtige planeten zijn
kolossale inslagen heel normaal. Dat blijkt uit computersimulaties van
NASA-onderzoekers die gepubliceerd zijn in The Astrophysical Journal.
Aardeachtige planeten ontstaan door samenklontering van kleinere
brokstukken. Naarmate de hemellichamen groter en groter worden, vinden
er ook steeds meer zware onderlinge botsingen plaats. Onze eigen aarde
is kort na haar ontstaan bijvoorbeeld zo goed als zeker geraakt door een
andere protoplaneet ter grootte van Mars; uit de brokstukken van die
botsing ontstond de maan.
Eerdere computersimulaties van de vorming van aardse planeten
hielden wel rekening met het samenklonteren en aangroeien van materiaal,
maar niet met het fragmenteren van hemellichamen als gevolg van zulke
botsingen, voornamelijk omdat dat veel te veel computertijd en
-rekenkracht vergt. De NASA-onderzoekers hebben nu nieuwe simulaties
uitgevoerd waarbij wél rekening wordt gehouden met fragmentatie.
Uit de resultaten blijkt dat er uit een protoplanetaire schijf
meestal zo'n drie à vier aardeachtige planeten ontstaan, en dat die aan
het eind van hun ontstaansperiode bijna allemaal wel een paar
gigantische inslagen ondergaan. Dat suggereert dat de zware botsing
waaruit de maan werd geboren niet buitengewoon zeldzaam is geweest. (GS)
→ Giant Impacts on Earth-Like Worlds
2 mei 2016
Astronomen van de universiteit van Luik (België) hebben samen met
internationale collega's drie aarde-achtige planeten gevonden in een
baan rond een nabije ultrakoele dwergster. De drie planeten zijn bij
uitstek geschikt voor een speurtocht naar buitenaards leven met behulp
van grote toekomstige telescopen. De ontdekking is vandaag online
gepubliceerd in Nature.
De ster in kwestie is een zeer koele, kleine en zwakke rode
dwergster met de catalogusaanduiding 2MASS J23062928-0502285 (de
getallen verwijzen naar de positie van de ster aan de hemel, in het
sterrenbeeld Waterman). De drie planeten zijn ontdekt met de Belgische
TRAPPIST-telescoop op de Europese La Silla-sterrenwacht in Chili; de
ster wordt daarom ook wel kortweg aangeduid als TRAPPIST-1. Hij bevindt
zich op een afstand van ca. 40 lichtjaar van de aarde.
Met de TRAPPIST-telescoop (TRAnsiting Planets and PlanetesImals
Small Telescope) zijn periodieke helderheidsdipjes ontdekt in het zeer
zwakke licht van het dwergsterretje. Die worden veroorzaakt doordat er
drie kleine, aarde-achtige planeten rond de ster draaien; tijdens een
zogeheten overgang beweegt de planeet voor de ster langs en onderschept
hij een klein beetje sterlicht.
Twee van de planeten van TRAPPIST-1 bevinden zich op zo'n kleine
afstand van de ster dat hun oppervlaktetemperatuur vermoedelijk te hoog
is om leven mogelijk te maken; de derde planeet draait op grotere
afstand en is mogelijk te koud. Toch spreken de astronomen van
'potentieel bewoonbare planeten': de twee binnenste planeten keren
altijd hetzelfde halfrond naar de ster toe (net zoals de maan dat doet
bij de aardde), en in de 'schemeringszones' zou leven zich mogelijk
kunnen handhaven. Van de derde planeet is de baan nog niet goed bekend;
het is niet uitgesloten dat hij toch in de zogeheten bewoonbare zone van
de zwakke moederster ronddraait.
Het belang van de ontdekking schuilt vooral in de combinatie van
aarde-achtige planeten, een zwakke moederster, en een kleine afstand tot
de aarde. Dankzij die eigenschappen zijn de planeten bij uitstek
geschikt voor een speurtocht naar zogeheten biomarkers - stoffen in de
dampkring die wijzen op biologische activiteit aan het oppervlak, zoals
zuurstof, ozon en methaan. Met toekomstige grote telescopen, zoals de
James Webb Space Telescope en de European Extremely Large Telescope, kan
die dampkring tijdens een planeetovergang bestudeerd worden doordat een
zeer klein deel van het sterlicht enigszins gefilterd wordt. Die
metingen zijn alleen mogelijk als de ster relatief dichtbij staat en als
de planeten verhoudingsgewijs groot zijn - met andere woorden, als de
ster zelf een kleine middellijn heeft. (GS)
→ Drie potentieel leefbare werelden gevonden rond nabije ultrakoele dwergster (origineel persbericht)
26 april 2016
Astronomen hebben via een slim trucje achterhaald waar de
binnenrand ligt van de protoplanetaire schijf rond een pasgeboren ster.
Protoplanetaire schijven zijn afgeplatte, roterende schijven van gas en
stof rond jonge sterren; uit het materiaal in zo'n schijf klonteren in
een later stadium planeten samen. Het binnenste deel van de schijf is
vaak schoon geblazen door de straling van de ster, maar hoe groot die
centrale opening is - met andere woorden: wat de afstand is van de ster
tot de binnenrand van de schijf - is niet eenvoudig te achterhalen.
Met behulp van de lichtecho-techniek is dat nu in het geval van de
ster YLW 16B, op 400 lichtjaar afstand van de aarde, wél gelukt. De
jonge ster (hij is ca. 1 miljoen jaar oud) vertoont flinke
helderheidsvariaties, en die leiden tot variaties in de warmtestraling
van de binnenrand van de relatief dikke protoplanetaire schijf. Met
infraroodtelescopen in de ruimte en op de grond zijn die variaties nu
opgemeten, en door ze te vergelijken met de helderheidsvariaties van de
ster zelf, viel relatief eenvoudig te achterhalen met hoe veel
'vertraging' ze optreden. Die vertraging wordt veroorzaakt doordat het
licht van de ster tijd nodig heeft om de binnenrand van de
protoplanetaire schijf te bereiken.
Uit de metingen, die gepubliceerd zijn in The Astrophysical
Journal, blijkt dat de binnenrand van de protoplanetaire schijf van YLW
16B zich op 12 miljoen kilometer afstand van de ster bevindt. Het is
voor het eerst dat de lichtecho-techniek gebruikt wordt voor metingen
aan protoplanetaire schijven; de astronomen verwachten dat de techniek
in de toekomst ook bij veel andere jonge sterren kan worden toegepast.
(GS)
→ Light Echoes Give Clues to Protoplanetary Disk
22 april 2016
Na een dagenlange storing is de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler
sinds vrijdag 22 april weer volledig operationeel. Eerder deze maand
zette Kepler zichzelf in de 'emergency mode'. De oorzaak van de storing
is nog steeds niet achterhaald, maar door alle boordcomputers te
resetten is het probleem verholpen. Het wetenschappelijk programma van
Kepler - de speurtocht naar planeten bij andere sterren - is weer
hervat.
Iets later dan normaal begint Kepler nu aan een meetcampagne
waarbij gezocht wordt naar planeten via de microlenstechniek. Daartoe is
de ruimtetelescoop op het centrum van ons Melkwegstelsel gericht. Het
licht van een ster in het Melkwegcentrum kan tijdelijk versterkt worden
door de zwaartekracht van een dichterbij gelegen ster die exact tussen
de verre ster en de aarde door beweegt - de zogeheten
zwaartekrachtlenswerking. Wanneer er rond de lens-ster planeten bewegen,
kunnen die kortstondige helderheidspieken veroorzaken in het licht van
de achtergrondster.
Voor deze campagne, die tot 1 juli duurt, werkt Kepler nauw samen
met telescopen op de grond. De ruimtetelescoop draait in een baan om de
zon, op grote afstand van de aarde. (GS)
→ Kepler Recovered and Returned to the K2 Mission
14 april 2016
Een voormalige analist die voor het Amerikaanse ministerie van
defensie heeft gewerkt, denkt een verklaring te hebben voor een
geheimzinnig radiosignaal uit de ruimte dat bijna 40 jaar geleden werd
opgevangen. Volgens hem zou een komeet de oorzaak kunnen zijn geweest.
In 1977 speurde astronoom Jerry Ehman de hemel af met een radiotelescoop
van Ohio State University. Het ging om een gerichte poging om eventuele
signalen van buitenaardse beschavingen op te pikken. Toen Ehman op 15
augustus van dat jaar de telescoop op een kluitje sterren in het
sterrenbeeld Boogschutter richtte, werd inderdaad een krachtige puls
radiostraling opgevangen die ruim een minuut aanhield. Hij omcirkelde de
gebeurtenis op de uitdraai van de meetgegevens en schreef er ‘Wow!’
naast. Uit een analyse bleek dat de puls waarschijnlijk afkomstig was
uit de interstellaire ruimte. Maar ondanks talrijke pogingen werd het
signaal daarna nooit meer waargenomen. Het leek erop dat het wel altijd
een raadsel zou blijven. Astrofysicus Antonio Paris van St Petersburg
College, Florida, heeft nu echter toch een mogelijke verklaring
gevonden. Hij heeft vastgesteld dat op de dag van het Wow!-signaal twee
kometen in de betreffende hemelstreek stonden – zwakke kometen die pas
in 2006 en 2008 zijn ontdekt. Kometen bevatten veel waterstof, een
element dat van nature radiostraling met een frequentie van 1420
megahertz uitzendt – dezelfde frequentie als waarop het Wow!-signaal
werd opgevangen. Het is volgens Paris dus denkbaar dat het intrigerende
radiosignaal van een van deze kometen afkomstig was. Om deze hypothese
te toetsen, wil Paris een kleine radiotelescoop aanschaffen. Deze wil
hij begin 2017 en begin 2018 op de Boogschutter richten, waar eerst de
ene, dan de andere komeet weer doorheen trekt. Op die manier hoopt Paris
het Wow!-signaal te kunnen reproduceren, al menen deskundigen dat het
1420 megahertz-signaal van kometen niet sterk genoeg kan zijn. Daar laat
Paris zich echter niet door ontmoedigen. Voor de financiering van zijn
project is hij een crowdfunding-campagne gestart waarmee 15.000 dollar moet worden binnengehaald. Dat bedrag is al bijna binnen. (EE)
→ Alien ‘Wow!’ signal could be explained after almost 40 years
12 april 2016
In oktober 1995 werd voor het eerst de ontdekking bekendgemaakt
van een planeet in een baan rond een andere ster. In de afgelopen
twintig jaar zijn meer dan 2000 van zulke exoplaneten gevonden. Nu
blijkt echter dat het bestaan van planetenstelsels bij andere sterren al
78 jaar eerder ontdekt had kunnen worden, namelijk in oktober 1917.
Walter Adams, directeur van de Mount Wilson-sterrenwacht, legde op
24 oktober 1917 het spectrum vast van de Ster van Van Maanen - een
witte dwerg op ca. 14 lichtjaar afstand van de aarde. Het was (na 40
Eridani B en Sirius B) pas de derde witte dwerg die was ontdekt, in
datzelfde jaar, door de Nederlands-Amerikaanse astronoom Adriaan van
Maanen.
De Briste sterrenkundige Jay Farihi heeft in die oude opname nu
absorptielijnen ontdekt van het element calcium. Zware elementen zoals
calcium komen normaal gesproken niet voor aan het oppervlak van witte
dwergsterren. De afgelopen jaren zijn in de spectra van enkele andere
witte dwergen absorptielijnen gevonden van zware elementen die wijzen op
een 'verontreiniging' van de steratmosfeer met rotsachtig materiaal -
vermoedelijk planetoïden die overbleven na de vorming van een
planetenstelsel.
De Ster van Van Maanen blijkt nu dus ook zo'n verontreinigde witte
dwerg te zijn, en dat had in 1917 al ontdekt kunnen worden. Slimme
astronomen hadden dus toen al kunnen concluderen dat de dwergster
vermoedelijk vergezeld wordt door één of meer rotsachtige planeten.
Overigens zijn er tot nu toe nog geen exoplaneten bij de Ster van van
Maanen ontdekt. (GS)
→ 1917 Astronomical Plate Has First-Ever Evidence of Exoplanetary System
11 april 2016
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is weer stabiel, na een
storing die een paar dagen heeft geduurd. Kepler heeft geschiedenis
geschreven door de ontdekking van enkele duizenden exoplaneet-kandidaten
tussen 2009 en 2013, toen aan de oorspronkelijke missie een einde kwam
als gevolg van het uitvallen van gyroscopen. Momenteel maakt Kepler - in
een andere operationele modus - nog steeds jacht op planeten bij andere
sterren, als onderdeel van de K2-missie.
Op 7 april ontdekten vluchtleiders dat de ruimtetelescoop zichzelf
in een veilige 'emergency modus' had gezet, ongeveer 14 uur voordat
Kepler op het centrum van het Melkwegstelsel gericht zou worden. Op 11
april is het radiocontact met de ruimtetelescoop weer hersteld. Er is
een onderzoek gaande naar de mogelijke oorzaak van de storing. (GS)
→ Kepler Recovered from Emergency and Stable
11 april 2016
Een internationaal team van sterrenkundigen heeft ontdekt dat
superaardes - exoplaneten die 2 tot ca. 10 maal zo zwaar zijn als de
aarde - hun dampkring kunnen verliezen wanneer ze in een te kleine
omloopbaan rond hun moederster draaien. Het gaat daarbij om planeten met
een rotsachtige kern en een dikke buitenste gaslaag die zo dicht bij
hun moederster staan dat ze meer dan 650 maal zoveel energie ontvangen
als de aarde van de zon ontvangt. De dampkring van zo'n planeet kan in
de loop van de tijd volledig worden 'weggeblazen' door de straling van
de ster. De astronomen bestudeerden bestaande waarnemingen van de
Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. De nieuwe resultaten zijn
gepubliceerd in Nature Communications. (GS)
→ Too close for comfort: Stars strip away the atmosphere of nearby super-Earths
11 april 2016
Amerikaanse sterrenkundigen hebben aangetoond dat de speurtocht
naar exoplaneten - planeten bij andere sterren dan de zon - verfijnd kan
worden door ook metingen te verrichten op nabij-infrarode golflengten.
Dat schrijven ze in The Astrophysical Journal.
Een groot deel van alle bekende exoplaneten is gevonden met behulp
van de zogeheten radiale-snelheidstechiek. De planeet veroorzaakt
minieme periodieke schommelingen in de radiale snelheid van zijn
moederster (de snelheid langs de gezichtslijn, dus naar ons toe of van
ons af), en die verraden zich in het spectrum van de ster. Structuren op
het oppervlak van de ster, zoals grote zonnevlekken, kunnen de metingen
echter verstoren, vooral bij kleine dwergsterren: het lijkt dan alsof
er een klein 'planeetsignaal' in het spectrum aanwezig is terwijl dat in
werkelijkheid niet het geval is.
De astronomen hebben nu laten zien dat deze 'false positives'
grotendeels voorkomen kunnen worden door ook radiale-snelheidsmetingen
te verrichten op nabij-infrarode golflengten. Een echt planeetsignaal is
op elke golflengte even sterk, maar het storende effect van
zonnevlekken is niet op elke golflengte hetzelfde. De nabij-infrarode
metingen waren tot op heden altijd moeilijk omdat spectra op deze
golflengten minder precies gekalibreerd kunnen worden.
Met de NASA Infrared Telescope Facility op Mauna Kea, Hawaii, zijn
nu nabij-infrarode waarnemingen verricht aan 32 dwergsterren. Daarbij
is het bestaan van enkele bekende exoplaneten en dubbelsterbegeleiders
bevestigd, en zijn ook een paar nieuwe planeetkandidaten gevonden. (GS)
→ New Tool Refines Exoplanet Search
7 april 2016
Vanaf deze week speurt de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler naar
planeten die in een wijde banen om hun moederster cirkelen of zelfs
helemaal in hun eentje door de ruimte zwerven. Daarbij wordt gebruik
gemaakt van het natuurlijke lenseffect dat zulke planeten op het licht
van achtergrondsterren uitoefenen. De afgelopen twintig jaar hebben
astronomen meer dan 5000 planeten ontdekt die niet om de zon draaien,
maar om een andere ster. Verreweg de meeste van deze planeten cirkelen
op relatief kleine afstand om hun moederster. Wanneer zo’n planeet vanaf
de aarde gezien voor zijn ster langs schuift, resulteert dat in korte,
regelmatige helderheidsdipjes in het licht van de ster. Er moeten echter
ook planeten zijn die veel wijdere omloopbanen volgen. Ook wijzen
sommige onderzoeken op het bestaan van grote aantallen ‘weesplaneten’,
die aan de zwaartekracht van hun moederster zijn ontsnapt. Ook deze
planeten kunnen het licht van sterren beïnvloeden, maar dan op een
andere manier. Wanneer een weesplaneet vanaf de aarde gezien voor een
verre achtergrondster langs schuift, wordt het licht van die ster
gebundeld door het zwaartekrachtsveld van de planeet. Door dit
lenseffect, dat enkele dagen kan aanhouden, wordt de ster juist
helderder. Anders dan bij planeten die op kleine afstand om een ster
cirkelen gaat het om een eenmalig verschijnsel. Door miljoenen sterren
in het hart van onze Melkweg in de gaten te houden, hopen astronomen met
behulp van Kepler zulke lensverschijnselen te kunnen detecteren.
Daarbij worden ze geholpen door sterrenwachten op aarde, die hetzelfde
lenseffect vanuit eens iets andere hoek waarnemen dan Kepler, die
momenteel ongeveer 120 miljoen kilometer van onze planeet verwijderd is.
Zulke simultane waarnemingen van het lenseffect maken het mogelijk om
de afstand van de ‘lens’ – de planeet dus – te berekenen. (EE)
→ Searching for Far Out and Wandering Worlds
6 april 2016
Een team van Amerikaanse en Canadese astronomen heeft een van de
jongste en helderste ‘weesplaneten’ ontdekt die ooit in de relatief
naaste omgeving van de zon zijn waargenomen. Het hemellichaam, dat de
aanduiding 2MASS J1119-1137 draagt, heeft vier tot acht keer zoveel
massa als de planeet Jupiter. Een weesplaneet is een planeet die niet
(meer) in een baan om een ster draait, maar op drift is geraakt.
Waarnemingen met de 6,5-meter Baade-telescoop in Chili hebben laten zien
dat 2MASS J1119-1137 behoort tot een jonge sterrenhoop in het
sterrenbeeld Waterslang. Deze ’TW Hydrae-associatie’, die 95 lichtjaar
van ons verwijderd is, bestaat uit enkele tientallen sterren waarvan de
leeftijd op 10 miljoen jaar wordt geschat. Ook 2MASS J1119-1137 zal dus
ongeveer zo oud zijn. Dankzij deze jonge leeftijd is de planeet een
sterke bron van infraroodstraling. Planeten zijn kort na hun ontstaan
heel warm en koelen daarna geleidelijk af. Als 2MASS J1119-1137
beduidend ouder zou zijn dan 10 miljoen jaar, zou hij veel minder helder
zijn in het infrarood dan nu het geval is. Maar ondanks zijn jonge
leeftijd is 2MASS J1119-1137 niet de helderste weesplaneet die tot nu
toe is ontdekt. Die eer komt toe aan PSO J318.5-22, een planeet die
weliswaar ruim twee keer zo oud is, maar veel langzamer afkoelt omdat
hij aanzienlijk meer massa heeft. (EE)
→ Young, Unattached Jupiter Analog Found in Solar Neighborhood
1 april 2016
Amerikaanse astronomen hebben een planeet ontdekt die in een
stabiele baan om een ster cirkelt die deel uitmaakt van een drievoudig
stersysteem. Het is pas de vierde keer dat een exoplaneet is ontdekt die
drie ‘zonnen’ aan zijn hemel heeft staan. De planeet – een
Jupiterachtige gasreus – draait om de ster KELT-4A, die vernoemd is naar
het instrument waarmee dit opmerkelijke stersysteem is ontdekt: de
Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT). KELT bestaat uit twee
autonoom werkende telescopen, waarvan er eentje in Zuid-Afrika staat en
de ander in Arizona (VS). De afstand tussen de ster en de planeet is
bijzonder klein: 6,5 miljoen kilometer. Hierdoor duurt een omloop van de
planeet maar een dag of drie. De twee andere sterren KELT-4B en -4C
staan 50 miljard kilometer verderop en draaien in ongeveer 30 jaar om
elkaar. En dat tweetal draait weer in ongeveer 4000 jaar om KELT-4A. Het
hele gezelschap is ongeveer 700 lichtjaar van ons verwijderd. Vanaf de
planeet gezien ziet de ster KELT-4A er ongeveer veertig zo groot uit als
de zon voor ons. De twee andere sterren staan zo ver weg dat ze niet
meer licht geven dan onze (volle) maan. (EE)
→ Planet with triple-star system found
31 maart 2016
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA),
een nieuwe opname gemaakt van de planeetvormende schijf rond de nabije
zonachtige ster TW Hydrae. De foto toont de kleinste details die ooit in
zo’n schijf zijn waargenomen (Astrophysical Journal Letters, 31 maart).
Het meest intrigerende detail op de opname is een lege gordel rond de
centrale die ongeveer op dezelfde plek ligt als de baan van de aarde in
ons eigen zonnestelsel. Daar zou dus wel eens een veel jongere versie
van onze thuisplaneet aan het ontstaan kunnen zijn. Op drie miljard en
zes miljard kilometer van de centrale ster – afstanden die vergelijkbaar
zijn met de afstanden zon-Uranus en zon-Pluto – zijn nog twee lege
gordels te zien. Ook die zijn waarschijnlijk het gevolg van het
planeetvormingsproces. De planeten-in-wording die om de ster draaien
vegen het stof en gas in de omgeving van hun omloopbaan op en loodsen
het resterende materiaal naar de scherp begrensde ringen. De ster TW
Hydrae is een populair onderzoeksobject voor astronomen. Dat komt
doordat hij relatief dichtbij staat (175 lichtjaar van ons vandaan) en
ook heel jong is (ongeveer 10 miljoen jaar). Bovendien is de schijf zo
georiënteerd dat astronomen deze recht van ‘boven’ waarnemen, waardoor
de protoplanetaire schijf geen perspectivische vertekening vertoont.
(EE)
→ ALMA’s meest detailrijke foto van een protoplanetaire schijf
31 maart 2016
Het is astronomen eindelijk gelukt om een pulsar – een snel
roterende neutronenster – op te sporen in het Andromedastelsel. De
pulsar is aangetroffen in gegevens van de Europese röntgensatelliet
XMM/Newton. Neutronensterren zijn de kleine en uiterst compacte
restanten van zware sterren die als supernova zijn ontploft. Deze snel
ronddraaiende objecten zijn vergelijkbaar met een vuurtoren: ze zenden
twee bundels van straling uit die met de ster meedraaien. Alleen wanneer
zo’n bundel bij elke draaiing eventjes in de richting van de aarde
wijst, kunnen astronomen de uitgezonden straling waarnemen. In dat geval
verraadt de neutronenster zijn bestaan door regelmatig ‘aan’ en ‘uit’
te gaan. De pulsar die nu in het Andromedastelsel is ontdekt knippert
één keer per 1,2 seconde. Uit kleine variaties in dat pulsgedrag kan
worden afgeleid dat hij een andere ster als begeleider heeft, die in
ruim een dag om hem heen draait. Het Andromedastelsel staat met een
afstand van 2 miljoen lichtjaar betrekkelijk dichtbij en vertoont
bovendien sterke overeenkomsten met onze eigen Melkweg. Vandaar dat het
onder astronomen een populair onderzoeksobject is. Maar ondanks dat het
stelsel de afgelopen eeuw heel goed is onderzocht, was het nog nooit
gelukt om hierin een pulsar op te sporen. Eerder zijn wel in enkele
andere nabije sterrenstelsels al pulsars aangetroffen. (EE)
→ Found: Andromeda’s first spinning neutron star
30 maart 2016
Een internationaal team van astronomen heeft de
temperatuurverdeling in kaart gebracht van de rotsachtige exoplaneet 55
Cancri e. Daarbij is vastgesteld dat de dagkant van de planeet – het
halfrond dat permanent naar zijn moederster toe wijst – aanzienlijk
heter is dan de nachtkant (Nature, 31 maart). Het verschil in
temperatuur is dermate groot, dat de beide halfronden een compleet
verschillend karakter hebben. Aan de dagzijde lopen de temperaturen op
tot 2500 graden Celsius, wat heet genoeg is om gesteente te doen
smelten. De nachtzijde is met een temperatuur van 1000 graden relatief
koel, waardoor gesteente vast blijft. Een en ander blijkt uit gegevens
van de infrarood-ruimtetelescoop Spitzer. Toen 55 Cancri e in 2011 werd
ontdekt vermoedden astronomen – op basis van de eerste metingen – er nog
van uit dat de planeet geheel met water was bedekt. Ook werd het voor
mogelijk gehouden dat hij geheel uit diamant bestond. Maar nu lijkt het
er dus op dat een groot deel van het oppervlak met lava is bedekt. De
onderzochte planeet behoort tot de categorie van de ‘superaardes’ –
planeten die een slag groter zijn dan onze aarde, maar die wel een
rotsachtige samenstelling hebben. Hij draait om een ster in het
sterrenbeeld Kreeft, op ongeveer 40 lichtjaar van de aarde. (EE)
→ Map of rocky exoplanet reveals a lava world
28 maart 2016
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de
Spitzer Space Telescope nieuwe temperatuurmetingen verricht aan de
merkwaardige exoplaneet HD 80606b. In een artikel dat vandaag verschijnt
in Astrophysical Journal Letters suggereert het team dat de
standaardideeën over het ontstaan van zogeheten 'hete Jupiters' wellicht
aanpassing behoeven.
Een hete Jupiter is een gasvormige reuzenplaneet die in een zeer
kleine omloopbaan rond zijn moederster draait. Er zijn er vele
tientallen bekend; in vrijwel alle gevallen bewegen ze in volmaakt
cirkelvormige banen. Algemeen wordt aangenomen dat de reuzenplaneten op
grotere afstand van hun moederster zijn ontstaan en vervolgens naar
binnen zijn gemigreerd - misschien door baanverstoringen van een
passerende ster. Als ze daarbij in een kleine, langgerekte baan
eindigen, zorgen getijdenkrachten van de ster ervoor dat die baan in
relatief korte tijd 'gecirculariseerd' wordt.
HD 80606b (in april 2001 ontdekt), op 190 lichtjaar afstand in het
sterrenbeeld Grote Beer, is vier maal zo zwaar (en ongeveer even groot)
als Jupiter. In 111 dagen beschrijft hij echter een extreem langgerekte
baan rond zijn moederster - bijna even excentrisch als de baan van
komeet Halley. Tijdens de dichtste nadering van de ster ontvangt de
dagzijde van de planeet ruim duizend maal zoveel energie als de aarde
van de zon ontvangt.
Met de infraroodruimtetelescoop Spitzer is nu geconstateerd dat de
temperatuur aan de dagzijde oploopt tot ruim 1100 graden Celsius.
Opmerkelijk genoeg koelt de planeet ná de dichtste nadering in een
periode van slechts tien uur weer af, tot een temperatuur waarop hij
voor Spitzer niet langer waarneembaar is. Uit de metingen volgt ook dat
de planeet een onverwacht lange rotatieperiode heeft van ca. 90 uur.
Hoe de excentrische baan is ontstaan, is een raadsel. Kennelijk is
het 'circulariserings'-mechanisme niet altijd even efficiënt - tenzij
we het systeem op een heel bijzonder moment waarnemen, net nadat de
planeet in een kleine omloopbaan terecht is gekomen, maar vóórdat de
baan onder invloed van getijdenkrachten cirkelvormig werd. Een en ander
kan ook te maken hebben met de inwendige structuur van de planeet: hoe
'flexibeler' hij is, des te sterker zal de invloed van getijdenkrachten
zijn, en des te sneller het circulariserings-proces. Als hete Jupiters
ontstaan door een trage binnenwaartse migratie als gevolg van wrijving
in de gasschijf rond een ster, zou je trouwens helemaal geen langgerekte
baan verwachten.
Eerder is al gesuggereerd dat de excentrische baan van HD 80606b
het gevolg zou kunnen zijn van de aanwezigheid van een begeleidende ster
- de moederster (ook bekend als Struve 1341B) maakt inderdaad deel uit
van een dubbelstersysteem. (GS)
→ A Highly Eccentric "Hot Jupiter" Exoplanet
17 maart 2016
Op nieuwe opnamen van de protoplanetaire schijf rond de jonge ster
HL Tauri, gemaakt met de Jansky Very Large Array (VLA), is een
opvallende concentratie van stof te zien. Astronomen vermoeden dat het
om een heel vroeg stadium van planeetvorming gaat. De schijf rond HL
Tauri is twee jaar geleden al eens in beeld gebracht met de Atacama
Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). De ALMA-opname toonde
duidelijk de lege zones in de schijf, waarvan wordt aangenomen dat ze
zijn veroorzaakt doordat planeten-in-wording die om de ster draaien het
stof dat ze onderweg tegenkomen opvegen. Het binnenste gedeelte van de
schijf kon door ALMA echter niet gedetailleerd in beeld worden gebracht,
omdat het daar aanwezige stof ondoorzichtig is op de radiogolflengten
die deze telescoop kan detecteren. Met de VLA is dat deel van de schijf
nu op langere golflengten bekeken. De stofconcentratie die daarbij is
ontdekt, bevat volgens wetenschappers ruwweg drie tot acht keer zoveel
massa als onze aarde. Uit een analyse van de VLA-gegevens blijkt dat het
samenklonteringsproces in dit deel van de schijf al in volle gang is:
de daar aanwezige deeltjes hebben afmetingen tot een centimeter.
Aangenomen wordt dat deze deeltjes uiteindelijk zullen samenklonteren
tot ‘aardse’ planeten – relatief kleine planeten met een vast oppervlak.
(EE)
→ VLA Shows Earliest Stages of Planet Formation
16 maart 2016
Nieuw onderzoek van de jonge, zonachtige ster Kappa Ceti toont aan
dat, wil er leven ontstaan, een planeet niet alleen voorzien moet zijn
van vloeibaar water en warmte, maar ook een sterk magnetisch veld nodig
heeft. Kappa Ceti staat op een afstand van ongeveer 30 lichtjaar in het
sterrenbeeld Walvis. De ster lijkt in veel opzichten op onze zon, maar
is aanzienlijk jonger. Zijn leeftijd wordt geschat op 400 à 600 miljoen
jaar, wat ruwweg overeenkomt met het moment waarop op onze aarde het
eerste leven opkwam. Net als andere sterren van die leeftijd vertoont
Kappa Ceti sterke magnetische activiteit. Zijn oppervlak is bezaaid met
reusachtige ‘zonnevlekken’ en hij blaast een gestage stroom plasma de
ruimte in, die vijftig keer zo krachtig is als de deeltjeswind van onze
zon. Om te onderzoeken in hoeverre de atmosfeer van een planeet in de
leefbare zone rond de ster bestand is tegen dat geweld, heeft een
internationaal team van astronomen een computermodel gemaakt van de
sterke sterrenwind van Kappa Ceti. De berekeningen laten zien dat het
magnetische veld van de jonge aarde, dat waarschijnlijk wat zwakker was
dan het huidige magnetische veld, toereikend was om de atmosfeer van de
planeet te beschermen. Planeten die het zonder deugdelijk magnetisch
‘schild’ moeten stellen, raken al snel hun atmosfeer kwijt, waardoor ze
afkoelen en verdrogen. Dat is zo’n beetje het scenario dat zich op de
planeet Mars heeft afgespeeld. Overigens vormt de sterke zonnewind van
een jonge ster niet de enige bedreiging voor een planeet. Kappa Ceti
produceert waarschijnlijk ook ‘supervlammen’ – enorme uitbarstingen
waarbij 10 tot 100 miljoen keer zoveel energie vrijkomt als bij de
grootste zonnevlammen die onze zon afvuurt. Door Kappa Ceti te
onderzoeken hopen de astronomen erachter te komen hoe vaak zo’n jonge
ster een supervlam produceert. (EE)
→ Young Sun-like Star Shows a Magnetic Field Was Critical for Life on the Early Earth
12 maart 2016
In ons Melkwegstelsel wemelt het wellicht van de 'wees-planeten':
planeten die niet langer een baan rond een ster beschrijven, maar op
drift zijn geraakt in de interstellaire ruimte.
Minstens één op de twee de sterren in het Melkwegstelsel wordt
vergezeld door één of meer planeten. Zulke exoplaneten zijn ook gevonden
in relatief kleine banen rond (nauwe) dubbelsterren. Vermoedelijk zijn
die planeten niet zo dichtbij hun dubbele moederster ontstaan, maar
ontstonden ze op veel grotere afstand en migreerden ze later naar binnen
toe.
Blijkbaar loopt dat in sommige gevallen goed af, maar tijdens dat
migratieproces beweegt een dubbelster-planeet ook meerdere malen door
een zone waarin de planeetbaan niet stabiel is. Twee Amerikaanse
astronomen hebben nu computersimulaties uitgevoerd om het lot te
achterhalen van dergelijke instabiele dubbelsterplaneten.
In The Astrophysical Journal schrijven ze dat ruim 80% van de
instabiele planeten het stelsel uit wordt geslingerd. Als er rond
nauwe dubbelsterren even gemakkelijk planetenstelsels ontstaan als
rond enkelvoudige sterren, betekent dat dus dat er talloze op drift
geraakt planeten door het Melkwegstelsel kunnen zwalken.
Een ander mogelijk scenario is dat de instabiele planeet wordt
opgeslokt door een van de twee sterren. Waarnemingen aan de 'vervuiling'
van de buitenste gaslagen van dubbelsterren met 'planeetmateriaal'
kunnen in de toekomst hopelijk meer inzicht verschaffen in de precieze
gang van zaken.
Wees-planeten in ons eigen Melkwegstelsel zijn nauwelijks
waarneembaar: omdat ze geen licht of warmte van een ster reflecteren,
stralen ze hooguit geringe hoeveelheden infrarood- of millimeterstraling
uit. (GS)
→ The Fate of Unstable Circumbinary Planets (oorspronkelijk persbericht)
1 maart 2016
Duitse en Canadese astronomen suggereren in een artikel in
Astrobiology dat de speurtocht naar radiosignalen van buitenaardse
beschavingen beperkt zou kunnen worden tot de ecliptica - de projectie
van de baan van de aarde rond de zon op de hemelbol. Alleen vanaf
exoplaneten die een baan beschrijven rond sterren in deze smalle band
(een vijfde procent van de hele sterrenhemel) kunnen aliens de
aarde eens per jaar voor de zon langs zien bewegen. Op die manier zouden
ze ons bestaan ontdekt kunnen hebben; mogelijk sturen ze ons dan ook
kosmische boodschappen. (De ruimtetelescoop Kepler heeft op een
soortgelijke manier vele honderden exoplaneten ontdekt: tijdens een
zogeheten overgang beweegt de planeet voor zijn moederstre langs en
onderschept hij een klein beetje sterlicht.) De astronomen hebben een
lijst van 82 nabije zonachtige sterren langs de ecliptica opgesteld. Die
zou kunnen dienen als een 'target list' voor SETI-programma's - de
Search for Extra-Terrestrial Intelligence. (GS)
→ Eavesdropping on aliens
29 februari 2016
Toekomstige telescopen, zoals de European Extremely Large
Telescope en de James Webb Space Telescope, kunnen de samenstelling
meten van de dampkring van een aardeachtige planeet in een baan rond een
andere ster. Als er in die dampkring zuurstofmoleculen worden
aangetroffen, hoeft dat echter niet per se te betekenen dat er leven op
die planeet voorkomt, zo ontdekten onderzoekers van de University of
Washington enige tijd geleden al.
Dezelfde onderzoekers hebben nu echter ontdekt hoe je dat
'niet-biologische' zuurstof kunt herkennen. Zuurstofmoleculen kunnen
bijvoorbeeld ontstaan wanneer kooldioxide (CO2) onder invloed van
ultraviolet sterlicht uiteenvalt. Daarbij ontstaat echter ook
koolmonoxide (CO), zo blijkt uit gedetailleerde modelberekeningen. Dus
wanneer er in een planeetdampkring zowel veel CO2 als veel CO voorkomt,
is de aanwezige zuurstof (O2) waarschijnlijk niet van biologische
oorsprong.
Iets soortgelijks geldt voor zuurstof dat ontstaat bij het
uiteenvallen van waterdampmoleculen (H2O) onder invloed van energierijke
straling van de moederster. In dat geval, zo blijkt uit de nieuwe
computermodellen, ontstaan er ook tijdelijke paren van zuurstofmoleculen
(O4), die hun eigen karakteristieke vingerafdrukken achterlaten in het
spectrum van de exoplaneet. Dus ook als er O4 wordt gevonden, kan de
aanwezige zuurstof niet gezien worden als een 'bewijs' voor biologische
activiteit.
De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical
Journal. (GS)
→ Life or illusion? Avoiding ‘false positives’ in the search for living worlds
24 februari 2016
Amerikaanse astronomen hebben een planeet ontdekt in de Hyaden –
een nabije sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier. De planeet, die de
aanduiding K2-25b heeft gekregen, is opgespoord met de NASA-satelliet
Kepler en een telescoop van de McDonald-sterrenwacht in Texas. Planeet
K2-25b cirkelt om een rode dwergster – een ster die kleiner, koeler en
zwakker is dan onze zon. Rode dwergen zijn de meest voorkomende sterren
in onze Melkweg. Omdat de sterren van de Hyaden relatief jong zijn (625
miljoen jaar), moet de planeet dat ook zijn. De planeet is ongeveer vier
keer zo groot als de aarde, ruwweg van het formaat Neptunus dus. In
vergelijking met alle andere planeten die bij rode dwergsterren zijn
aangetroffen, is hij aan de forse kant: bijna al die planeten zijn
minder dan twee keer zo groot als de aarde. De grote omvang van de
planeet kan erop wijzen dat hij een sterk ’opgezwollen’ atmosfeer heeft.
Een bijzonder aspect van de ontdekking van K2-25b is dat hij is
opgespoord door twee amateur-astronomen die de vrij toegankelijke
meetgegevens van de Kepler-satelliet hebben doorgespit. Kepler doet heel
nauwkeurige metingen van de helderheden van sterren, en wanneer het
licht van een ster kleine, regelmatige ‘dipjes’ vertoont, kan dat erop
wijzen dat er een planeet omheen draait. Vervolgonderzoek met de
2,7-meter telescoop van de McDonald-sterrenwacht heeft bevestigd dat de
dipjes van de rode dwergster door een planeet zijn veroorzaakt. (EE)
→ Newly discovered planet in the Hyades cluster could shed light on planetary evolution
18 februari 2016
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de
rotatietijd van een zware exoplaneet vastgesteld door de veranderlijke
helderheid van diens atmosfeer te meten. Het is voor het eerst dat de
rotatie van zo’n planeet op deze manier is bepaald (The Astrophysical
Journal, 18 februari). De planeet, die 2M1207b heet, heeft ongeveer vier
keer zoveel massa als ‘onze’ planeet Jupiter en behoort daarmee tot de
‘super-Jupiters’. Hij draait om een bruine dwerg – een ‘mislukte ster’ –
op 170 lichtjaar van de aarde. Met de ruimtetelescoop hebben de
astronomen nauwkeurig kunnen meten hoe de helderheid van de planeet
verandert terwijl deze om zijn as draait. De helderheidsveranderingen
worden toegeschreven aan vlekkerige wolkenpatronen in de atmosfeer van
de planeet. De astronomen hebben vastgesteld dat 2M1207b in ongeveer
tien uur om zijn as draait. Daarmee is zijn rotatietijd ongeveer gelijk
aan die van Jupiter. Dat is ook wel zo’n beetje de enige overeenkomst
tussen de twee planeten. 2M1207b is pas 10 miljoen jaar oud, en is nog
bezig om samen te trekken. Daardoor genereert hij zoveel warmte, dat de
temperatuur in zijn atmosfeer oploopt tot ruim boven de 1000 °C – heet
genoeg om ijzer en gesteenten te laten smelten. (EE)
→ Hubble Directly Measures Rotation of Cloudy 'Super-Jupiter'
16 februari 2016
Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd om verschillende
gassen te identificeren in de dampkring van een zogeheten superaarde -
een exoplaneet die weliswaar enkele malen zo groot is als onze eigen
aarde, maar toch aanzienlijk kleiner dan de gasreuzen in ons eigen
zonnestelsel. Het gaat om planeet 55 Cancri e, op ca. 40 lichtjaar
afstand van de aarde. De planeet is ongeveer 8 maal zo zwaar als de
aarde en draait eens in de 18 uur in een kleine baan rond zijn
moederster. De oppervlaktetemperatuur wordt geschat op ca. 2000 graden.
Met de Wide Field Camera 3 van de Amerikaans-Europese Hubble Space
Telescope zijn spectra van de ster verkregen tijdens een overgang van
de planeet, waarbij een klein deel van het sterlicht dus gefilterd wordt
door de planeetdampkring. Uit de metingen is de aanwezigheid van
relatief grote hoeveelheden waterstof en helium afgeleid. Kennelijk is
de planeet erin geslaagd om bij het ontstaan veel gas uit de
oorspronkelijke protoplanetaire nevel aan zich te binden. Van waterdamp
is in de atmosfeer van 55 Cancri e geen spoor gevonden.
De waarnemingen lijken wel te wijzen op de aanwezigheid van het
giftige waterstofcyanide (HCN). Volgens atmosfeermodellen komt dat
molecuul alleen voor wanneer een planeetdampkring relatief veel koolstof
bevat in verhouding tot de hoeveelheid zuurstof. Dat lijkt het idee te
bevestigen dat 55 Cancri e een koolstofrijke planeet is - hij is wel
eens omschreven als de 'diamantplaneet', omdat koolstof in de
planeetkern onder invloed van de extreem hoge druk in diamantvorm over
zou moeten gaan.
De nieuwe metingen zijn uitgevoerd door onderzoekers van het
University College London en de Katholieke Universiteit Leuven. De
waarnemingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ First Detection of Super-Earth Atmosphere
13 februari 2016
Astronomen hebben ontdekt dat het gas en stof in de
protoplanetaire schijf rond de dubbelster HD 142527 niet gelijkmatig
verdeeld is. Een deel van de schijf vertoont een opvallend gebrek aan
gas. Dat kan erop wijzen dat hier een nieuwe planeet aan het ontstaan
is. HD 142527 staat op een afstand van 450 lichtjaar in het zuidelijke
sterrenbeeld Wolf. De slechts ongeveer 1 miljoen jaar oude dubbelster
bestaat uit een ster die iets meer dan tweemaal zoveel massa heeft als
onze zon, en een kleine begeleider van ongeveer een derde zonsmassa. Hun
onderlinge afstand bedraagt ongeveer anderhalf miljard kilometer – iets
meer dan de afstand zon-Saturnus. Dat HD 142527 omgeven is door een
schijf van gas en stof is al twintig jaar bekend. Maar pas sinds de
ingebruikname van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)
– een speciale radiotelescoop in het noorden van Chili – laten de
fysische processen die zich in deze schijf afspelen gedetailleerd
onderzoeken. Nieuwe ALMA-opnamen laten zien dat HD 142527 is omgeven
door een brede ellipsvormige ring. Deze ring bestaat grotendeels uit
gas, waaronder twee soorten koolstofmonoxide. Maar in een groot
boogvormig segment ervan is de gasconcentratie opvallend laag. Volgens
de astronomen kan deze sikkelvormige stofwolk worden toegeschreven aan
gravitationele krachten die uniek zijn voor dubbelstersystemen. Het
ontbreken van gas wordt waarschijnlijk veroorzaakt doordat het daar
aanwezige gas zich als ijs op stofdeeltjes heeft afgezet. Dit proces zou
de kans vergroten dat stofdeeltjes aan elkaar blijven plakken en
uiteindelijk kunnen uitmonden in de vorming van planeten. Over het
ontstaan van planeten rond dubbelsterren bestaat nog veel onzekerheid.
Tot voor enkele jaren gingen astronomen ervan uit dat het gravitationele
getouwtrek tussen twee sterren nadelig is voor de vorming van
planetenstelsels. Maar uit waarnemingen blijkt dat er wel degelijk
planeten bestaan die in stabiele banen om dubbelsterren draaien. (EE)
→ Planet formation around binary star
10 februari 2016
Het in 1993 ontdekte planeetachtige object PSO J318.5-22 zwerft
inderdaad moederziel alleen door de ruimte – hij draait niet om een
volwaardige ster. Tot die conclusie komen Amerikaanse astronomen na
onderzoek met de Gemini North-telescoop. PSO J318.5-22 is een extreem
rood object dat deel uitmaakt van de zogeheten Bèta Pictoris-groep. Dat
is een verzameling jonge sterren op ongeveer 115 lichtjaar van de aarde.
De ongeveer 28 sterren, die naar schatting 23 miljoen jaar geleden zijn
ontstaan, bewegen gezamenlijk door de ruimte. De nieuwe metingen laten
zien dat PSO J318.5-22 acht tot negen keer zo zwaar is als de planeet
Jupiter. Daarmee is het vrijwel zeker dat het om een planeet gaat en
niet om een bruine dwerg (‘mislukte ster’). De solitaire reuzenplaneet
heeft een temperatuur van ongeveer 850 graden Celsius en draait in 5 à
10 uur om zijn as. (EE)
→ Gemini Confirms a Free-Floating Planet
8 februari 2016
Aardeachtige planeten bij andere sterren hebben ook een
aarde-achtige inwendige opbouw. Dat blijkt uit modelberekeningen van
Amerikaanse planeetonderzoekers. Van zes rotsachtige exoplaneten waarvan
de middellijn en de massa vrij nauwkeurig bekend zijn, werd de
inwendige structuur berekend. Daarvoor gebruikten de onderzoekers het
Preliminary Reference Earth Model (PREM) - het standaard-computermodel
voor het inwendige van de aarde. De conclusie, gepubliceerd in The
Astrophysical Journal: ook rotsachtige exoplaneten met andere massa's en
afmetingen dan de aarde hebben een kern van ijzer en nikkel die
ongeveer 30 procent van de totale planeetmassa bevat; de resterende
massa is verdeeld over een dikke rotsachtige mantel en een relatief
dunne korst. Bij de berekeningen is uitgegaan van een chemische
samenstelling die in grote lijnen gelijk is aan die van de aarde. De
onderzoekers willen in de toekomst vergelijkbare modelberekeningen
uitvoeren voor exoplaneten met een andere samenstelling, die veroorzaakt
zou kunnen zijn doordat ze in een ander deel van het Melkwegstelsel
zijn ontstaan, waar het gehalte aan zware elementen af kan wijken van
dat in de omgeving van ons eigen zonnestelsel. (GS)
→ Earth-like Planets Have Earth-like Interiors
3 februari 2016
Een internationaal team van astronomen heeft de temperatuur
gemeten van grote stofdeeltjes rond de jonge ster 2MASS
J16281370-2431391 in het Rho Ophiuchi-stervormingsgebied op ongeveer 400
lichtjaar van de aarde. De deeltjes maken deel uit van de schijf van
gas en stof rond de ster. Deze schijf, die ook wel de ‘Vliegende
Schotel’ wordt genoemd, vertoont vroege tekenen van het
planeetvormingproces. Uit de meting, die gedaan is met de ALMA-telescoop
in het noorden van Chili, volgt een temperatuur van –266 graden Celsius
oftewel 7 kelvin. Dat is veel lager dan de 15 tot 20 kelvin die de
meeste modellen van dit moment voorspellen. Deze discrepantie kan erop
wijzen dat de grote stofdeeltjes heel andere eigenschappen hebben dan
die modellen veronderstellen. Als zulke lage stoftemperaturen een
normaal kenmerk blijken te zijn van ‘protoplanetaire’ schijven, kan dat
allerlei gevolgen hebben voor ons begrip van de manier waarop deze
ontstaan en evolueren. Zo zijn de eigenschappen van de stofdeeltjes van
invloed op wat er gebeurt wanneer deze deeltjes met elkaar in botsing
komen, en dus op hun rol als planetaire ‘groeikernen’. (EE)
→ De ijskoude vliegende schotel
27 januari 2016
Drie Amerikaanse onderzoeksteams hebben vastgesteld dat zogeheten
hete jupiters – zware planeten die in een krappe baan om hun moederster
draaien – net zo vaak, of zelfs vaker, in dubbelsterren voorkomen als
andere planeten. Bekend is dat iets minder dan de helft van alle nabije
zonachtige sterren deel uitmaken van een dubbelstersysteem. Toch was nog
maar bij een handjevol dubbelsterren een hete jupiter ontdekt. De vraag
was of dubbelstersystemen inderdaad minder geschikt zijn voor de
vorming van hete jupiters of dat er stellaire begeleiders over het hoofd
waren gezien. Astronomen van het Friends of Hot Jupiters-project zijn
2012 begonnen met een nauwgezet onderzoek van vijftig sterren waar een
hete jupiter omheen draait. Daarbij is niet alleen gezocht naar
mogelijke stellaire begeleiders van de moederster, maar ook naar
eventuele andere planeten. Bij de zoekactie is een significant aantal
planetaire en stellaire begeleiders opgespoord. Deze oogst heeft het
aantal dubbelsterren in de steekproef op ongeveer vijftig procent
gebracht. Dat is opmerkelijk omdat bij deze waarnemingscampagne alleen
dubbelsterren konden worden opgespoord met onderlinge afstanden van 50
tot 2000 astronomische eenheden (7,5 miljard tot 300 miljard kilometer).
Omdat maar ongeveer een kwart van alle nabije zonachtige dubbelsterren
binnen die categorie valt, lijkt het er dus op dat hete jupiters juist
baat hebben bij de aanwezigheid van een tweede ster. Volgens de
astronomen speelt die ‘hulpmoeder’ mogelijk een rol bij de migratie van
de Jupiterachtige planeet van een wijde naar een krappe omloopbaan. (EE)
→ Hot Jupiters Aren’t As Lonely As We Thought
26 januari 2016
Toen astronomen in 2008 een zeer zwak hemellichaam ontdekten op
ruim 100 lichtjaar afstand van de aarde, werd aangenomen dat er sprake
was van een 'dolende' planeet die ooit weggeslingerd zou zijn uit het
stelsel waarin hij moet zijn ontstaan. Het object, 2MASS J2126 geheten,
is ruim tien maal zo zwaar als Jupiter, maar zo goed als zeker te licht
om kernfusiereacties van deuterium (zwaar waterstof) in het inwendige
mogelijk te maken. Het zou dus niet om een zogeheten bruine dwerg gaan
(een soort 'mislukte' ster die tussen de 13 en de 80 maal zo zwaar is
als Jupiter), maar om een zware gasreus.
Een internationaal team van onderzoekers heeft nu echter ontdekt
dat 2MASS J2126 geen 'op drift geraakte' planeet is, maar toch een baan
beschrijft rond een 'moederster': de ca. 45 miljoen jaar oude rode
dwergster TYC 9486-927-1. De twee hemellichamen bevinden zich
echter op een onderlinge afstand van niet minder dan één biljoen
kilometer (ongeveer 0,1 lichtjaar, ofwel 7000 maal de afstand tussen de
aarde en de zon); de bijbehorende omlooptijd zou bijna één miljoen jaar
bedragen. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Monthly Notices of
the Royal Astronomical Society.
Nooit eerder zijn twee hemellichamen ontdekt die op zo'n grote
onderlinge afstand om elkaar heen bewegen. Onduidelijk is hoe een zware
reuzenplaneet zo ver van zijn moederster af kan komen te staan (ter
vergelijking: de ongeveer even zware planeet Beta Pictoris b staat 700
maal zo dicht bij zijn ster). Mogelijk is 2MASS J2126 niet ontstaan op
de manier waarop planeten normaal gesproken ontstaan (door
samenklontering van materiaal in de gas- en stofschijf rond een
pasgeboren ster), maar op de manier waarop dubbelsterren worden geboren:
door de fragmentatie van een ineenstortende interstellaire gas- en
stofwolk. (GS)
→ 1 Trillion kilometers apart: a lonely planet and its distant star
21 januari 2016
Volgens twee astrobiologen van de Australian National University
is het leven op planeten doorgaans van korte duur. Organismen zouden
bijna altijd in een vroeg stadium bezwijken aan het snelle opwarmen of
afkoelen van hun planeet (Astrobiology,
januari 2016). Het heelal wemelt waarschijnlijk van de rotsachtige
werelden waar water en energiebronnen voorhanden zijn. Je zou dus, zoals
de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi al in 1950 opmerkte,
verwachten dat we regelmatig iets van geavanceerd buitenaards leven
zouden merken. Dat dit niet zo is, wordt de Fermi-paradox genoemd. De
beide astrobiologen stellen daar de ‘Gaiaanse Bottleneck’ tegenover.
Volgens deze theorie zou leven in het prille begin zo kwetsbaar zijn,
dat de kans groot is dat het al vroeg uitsterft. Dat komt doordat het
klimaat op veel jonge planeten simpelweg te instabiel is. Om de
temperatuur op zo’n planeet leefbaar te houden, zouden eenmaal gevormde
organismen de productie van broeikasgassen zoals waterdamp en
koolstofdioxide voortdurend moeten bijstellen. Het is nog maar de vraag
hoe vaak dat lukt. Oorspronkelijk waren Venus en Mars waarschijnlijk net
zo leefbaar als de aarde, maar binnen een miljard jaar was Venus
veranderd in een broeikas en Mars in een vrieskist. Als er ooit al leven
is geweest op deze planeten, was dat klaarblijkelijk niet in staat om
het snel veranderende klimaat te stabiliseren. Voor zover we nu weten,
is dat alleen op de aarde gelukt. (EE)
→ The aliens are silent because they are all extinct
15 januari 2016
Met de Gemini Planet Imager op de Gemini South Telescope op Cerro
Pachón in Noord-Chili is het bestaan bevestigd van een relatief lege
zone in de gas- en stofschijf rond de 8 miljoen jaar oude ster TW
Hydrae, op 176 lichtjaar afstand van de aarde. Het bestaan van een lege
zone in deze protoplanetaire schijf was eerder al gesuggereerd op
basis van waarnemingen met de Hubble Space Telescope. De
nabij-infraroodopnamen met de Gemini Planet Imager (GPI) - een camera
die speciaal is ontworpen voor het waarnemen van zwakke structuren in de
directe omgeving van heldere sterren - zijn echter veel
gedetailleerder. De lege zone is ca. 750 miljoen kilometer breed en ligt
op een afstand van 23 astronomische eenheden van de ster (1 AE is de
gemiddelde afstand van de aarde tot de zon, 150 miljoen kilometer),
vergelijkbaar met de afstand van de planeet Uranus tot de zon. Hoe de
donkere zone precies is ontstaan is nog niet met zekerheid bekend, maar
een van de mogelijke verklaringen is de aanwezigheid van een
reuzenplaneet, die met zijn zwaartekracht zijn baan heeft
'schoongeveegd'. De nieuwe GPI-waarnemingen zijn gepubliceerd in
Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ A Gap in TW Hydrae’s Disk
6 januari 2016
Bij de zoektocht naar geavanceerd buitenaards leven moeten de
zogeheten bolvormige sterrenhopen vooral niet worden overgeslagen. Dat
zeggen de astronomen Rosanne Di Stefano en Alak Ray vandaag op een
persconferentie tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American
Astronomical Society. Bolvormige sterrenhopen – dichte opeenhopingen van
honderdduizenden sterren – lijken op het eerste gezicht geen goede
voedingsbodem voor het ontstaan van leven. De onderlinge afstanden
tussen de sterren zijn er dermate gering, dat eenmaal gevormde
planetenstelsels gemakkelijk verstoord raken en de planeten – compleet
met eventueel leven-in-de-dop – de ijzige interstellaire ruimte in
verdwijnen. Alleen planeten die dicht bij ‘moeders rokken’ blijven, zijn
relatief goed beschermd tegen de aantrekkingskrachten van andere
sterren. Dat komt mooi uit, want bolhopen bestaan voornamelijk uit
zwakke, langlevende rode dwergsterren. En alleen planeten die zich in de
buurt van zo’n ster bevinden zijn geschikt voor het ontstaan van leven.
Volgens Di Stefano en Ray hebben deze planeten een potentiële
levensduur van miljarden jaren – net als onze aarde. Als er op zo’n
planeet intelligent leven tot ontwikkeling komt, is de nabijheid van
andere sterren juist een voordeel. In een bolvormige sterrenhoop is de
eerstvolgende ster gemiddeld ‘maar’ anderhalf miljard kilometer ver weg –
twintig keer zo dichtbij als bij ons. In een bolhoop kun je dus
relatief gemakkelijk van ster naar ster hoppen. Bovendien kun je
relatief snel met elkaar communiceren: een bericht naar een buurster is
maar een paar maanden onderweg – ongeveer net zo lang als een brief van
Amerika naar Europa in de 18de eeuw. Anders gezegd: zo’n sterrenhoop is
heel geschikt voor het opzetten van een interstellaire beschaving. (EE)
→ Globular Clusters Could Nurture Interstellar Civilizations
6 januari 2016
Sinds het begin van zijn zogeheten K2-missie heeft de Amerikaanse
satelliet Kepler honderd nieuwe exoplaneten weten op te sporen. Dat
heeft het Kepler-team bekendgemaakt tijdens de 227ste bijeenkomst van de
American Astronomical Society (AAS). Kepler werd in maart 2009
gelanceerd om planeten buiten ons zonnestelsel op te sporen. Dat doet
hij door kleine periodieke helderheidsdipjes in het licht van sterren te
detecteren. Zulke dipjes ontstaan wanneer er om de ster een planeet
cirkelt die met regelmatige tussenpozen voor zijn ster langs schuift.
Deze opsporingstechniek vereist dat de satelliet heel nauwkeurig kan
worden gericht, en daar kwam door een technisch mankement in 2013 een
einde aan. Uiteindelijk lukte het echter om Kepler, met behulp van de
stralingsdruk van de zon, zodanig te stabiliseren dat de planetenjacht
twee jaar geleden kon worden voortgezet – zij het op een lager pitje.
Tijdens de eerste vijf K2-campagnes van elk tachtig dagen heeft de
herboren Kepler-satelliet meer dan 60.000 sterren waargenomen. Bij 7000
daarvan zijn mogelijke tekenen van planeetovergangen gevonden.
Uiteindelijk kon in honderd gevallen worden bevestigd dat de waargenomen
helderheidsdipjes door een planeet werden veroorzaakt. Naar verwachting
zal de satelliet de komende jaren nog enkele honderden exoplaneten
kunnen opsporen. (EE)
→ NASA's Kepler Comes Roaring Back with 100 New Exoplanet Finds
16 december 2015
Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat om de ster HD 7449 niet
alleen een planeet draait, maar ook nog een dwergster. Het drietal is
127 lichtjaar van ons verwijderd. De ongeveer 10 Jupitermassa’s zware
planeet die in 2011 bij HD 7449 werd opgespoord, volgt een zeer
langgerekte baan om de ster. Dat was een aanwijzing dat zijn beweging
wordt beïnvloed door een object met een forse massa: een andere planeet
of een kleine ster. Bij waarnemingen met de Magellan-telescoop in het
noorden van Chili is nu ontdekt dat er, in een wijde baan om HD 7449 en
haar planeet, een koel sterretje draait. Deze ‘rode dwerg’, die vijf
keer zo weinig massa heeft als onze zon, is slechts 2,7 miljard
kilometer verwijderd van de hoofdster. Ter vergelijking: dat is ongeveer
de afstand tussen onze zon en de planeet Uranus. Toch is het HD
7449-stelsel niet echt uniek. Er zijn tot nu toe al een stuk of vijf
compacte stelsels opgespoord die uit een zonachtige ster, een dwergster
en een reuzenplaneet bestaan. (EE)
→ Monster Planet Is “Dancing With The Stars”
16 december 2015
Australische astronomen hebben een planeet ontdekt in de ‘leefbare
zone’ van een nabije ster. De planeet, die ongeveer vier keer zoveel
massa heeft als de aarde, draait met twee soortgenoten om de rode
dwergster Wolf 1061. Alle drie de planeten zijn waarschijnlijk
rotsachtig en hebben (dus) een vast oppervlak. Maar alleen op de
middelste, Wolf 1061c, is de temperatuur zo gematigd dat er vloeibaar
water op dat oppervlak aanwezig kan zijn. Dat laatste is voldoende om
het predicaat ‘leefbaar’ te krijgen, maar zegt niet veel over de kans
dat er ook werkelijk leven is op de planeet. In onze Melkweg zijn al
meer leefbare rotsachtige exoplaneten aangetroffen, maar het overgrote
deel is heel ver weg. Een uitzondering is Gliese 667Cc, op 22 lichtjaar
van de aarde. Met een afstand van slechts 14 lichtjaar is Wolf 1061c de
meest nabije potentieel leefbare planeet die tot nu toe is opgespoord.
(EE)
→ Nearby star hosts closest alien planet in the “habitable zone”
16 december 2015
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Nienke
van der Marel van de Leidse Sterrewacht, heeft een sterke aanwijzing
gevonden dat in de schijven van gas en stof rond vier jonge sterren
recent planeten zijn ontstaan. De planeten hebben vermoedelijk enkele
malen zoveel massa als Jupiter. De ontdekking is gedaan met de Atacama
Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – een array van
schotelantennes die gevoelig zijn voor radiostraling met golflengten van
ongeveer een millimeter. Bij bijna elke ster worden planeten ontdekt,
maar astronomen snappen nog steeds niet goed hoe – en onder welke
omstandigheden – ze ontstaan. Om deze vragen te kunnen beantwoorden,
wordt onderzoek gedaan aan de schijven van gas en stof rond jonge
sterren.Bepaalde schijven – de zogeheten transitieschijven – vertonen
een opvallend leeg centrum. Voor het ontstaan van dat ‘gat’ bestaan twee
mogelijke scenario’s. Het is denkbaar dat het daar aanwezige gas en
stof is weggeblazen of afgebroken door de sterke sterrenwind en intense
straling van de ster. De andere mogelijkheid is dat het materiaal is
opgeveegd door zware planeten-in-wording die om de ster cirkelen.De
nieuwe ALMA-opnamen bevestigen de al eerder gedane ontdekking dat die
stofvrije gaten eigenlijk helemaal niet leeg zijn: er zitten
aanzienlijke hoeveelheden gas in. Maar voor het eerst is daarbij
aangetoond dat ook de verdeling van het gas een leeg centrum heeft, al
is dat veel kleiner dan het ‘stofgat’. Volgens de astronomen is dat in
strijd met het eerste verklaringsmodel. Anders gezegd: de nieuwe
waarnemingen steunen het scenario waarbij pas gevormde zware planeten om
de ster cirkelen en het daar aanwezige gas opvegen. Tegelijkertijd
zorgen de wervelingen die daarbij in het gas ontstaan ervoor dat
stofdeeltjes verder naar buiten worden gedreven. (EE)
→ Volledig persbericht
15 december 2015
De Internationale Astronomische Unie (IAU) heeft in totaal 45
namen toegekend aan exoplaneten en hun moedersterren. Het gaat om 14
sterren en 31 planeten in banen rond deze sterren.
In de eerste fase van de NameExoWorld Contest konden
sterrenkundige organisaties en verenigingen van over de hele wereld
voorstellen indienen voor namen. In totaal werden 274 voorstellen
ontvangen uit 45 landen. Vervolgens kon het publiek tot 31 oktober 2015
op die namen stemmen. Er zijn ruim een half miljoen stemmen uitgebracht,
door mensen uit 182 landen. Op basis daarvan is nu een lijst met in
totaal 45 officiële namen samengesteld.
Op voorstel van de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer-
en Sterrenkunde (KNVWS) is de ster 55 Cancri 'Copernicus' genoemd, en
zijn de vijf exoplaneten rond deze ster genoemd naar beroemde astronomen
die een rol speelden in de allereerste telescopische waarnemingen.
Planeet 55 Cancri d is bijvoorbeeld Lippershey genoemd, naar de
Middelburgse brillenslijper Hans Lipper(s)hey, die officieel te boek
staat als de uitvinder van de telescoop. Planeet 55 Cancri e heet
Janssen, naar Lipperhey's collega Zacharias Janssen.
Andere namen zijn afkomstig uit mythologische verhalen of uit
historische overleveringen. Zo is de ster Mu Arae (die door vier
planeten wordt vergezeld) Cervantes genoemd, naar de auteur van Don
Quichote. De ster 51 Pegasi, waarbij in 1995 door Zwitserse astronomen
voor het eerst een exoplaneet werd gevonden, heet voortaan officieel
Helvetios (Latijn voor 'Helvetiër'); exoplanewet 51 Pegasi b is Dimidium
genoemd (Latijn voor 'half') - een verwijzing naar het feit dat deze
planeet ongeveer half zo zwaar is als Jupiter. (GS)
→ Final Results of NameExoWorlds Public Vote Released
14 december 2015
De atmosferen van gasvormige exoplaneten die in kleine banen rond
hun moederster draaien vertonen een enorme verscheidenheid. Dat blijkt
uit een groot vergelijkend onderzoek aan de atmosferen van tien van deze
'hete Jupiters', op verschillende golflengten uitgevoerd door de Hubble
Space Telescope en de Amerikaanse infraroodruimtetelescoop Spitzer.
De tien onderzochte hete Jupiters vertonen allemaal zogeheten
planeetovergangen: gezien vanaf de aarde bewegen ze elke omloop voor hun
moederster langs. Onderzoek aan het sterlicht, dat tijdens zo'n
overgang enigszins 'gefilterd' wordt door de dampkring van de planeet,
brengt de aanwezigheid van bepaalde atomen en moleculen in die dampkring
aan het licht. Infraroodmetingen kunnen aanwijzingen bevatten voor de
aanwezigheid van wolken en heiige lagen in de dampkring.
Uit het onderzoek, vandaag online gepubliceerd door Nature, blijkt
dat de hete Jupiters waar waterdamp in de atmosfeer is ontdekt, géén
(hoge) wolken bevatten, terwijl de planeten waar géén waterdamp is
aangetroffen juist wél wolken en heiige lagen in hun dampkring hebben.
De conclusie is dan ook dat die planeten wel degelijk 'nat' zijn, maar
dat de waterdamp aan het zicht onttrokken wordt door de wolken.
Een eerdere verklaring voor het droge uiterlijk van sommige hete
Jupiters, namelijk dat ze ontstaan zouden zijn in een protoplanetaire
schijf waarin gewoon veel minder watermoleculen voorkomen dan normaal,
is hiermee veel onwaarschijnlijker geworden. (GS)
→ Hubble reveals diversity of exoplanet atmospheres
10 december 2015
Astronomen hebben ontdekt dat een kleine, koele ster op 53
lichtjaar van de aarde een groot stormgebied vertoont. De donkere storm
is vergelijkbaar met de Grote Rode Vlek van de planeet Jupiter, een
wervelstorm zo groot als de aarde die al honderden jaren standhoudt. Het
sterretje zelf is overigens ongeveer net zo groot als Jupiter. De ster,
die de aanduiding W1906+40 draagt, behoort tot de klasse van de
L-dwergen. Sommige van deze dwergsterren worden als echte sterren
beschouwd, omdat ze atomen fuseren en licht uitstralen. Maar andere
worden tot de bruine dwergen gerekend: in deze ‘mislukte’ sterren vinden
geen fusieprocessen plaats. Met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer
2000 graden wordt W1906+40 nog net tot de sterren gerekend. Toch is die
temperatuur laag genoeg om wolkenvorming in zijn atmosfeer mogelijk te
maken. Deze wolken bestaan overigens niet uit waterdamp, maar uit kleine
mineralen. Bij bruine dwergen zijn al vaker stormgebieden waargenomen.
Maar die stormen zijn van korte duur: ze houden hooguit enkele dagen
stand. Uit waarnemingen met verschillende satellieten blijkt echter dat
de wervelstorm op W1906+40 al minstens twee jaar bestaat. Hij bevindt
zich nabij een van de polen van de ster. (EE)
→ NASA Telescopes Detect Jupiter-Like Storm on Small Star
9 december 2015
Astronomen hebben tevergeefs gezocht naar laserpulsen uit de
richting van KIC 8462852, een merkwaardige ster die op onvoorspelbare
momenten forse helderheidsveranderingen vertoont. Omdat voor deze
aperiodieke fluctuaties niet gemakkelijk een natuurlijke verklaring te
vinden is, meenden sommige astronomen dat er wellicht kunstmatige
‘megastructuren’ van een buitenaardse beschaving om de ster cirkelen. Om
die mogelijkheid te onderzoeken, hebben astronomen van SETI
International – een organisatie die zich bezighoudt met de zoektocht
naar buitenaards leven – de ster zes nachten onderzocht op korte
laserpulsen, zoals die voor interstellaire communicatiedoeleinden
gebruikt zouden kunnen worden. Daarbij is een telescoop in Panama
ingezet die gebruik maakt van een speciale techniek, die de detectie van
zulke gepulste signalen zou moeten vergemakkelijken. Desondanks hebben
de observaties niets opgeleverd. Ook een eerdere ’luistercampagne’ naar
mogelijke radiosignalen uit de richting van KIC 8462852 is op niets
uitgelopen. Volgens Douglas Vakoch, president van SETI International,
lijkt het er steeds minder op dat er bij KIC 8462852 een geavanceerde
beschaving aan het werk is. Voorlopig houden astronomen het er maar op
dat de onregelmatige ‘verduisteringen’ van de ster worden veroorzaakt
door een wolk komeetfragmenten. (EE)
→ No Extraterrestrial Laser Pulses Detected From KIC 8462852, New SETI Organization Reports
2 december 2015
Ruim de helft van alle grote kandidaat-planeten die de Amerikaanse
satelliet Kepler heeft opgespoord, blijkt geen planeet te zijn. Tot die
conclusie komt een internationaal team van astronomen, dat ruim honderd
sterren waar planeten omheen zouden draaien aan een nader onderzoek
heeft onderworpen. Kepler probeert planeten op te sporen die vanaf de
aarde gezien regelmatig voor hun ster langs schuiven. Dat resulteert in
periodieke ‘dipjes’ in de helderheid van de ster, maar daaraan kun je
niet direct zien over de veroorzaker ook echt een planeet is. Bij het
internationale vervolgonderzoek zijn de betreffende sterren
spectroscopisch onderzocht op kleine schommelbewegingen, zoals die
worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van het object dat om de
ster cirkelt. Uit de grootte van deze schommelingen kan worden afgeleid
wat de massa van dat object is. Het resultaat laat zien dat 52,3 procent
van de potentiële planeten in werkelijkheid gewone sterretjes zijn. In
nog eens 2,3% procent van de gevallen blijkt het om bruine dwergen –
‘mislukte sterren’ – te gaan. Daarmee is het percentage afvallers
opvallend hoog. Vooraf was geschat dat slechts tien tot twintig procent
van de Kepler-detecties aan andere objecten dan planeten moest worden
toegeschreven. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op het congres Extreme Solar Systems III dat deze week wordt gehouden in Waikoloa Beach, Hawaï. (EE)
→ Half Of Kepler’s Giant Exoplanet Candidates Are False Positives
1 december 2015
De zware exoplaneet HD106906b, die in een extreem wijde baan rond
zijn moederster draait, is vermoedelijk uit zijn oorspronkelijke
kleinere baan weggelingerd door zwaartekrachtsverstoringen van een
passerende ster of een tweede zware planeet in het stelsel, die zich dan
juist heel dicht bij de ster zou moeten bevinden.
De 13 miljoen jaar oude ster HD106906 staat op 300 lichtjaar
afstand in het sterrenbeeld Zuiderkruis. De planeet, die ongeveer 11
keer zo zwaar is als Jupiter, bevindt zich op ca. 100 miljard kilometer
afstand. Dat er sterke zwaartekrachtsverstoringen in het stelsel zijn
geweest, blijkt nu uit waarnemingen van de Hubble Space Telescope en van
de Gemini Planet Imager, de exoplanetencamera van de Gemini South
Telescope op Cerro Pachón in Chili. Die metingen, gepubliceerd in The
Astrophysical Journal, laten zien dat de ster door een zeer
asymmetrische stofschijf wordt omgeven.
De planeet heeft mogelijk zelf ook een ring of een wolk van stof
om zich heen, die hij aan zich gebonden zou hebben tijdens zijn
'migratie' door het stelsel. Alles lijkt er dus op te wijzen dat de
planeet zich eerst op veel kleinere afstand tot de moederster bevond, en
dat hij daarna is 'weggeslingerd'.
De nieuwe resultaten zijn ook gepresenteerd op het congres Extreme Solar Systems III
dat deze week gehouden wordt in Waikoloa Beach, Hawaii, tegelijk met
veel ander nieuws over uitzonderlijke exoplanetenstelsel. Zo maakten
astronomen van de Gemini South Telescope bekend dat ze een
planetenstelsel hebben gevonden (rond de jonge ster HD 100546) waarin
twee Jupiter-achtige planeten nog aan het ontstaan zijn.
Sterrenkundigen van de University of Nevada in Las Vegas
presenteerden op het congres hun berekeningen aan de leefbaarheid van
'tweelingplaneten' - planeten waarvan de afstanden tot de
gemeenschappelijke moederster niet meer da zo'n 10 procent verschillen.
Wanneer beide planeten zich in de bewoonbare zone van de ster bevinden,
en wanneer er één van de twee planeten daadwerkelijk leven ontstaat, kan
dat leven ook relatief eenvoudig voet aan de grond krijgen op de andere
planeet, doordat de planeten meteorieten met elkaar 'uitwisselen' die
micro-organismen zouden kunnen bevatten. (GS)
→ Exiled exoplanet likely kicked out of star’s neighborhood
26 november 2015
Een internationaal team van astronomen uit onder andere Leiden en
Amsterdam heeft eindelijk een aannemelijke verklaring gevonden voor het
verschijnsel dat jonge sterren miljoenen jaren lang twee stofringen
kunnen hebben. Het lijkt erop dat de binnenste ring continu nieuwe
aanvoer van stofdeeltjes krijgt vanuit de buitenste ring. De
onderzoekers publiceren hun verklaring binnenkort in het tijdschrift
Astronomy & Astrophysics. De theorie over het ontstaan van
stofringen is helder. Rond veel nieuwe sterren draait eerst één grote
schijf stof. Een deel van het stof klontert samen, de brokken trekken
elkaar aan en er vormen zich planeten. Een grote planeet veegt al het
stof op dat hij op zijn weg tegenkomt en, ziedaar, de oorspronkelijke
grote schijf stof is in twee ringen gespleten. Het probleem is dat veel
sterren miljoenen jaren lang twee stofringen bevatten. Dat gaat tegen de
natuurwetten in die voorspellen dat deeltjes in de binnenring
onherroepelijk te pletter slaan op de ster. Astronomen hebben nu een
aannemelijke verklaring gevonden voor de lange levensduur van
binnenringen. De clou zit in de buitenste ring. Vanuit die buitenste
ring worden steeds nieuwe deeltjes naar de binnenste ring
getransporteerd. Zo houdt de binnenste ring het toch miljoenen jaren uit
hoewel de deeltjes massaal door de ster worden opgeslokt. De astronomen
hebben ook nog een oplossing bedacht voor het fenomeen dat er nooit
deeltjesstromen van de buitenring naar de binnenring worden waargenomen.
Dat komt, zo vermoeden de onderzoekers, doordat de deeltjes in de
buitenring met groepen tegelijk reizen. Onze telescopen kunnen zulke
groepen deeltjes namelijk niet goed zien. Het is, aldus de onderzoekers,
alsof je vanuit een helikopter naar een snelweg kijkt. Twintig losse
auto's fonkelen in het zonlicht, maar als die auto's in één grijze
vrachtwagen geladen zijn, vallen ze veel minder op.
→ Volledig persbericht
18 november 2015
Astronomen hebben ontdekt dat een jonge planeet op 450 lichtjaar
van de aarde nog bezig is om materie uit zijn omgeving aan te trekken.
De exoplaneet, die in 2011 werd ontdekt met de Keck-telescoop, is
omgeven door een schijf van gas en stof die het groeiproces op gang
houdt (Nature, 19 november). De planeet, die LkCa 15 b wordt genoemd,
bevindt zich in het lege centrum van de veel grotere materieschijf rond
een zonachtige ster die naar schatting pas twee miljoen jaar oud is.
Astronomen vermoeden al een hele tijd dat zo’n ‘gat’ in het hart van een
‘circumstellaire’ schijf een teken is dat er planeten aan het ontstaan
zijn. Dat LkCa 15 b nog ‘in aanbouw’ is, blijkt uit de detectie van heet
waterstofgas in zijn directe omgeving. Dat gas stroomt met hoge
snelheid naar de planeet toe en wordt daarbij heel heet. Hierdoor
produceert het waterstofgas een karakteristieke rode gloed. Uiteindelijk
zal de exoplaneet waarschijnlijk uitgroeien tot een planeet van het
kaliber Jupiter. (EE)
→ Stanford Astronomers Observe The Birth Of An Alien Planet
18 november 2015
De meest aarde-achtige planeet die tot nu toe buiten ons
zonnestelsel is ontdekt – Kepler-438b – is waarschijnlijk onleefbaar. De
oorzaak: de hevige uitbarstingen die zijn moederster met grote
regelmaat produceert (Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society). Kepler-438b is qua grootte en temperatuur vergelijkbaar met de
aarde. Maar zijn afstand tot zijn kleine, koele moederster – een
zogeheten rode dwerg – is zes keer zo klein als de afstand tussen aarde
en zon. De uitbarstingen van de ster, die Kepler-438 wordt genoemd, zijn
ongeveer tien keer zo krachtig als de hevigste uitbarstingen van onze
zon. Bij die ‘supervlammen’ komt dezelfde hoeveelheid energie vrij als
bij de explosie van 10 miljard megaton TNT. Ter vergelijking: de
krachtigste waterstofbom die ooit op aarde tot ontploffing is gebracht
had een energie van 50 megaton TNT. Toch zijn zulke supervlammen
waarschijnlijk niet krachtig genoeg om de atmosfeer van Kepler-438 weg
te blazen. Maar vaak gaan zulke uitbarstingen gepaard met een ander
verschijnsel: een coronale massa-ejectie. Bij zo’n ‘CME’ wordt een grote
wolk geladen deeltjes (plasma) met hoge snelheid de ruimte in geblazen.
En díé tasten de planeetatmosfeer wél aan. Als Kepler-438b echter net
zo’n magnetisch veld heeft als de aarde, kan hij wel tegen een stootje.
Maar zo niet, dan is hij zijn atmosfeer al lang en breed kwijtgeraakt.
(EE)
→ Most Earth-Like Planet Uninhabitable Due To Radiation
15 november 2015
Er is (nog) meer twijfel ontstaan over de aarde-achtige exoplaneet
die om de nabije ster Alfa Centauri B zou draaien. Een nieuwe analyse
van de meetresultaten die tot de ontdekking van de vermeende planeet
hebben geleid, laat zien dat de kans klein is dat die planeet – Alfa
Centauri Bb – daadwerkelijk bestaat. In 2012 maakten astronomen bekend
dat om Alfa Centauri B een kleine, rotsachtige planeet draait. Dat zou
blijken uit de kleine, regelmatige schommelbeweging die de planeet bij
zijn ster zou veroorzaken. De nieuwe analyse bevestigt dat de toenmalige
metingen inderdaad een periodiek signaal vertonen. Maar of dat signaal –
dat een periode van ongeveer drie dagen heeft – door een planeet werd
veroorzaakt is uiterst twijfelachtig. Volgens de wetenschappers die de
analyse hebben uitgevoerd is het signaal simpelweg het gevolg van het
feit dat Alfa Centauri B destijds met tussenpozen van gemiddeld enkele
dagen is waargenomen. En dat gebeurde met telescopen op aarde, die nu
eenmaal gevoelig zijn voor ‘aardse’ verstoringen zoals bewolking,
daglicht en drukke observatieschema’s. Dit zou valse variaties in het
licht van de ster hebben veroorzaakt die ten onrechte aan een
schommelbeweging zijn toegeschreven. Overigens heeft Alfa Centauri B nog
een tweede ijzer in het vuur. In maart van dit jaar maakten astronomen
namelijk bekend dat de ster helderheidsdipjes met een periode van
ongeveer drie weken vertoont. Dat zou op de aanwezigheid van een planeet
kunnen wijzen, maar ook die waarneming is heel onzeker. Alfa Centauri B
maakt deel uit van een stelsel van drie sterren op slechts 4,3
lichtjaar van de aarde. Bij de andere twee – Alfa Centauri A en Proxima
Centauri – zijn tot nu toe geen aanwijzingen voor het bestaan van
planeten gevonden. (EE)
→ Nearest Exoplanet Alpha Centauri Bb May Not Exist
13 november 2015
Astronomen hebben, op 1600 lichtjaar van de aarde, een bijzonder
groepje hemellichamen ontdekt. Het gaat om een stelsel bestaande uit
twee om elkaar cirkelende bruine dwergen – ‘mislukte sterretjes’ – en
een object dat qua massa overeenkomt met de planeet Venus en om een van
de bruine dwergen draait. Het is pas voor de tweede keer dat er in zo’n
uiterst lichte dubbelster een planeet is aangetroffen. De planeet, die
de aanduiding OGLE-2013-BLG-0723LBb heeft gekregen, draait op een
afstand van ongeveer 50 miljoen kilometer om zijn ‘ster’. Hij heeft een
omlooptijd van ongeveer anderhalf jaar. De onderlinge afstand tussen de
twee bruine dwergen bedraagt ongeveer 260 miljoen kilometer. De objecten
zijn ‘gesnapt’ toen ze vanaf de aarde gezien voor een verder weg
staande ster langs schoven. Door het zogeheten zwaartekrachtlenseffect
ontstaan daarbij karakteristieke flikkeringen in het licht van de verre
ster. Zulke flikkeringen verraden de massa’s van de objecten waardoor ze
zijn veroorzaakt. (EE)
→ Odd system features something like a planet orbiting something not quite like a star
13 november 2015
Britse astronomen hebben ontdekt dat er in de atmosfeer van de
Jupiter-achtige exoplaneet HD 189733b winden waaien met snelheden van
8700 kilometer per uur. Daarmee waait het er ruim dertig keer zo hard
als tijdens de hevigste orkanen op aarde. HD 189733b draait op zeer
kleine afstand om een 63 lichtjaar verre ster in het sterrenbeeld Vosje.
Al vrij kort na zijn ontdekking in 2005 werd een sterke indirecte
aanwijzing gevonden dat de planeet een atmosfeer heeft. De nachtzijde
van HD 189733b – die altijd van de ster af wijst – is met een
temperatuur van 700 graden Celsius namelijk veel te heet voor een
atmosfeerloze planeet. Dat betekent dat er luchtstromingen optreden die
warmte van de ene kant van de planeet naar de andere transporteren.
Computermodellen voorspelden zelfs windsnelheden van meer dan 10.000
kilometer per uur, maar directe metingen met de HARPS-spectrograaf van
de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili laten zien dat die magische
topsnelheid niet wordt gehaald. (EE)
→ 5400mph winds discovered hurtling around planet outside solar system
11 november 2015
Astronomen hebben een nieuwe exoplaneet ontdekt die zich in onze
kosmische achtertuin bevindt. Hij draait om een rode dwergster op een
afstand van 39 lichtjaar. De planeet, die de aanduiding GJ 1132b draagt,
is niet veel groter dan de aarde (Nature, 12 november). GJ 1132b is
ontdekt met het MEarth-South Observatory – een batterij van acht
40-centimeter telescopen in het noorden van Chili. Net als de bekende
Kepler-satelliet onderzoekt deze geautomatiseerde telescoop naar
regelmatig terugkerende helderheidsdipjes in het licht van sterren. Zo’n
dipje is een aanwijzing dat er, vanaf de aarde gezien, een planeet voor
de ster langs schuift. In het geval van de rode dwerg GJ 1132 komen die
dipjes om de anderhalve dag. En daarbij verzwakt het licht van de ster
met ongeveer 0,3 procent. Uit de hoeveelheid licht die de planeet
tegenhoudt, volgt dat hij ongeveer twintig procent groter is dan de
aarde. Vervolgwaarnemingen met de 3,6-meter telescope van de Europese
Zuidelijke Sterrenwacht hebben aan het licht gebracht dat de planeet
zijn moederster enigszins aan het schommelen brengt. De amplitude van
die schommelingen wijst erop dat zijn massa 1,6 keer zo groot is als die
van onze planeet. Die combinatie van grootte en massa doet vermoeden
dat GJ 1132b een rotsachtige samenstelling heeft. Hij is wel veel heter
dan onze aarde: zijn oppervlaktetemperatuur wordt geschat op 220 graden
Celsius – oventemperatuur dus. Toch is GJ 1132b waarschijnlijk ‘koel’
genoeg om een atmosfeer vast te houden. Daarin onderscheidt hij zich van
alle andere rotsachtige exoplaneten die tot nu toe zijn opgespoord. Die
hebben temperaturen van soms wel duizenden graden en zijn dus nóg
minder leefbaar. (EE)
→ New Exoplanet In Our Neighborhood
10 november 2015
Een Californische astronoom heeft een nieuwe classificatietest
ontwikkeld voor planeten. De test is toepasbaar op 99% van alle
exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt - planeten bij andere sterren.
De nieuwe test is gepresenteerd op de 47e bijeenkomst van de Division
for Planetary Sciences van de American Astronomical Society in National
Harbor, Maryland, en wordt gepubliceerd in The Astronomical Journal.
Volgens een enigszins omstreden definitie van de Internationale
Astronomische Unie, opgesteld in 2006, moet een hemellichaam aan drie
voorwaarden voldoen om als planeet geclassificeerd te worden: het moet
een baan beschrijven rond de zon, het moet onder zijn eigen gewicht de
bolvorm hebben aangenomen, en het moet met zijn zwaartekracht 'de
omgeving van zijn baan' hebben schoongeveegd. In ons eigen zonnestelsel
voldoen acht hemellichamen aan deze drie criteria.
Jean-Luc Margot van de University of California at Los Angeles
heeft nu een methode voorgesteld om ook van exoplaneten te bepalen of ze
in staat zijn hun baanomgeving schoon te vegen. Daarvoor zijn slecht
drie parameters van belang: de massa van de ster, de massa van de
planeet en de gemiddelde afstand tussen ster en planeet. Voor veel
exoplaneten zijn die drie parameters bekend; in al die gevallen blijken
de ontdekte exoplaneten inderdaad aan de planeetdefinitie te voldoen.
Uit Margots analyse blijkt dat hemellichamen die hun baanomgeving
schoon kunnen vegen vrijwel altijd ook zwaar genoeg zijn om onder hun
eigen gewicht de bolvorm aan te nemen. (GS)
→ Study Classifies 99% of All Known Exoplanets
6 november 2015
Uit de richting van de ster KIC 8462852 komen geen signalen die op
de aanwezigheid van een buitenaardse beschaving wijzen. Dat is de
(voorlopige) conclusie van een twee weken durende ’luistercampagne’ met
de Allen Telescope Array (ATA) in Californië. KIC 8462852 kwam vorige
maand in het nieuws nadat astronomen hadden bekendgemaakt dat de ster
sterke aperiodieke helderheidsveranderingen vertoont waar niet
gemakkelijk een natuurlijke oorzaak voor kan worden gevonden. Volgens
sommige astronomen zouden de waargenomen ‘dipjes’ in het licht van de
ster het gevolg kunnen zijn van grote kunstmatige structuren die om de
ster cirkelen. Die nogal vergezochte verklaring kan nog steeds niet
helemaal worden uitgesloten. Maar de eerste poging om signalen op te
pikken van de vermeende bouwers van die ‘megastructuren’ is in elk geval
mislukt. Met de 42 radioschotels van de ATA is gezocht naar ‘verdachte’
radiosignalen die uit de richting van KIC 8462852 komen. Daarbij is
voor het eerst ook gezocht naar de breedbandige radiosignalen die
afkomstig kunnen zijn van ruimteschepen in de omgeving van de ster.
Voorlopig tevergeefs. Astronoom Seth Shostak van het SETI Institute, dat
de ATA-radiotelescoop onder zijn hoede heeft, verbaast zich er niet
over. Volgens hem heeft de geschiedenis van de astronomie ons geleerd
dat voor elk verschijnsel dat aanvankelijk aan buitenaardse wezens wordt
toegeschreven uiteindelijk een natuurlijke verklaring wordt gevonden.
(EE)
→ Looking For Deliberate Radio Signals From KIC 8462852
3 november 2015
De Nederlandse exoplaneetonderzoekers dr. ir. Frans Snik
(NOVA/Universiteit Leiden) en dr. Jean-Michel Desert (Universiteit van
Amsterdam) krijgen een Starting Grant van de European Research Council
(ERC). Deze prestigieuze beurs van 1,5 miljoen euro is bedoeld voor
aanstormend wetenschappelijk talent om hun eerste onderzoeksgroep mee te
vormen.
Frans Snik (NOVA/Universiteit Leiden) gaat technologie ontwikkelen
om uiteindelijk de atmosferen en oppervlakken van aardachtige
exoplaneten te bestuderen. Snik: "Met onze vloeibaar-kristal coronagraaf
onderdrukken we de felle halo van sterlicht. Zo kunnen we exoplaneten
direct in beeld krijgen. En in combinatie met spectroscopie en met
polarisatie-metingen kunnen we dan de eigenschappen van exoplaneten in
ongekend detail achterhalen."
Eerst gaat Snik met zijn techniek waarnemingen doen met de
grootste huidige telescopen. Daarna wil hij de technologie toepassen bij
de European Extremely Large Telescope (E-ELT). Met die reuzentelescoop,
die in 2024 af moet zijn, kunnen astronomen voor het eerst direct naar
leefbare planeten rondom nabije sterren op zoek gaan. Snik: "Als we dan
een rotsachtige exoplaneet op de juiste afstand van de ster vinden,
zetten we meteen ons arsenaal aan technieken in om zo'n planeet te
karakteriseren en misschien zelfs aanwijzingen voor buitenaards leven te
vinden."
Jean-Michel Desert (Universiteit van Amsterdam) gaat de komende
jaren de verscheidenheid aan nieuwe exoplaneten in kaart brengen. Hij
bestudeert daarvoor exoplaneten die vanaf de aarde gezien voor hun
moederster langs draaien en zo een sterverduistering veroorzaken. Bij
een sterverduistering kunnen astronomen de atmosfeer van de planeet
analyseren. Desert wil antwoorden krijgen op vragen als: hoe is de
planeet ontstaan, hoe is het klimaat en is de planeet bewoonbaar?
Desert: "En natuurlijk de meest prangende vraag: zijn we alleen in het
heelal?"
Desert gaat telescopen op de grond en in de ruimte gebruiken,
zoals de James Web Space Telescope, de opvolger van de Hubble
Ruimtetelescoop. Zijn onderzoek wordt de eerste uitgebreide, diepgaande,
vergelijkende studie om de eigenschapen van exoplaneten als een
populatie te begrijpen. Hierbij hoort ook onderzoek aan de moederster
zelf, die met uitbarstingen de bewoonbaarheid van planeten zou kunnen
beïnvloeden.
→ Oirigineel persbericht
2 november 2015
Rond veel jonge sterren zijn schijven van gas en stof ontdekt
waaruit in de toekomst planeten kunnen samenklonteren. In veel gevallen
vertonen deze protoplanetaire schijven lege zones, die doorgaans worden
toegeschreven aan de zwaartekrachtsinvloed van een groot hemellichaam.
Zo'n scheiding - vergelijkbaar met de donkere scheidingen in het
ringenstelsel van de planeet Saturnus - zou er dus op wijzen dat er in
het betreffende systeem al planeten zijn ontstaan.
Nieuwe simulaties, uitgevoerd met de Hydra-supercomputer van het
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, tonen nu echter aan dat die
conclusie soms te voorbarig kan zijn. In de protoplanetaire schijven
vinden continu drie processen plaats: kleine stofdeeltjes klonteren
samen tot grotere kiezels; kiezels botsen met elkaar en vallen weer
uiteen in kleinere deeltjes, en wat grotere brokstukjes kunnen
'migreren', waarbij ze langzaam maar zeker naar de ster toe of van de
ster af bewegen.
Uit de computersimulaties blijkt dat daarbij soms zones kunnen
ontstaan waarin vrijwel geen kleine stofdeeltjes voorkomen, maar wel
veel kiezels. Ook zo'n kiezelzone ziet er donker en leeg uit op foto's
die gemaakt zijn in zichtbaar licht of op infrarode golflengten, omdat
er nauwelijks verstrooiing van sterlicht plaatsvindt. Donkere zones
wijzen dus niet noodzakelijkerwijs op het bestaan van complete planeten.
De astronomen, die hun resultaten publiceren in Astrophysical
Journal Letters, willen nu de protoplanetaire schijf van de ster TW
Hydrae (die een opvallende donkere zone vertoont) gaan waarnemen met de
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). ALMA zou wel de
eigen microgolfstraling van kiezels moeten kunnen detecteren. Alleen
wanneer die straling niet wordt gevonden, is er misschien sprake van een
planeet. (GS)
→ Disk Gaps Don't Always Signal Planets
29 oktober 2015
Astronomen denken dat de grote spiraalpatronen die in de
materieschijven rond sommige pasgeboren sterren te zien zijn, worden
veroorzaakt door planeten-in-wording. Dat idee is gebaseerd op
gedetailleerde computermodellen van de evolutie van het gas en stof dat
jonge sterren omringt. De computermodellen laten zien dat door het
samenspel tussen de zwaartekrachtsaantrekking van de stofschijf rond een
ster en de daarin aanwezige planeet gebieden ontstaan waar de dichtheid
van het gas en stof toeneemt. Door de differentiële rotatie van zo’n
schijf – het binnenste deel draait sneller om de ster dan het buitenste
deel – worden deze verdichtingen uiteen getrokken tot spiraalarmen. De
modellen verraden niet alleen dát er een planeet in de schijf verstopt
zit, maar geven ook aan wáár die (niet rechtstreeks waarneembare)
planeet zich zou moeten bevinden en hoeveel massa hij heeft. Toegepast
op waarnemingen van de jonge sterren SAO 206462 en MWC 758 komen de
modellen uit op een planeet die tien keer zoveel massa heeft als Jupiter
– de grootste planeet van ons zonnestelsel. (EE)
→ Spirals in Dust Around Young Stars May Betray Presence of Massive Planets
29 oktober 2015
Hoog in de dampkring van exoplaneet GJ1214b komen wellicht wolken
van zoutkristallen voor. Dat concluderen onderzoekers van de
Universiteit van Washington in Seattle op basis van driedimensionale
computersimulaties van wolkenvorming in de planeetatmosfeer. De
resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
GJ1214b is een zogeheten mini-Neptunus - een planeet die ca. twee
keer zo groot is als de aarde, maar grotendeels uit gas bestaat. Hij
beschrijft eens in de 1,6 dagen een baan rond een ster die op 42
lichtjaar afstand staat. Eerder onderzoek aan de planeet heeft
uitgewezen dat hij een zeer 'vlak' spectrum heeft, zonder opvallende
absorpties of reflecties van atmosferische bestanddelen. Dat doet
vermoeden dat zich op grote hoogte in de atmosfeer een wolkenlaag
bevindt die het licht van diepere delen van de planeetdampkring
tegenhoudt.
Gezien de hoge temperatuur van GJ1214b (als gevolg van de
nabijheid van zijn moederster) zal een eventuele wolkenlaag
waarschijnlijk uit zoutkristalletjes bestaan. Benjamin Charnay heeft nu
modellen ontwikkeld waarin zulke zoutwolken inderdaad op grotere diepte
in de atmosfeer gevormd worden, waarna ze als gevolg van
circulatiebewegingen in de dampkring omhoog worden getransporteerd.
Een tweede mogelijkheid is dat de absorberende laag uit organische
moleculen bestaat, vergelijkbaar met de deeltjes in de heiïge laag in
de dampkring van de Saturnusmaan Titan. Charnay hoopt ook zo'n heiïge
laag in de atmosfeer van GJ1214b te kunnen modelleren. Uitsluitsel over
de samenstelling van de dampkringlaag zal vermoedelijk pas gegeven
worden door toekomstige metingen van de James Webb Space Telescope, die
eind 2018 gelanceerd moet worden. (GS)
→ UW scientists are the first to simulate 3-D exotic clouds on an exoplanet
24 oktober 2015
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler zijn twee aarde-achtige
planeten ontdekt die banen beschrijven rond een relatief nabijgelegen
dwergster, op ca. 200 lichtjaar afstand. De planeten, K2-21b en K2-21c
genoemd, zijn 1,6 en 1,9 keer zo groot als de aarde. Hun massa's zijn
nog niet bekend - het zou om zware, rotsachtige planeten kunnen gaan of
om planeten met een lage dichtheid en een dikke gasmantel.
De twee planeten hebben omlooptijden van 9,3 en 15,5 dagen; de ene
planeet beschrijft vijf omlopen rond de ster in dezelfde tijd waarin de
andere drie baantjes trekt. Dat doet vermoeden dat de planeten op een
grotere afstand van de ster zijn ontstaan en pas in een later stadium
naar binnen zijn gemigreerd, waarbij ze 'gevangen' raakten in de huidige
baanresonantie.
In tegenstelling tot de meeste andere aarde-achtige exoplaneten
die tot nu toe zijn ontdekt, ontvangen K2-21b en K2-21c maar een klein
beetje meer energie van hun moederster dan de aarde van de zon ontvangt.
Dankzij de kleine afstand van de ster zouden de planeten in de nabije
toekomst in detail bestudeerd kunnen worden met de James Webb Space
Telescope, die eind 2018 gelanceerd wordt.
De ontdekking wordt gemeld door een team van astronomen onder
leiding van Erik Petigura van het California Institute of Technology, in
een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Earth-Sized Planets Around Nearby Dwarf
21 oktober 2015
Astronomen hebben een groot, rotsachtig object ontdekt dat
uiteenvalt terwijl het naar een witte dwergster toe spiraalt. De
ontdekking kan verklaren waarom veel witte dwergen ‘vervuild’ zijn met
zware elementen (Nature, 22 oktober). De bijzondere ontdekking is gedaan
met de Amerikaanse Kepler-satelliet, waarmee wordt gezocht naar sterren
die regelmatige helderheids’dipjes’ vertonen. Daarbij is een 570
lichtjaar verre witte dwergster opgespoord – ‘WD11451017’ – die eens in
de 4,5 uur een duidelijke helderheidsafname laat zien. Daaruit kan
worden afgeleid dat er op een afstand van ongeveer 840.000 kilometer
‘iets’ om de ster draait. Uit vervolgwaarnemingen met een telescoop op
aarde blijkt dat dit ‘iets’ uit verschillende brokstukken bestaat die in
vergelijkbare banen om de witte dwerg cirkelen: één grote en een stuk
of vijf kleinere. Het grote fragment lijk omgeven te zijn door een
uitgestrekte stofwolk. Alles bij elkaar gaat het om een hoeveelheid
materiaal waarvan de massa vergelijkbaar is met die van de dwergplaneet
Ceres. Een witte dwergster ontstaat wanneer een zonachtige ster aan het
einde van haar leven opzwelt tot een rode reuzenster en haar buitenste
lagen afstoot. Er blijft dan een hete kern over ter grootte van de
aarde: een witte dwerg. Doorgaans bestaat zo’n witte dwerg uit koolstof
en zuurstof, met een dun omhulsel van waterstof en helium. Maar de
spectra van sommige witte dwergen vertonen ook sporen van zwaardere
elementen, zoals silicium en ijzer. Astronomen hadden al het vermoeden
dat dit zwaardere materiaal afkomstig kon zijn van planeten of
planetoïden die door de witte dwerg waren opgeslokt. De ontdekking van
de planetaire brokstukken rond WD11451017 toont aan dat dit een
plausibel scenario is. Naar verwachting zullen de brokstukken, die
geleidelijk naar de witte dwerg toe spiralen en onder invloed van
getijdenkrachten steeds verder uiteenvallen, binnen een miljoen jaar
worden opgeslokt. (EE)
→ Cosmic 'Death Star' is destroying a planet
20 oktober 2015
Volgens nieuw theoretisch onderzoek, waarvan de resultaten vandaag
in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn
gepubliceerd, was onze aarde een vroegkomertje. Toen onze planeet 4,6
miljard jaar geleden werd geboren, was nog maar acht procent van alle
potentieel leefbare planeten die ooit in ons heelal zullen ontstaan op
het kosmische toneel verschenen. Die conclusie is gebaseerd op een
analyse van gegevens die verzameld zijn met de Hubble-ruimtetelescoop en
de Kepler-satelliet. Gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop laten zien
dat de productie van nieuwe sterren in het heelal ongeveer tien miljard
jaar geleden zijn hoogtepunt heeft bereikt. Maar de hoeveelheid
waterstof- en heliumgas die daarbij is verbruikt, is gering. Er is nog
zoveel stellair ’bouwmateriaal’ over, dat er de komende 100 biljoen jaar
nog heel veel sterren en planeten bij zullen komen. Schattingen op
basis van gegevens van de Kepler-satelliet geven aan dat er alleen al in
onze eigen Melkweg ongeveer een miljard leefbare planeten van het
formaat aarde zijn. Ervan uitgaande dat het heelal minstens 100 miljard
sterrenstelsels telt, moet het aantal ‘aardes’ nu dus al kolossaal zijn.
En dat aantal zal in de loop van de biljoenen jaren meer dan
vertienvoudigen. Volgens de onderzoekers zullen de toekomstige aardes
vooral ontstaan in grote clusters van sterrenstelsels en in kleine
dwergstelsels. Daar is nu nog genoeg gas aanwezig voor de vorming van
grote aantallen nieuwe sterren en bijbehorende planetenstelsels. Ons
Melkwegstelsel heeft al veel van zijn gas verbruikt. (EE)
→ Most Earth-Like Worlds Have Yet to be Born
16 oktober 2015
In gegevens van de Amerikaanse satelliet Kepler is een bijzondere
ster opgedoken. De ongeveer 1500 lichtjaar verre ster, die KIC 8462852
heet, wordt af en toe vrijwel compleet verduisterd door… Ja, door wat
eigenlijk? Kepler is speciaal ontworpen om planeten op te sporen
die vanaf de aarde gezien tijdens elke baanomloop vóór hun moederster
langs schuiven. Zulke planeetovergangen resulteren in karakteristieke,
regelmatig optredende ‘dipjes’ in de helderheid van de ster. Op die
manier hebben astronomen al meer dan duizend planeten ontdekt. De
satelliet ontdekt niet alleen planeten. Hij kan ook ‘sterrenvlekken’
(het equivalent van zonnevlekken), helderheidsvariaties van de sterren
zelf en stofschijven rond sterren registreren. In 2011 ontdekten
amateurastronomen die helpen bij het interpreteren van de berg gegevens
die Kepler heeft geproduceerd een ster die zich wel érg vreemd gedroeg.
De ‘lichtkromme’ – het helderheidspatroon dat de ster vertoont – wijst
erop dat er een grote hoeveelheid materie in compacte formatie om de
ster cirkelt. Als de ster jong was, zou dat niet zo gek zijn. Jonge
sterren zijn vaak omgeven door een rommelige schijf van stof en puin.
Maar KIC 8462852 is niet jong. En bovendien is het materiaal dat om de
ster draait geen sterke bron van infraroodstraling, zoals een normale
stofschijf dat wel is. In een artikel
dat is ingediend bij het Britse tijdschrift Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society (MNRAS) houden wetenschappers het er
voorlopig op dat de helderheidsafnames van KIC 8462852, waarbij tot wel
tachtig procent van het sterlicht wordt tegengehouden, worden
veroorzaakt door een wolk kometen. Maar erg bevredigend lijkt die
verklaring niet. Als het geen kometenwolk is, moet er haast wel een
andere natuurlijke verklaring zijn voor het vreemde gedrag van de ster.
Er wordt echter ook serieus gekeken naar de mogelijkheid dat de
verduisterende objecten van kunstmatige aard zijn. Het zou bijvoorbeeld
kunnen gaan om een grote zwerm zonnepanelen waarmee energie wordt
opgewekt – het werk van een buitenaardse beschaving dus. Astronoom Jason
Wright van Penn State University werkt momenteel aan een artikel waarin
die nogal speculatieve hypothese verder wordt uitgewerkt. Ook zal een
voorstel worden ingediend om een grote radiotelescoop op KIC 8462852 te
richten, om naar ’verdachte’ radiosignalen te ‘luisteren’. [Update:
inmiddels is de Allen Telescope Array voor dit doel ingezet.] (EE)
→ The Most Mysterious Star in Our Galaxy
7 oktober 2015
Astronomen hebben nog nooit eerder waargenomen structuren ontdekt
in de protoplanetaire schijf rond de nabije ster AU Microscopii. De snel
bewegende, golfachtige structuren in de schijf lijken in niets op wat
ooit is gezien of voorspeld (Nature, 8 oktober). AU Microscopii, of AU
Mic, is een jonge ster op 32 lichtjaar van de aarde. Dat deze ster is
omgeven door een schijf van materie is al een tijdje bekend. Aangenomen
wordt dat deze is ontstaan doordat planetoïden – planetaire ‘bouwstenen’
– zo hard met elkaar zijn gebotst dat ze tot stof zijn vermalen. Bij
onderzoek van opnamen gemaakt met de Europese Very Large Telescope en de
Hubble-ruimtetelescoop is nu iets bijzonder vreemds ontdekt. De beelden
tonen een aantal golfachtige structuren op verschillende afstanden van
de ster, die doen denken aan rimpelingen in water. De rimpelingen
blijken zich in de loop van de tijd te verplaatsen. En snel ook: ze
verwijderen zich met snelheden van meer dan 40.000 kilometer per uur van
de ster. Minstens drie structuren bewegen zo snel dat ze aan de
aantrekkende zwaartekracht van de ster kunnen ontsnappen. De astronomen
kunnen niet met zekerheid zeggen waardoor de mysterieuze rimpelingen
zijn ontstaan. De oorzaak wordt voorlopig gezocht bij de activiteit van
de jonge ster. AU Mic produceert vaak zogeheten zonnevlammen – enorme
uitbarstingen aan zijn oppervlak. Mogelijk heeft een van deze
uitbarstingen ervoor gezorgd dat een planeet-in-wording in de stofschijf
(deels) is verwoest. Het daarbij vrijgekomen materiaal zou zich nu een
weg door de stofschijf banen. (EE)
→ Mysterieuze rimpelingen racen door planeetvormende schijf
5 oktober 2015
Sterrenkundigen van de Universiteit van Washington hebben een
'bewoonbaarheidsindex' ontwikkeld voor aarde-achtige planeten bij andere
sterren. Als zo'n planeet zich in de bewoonbare zone van zijn
moederster bevindt, waar de temperatuur niet te hoog en niet te laag is,
kan er in principe stromend water aan het oppervlak voorkomen, en zou
er iets kunnen leven. Volgens Rory Barnes, Victoria Meadows en Nicole
Evans spelen veel andere factoren echter ook een belangrijke rol, zoals
de samenstelling van de planeet, de reflectiviteit van het oppervlak en
de excentriciteit van de planeetbaan. Door al die factoren mee te wegen
kan voor elke planeet waarvan voldoende informatie beschikbaar is een
objectieve bewoonbaarheidsindex worden bepaald, aldus de drie astronomen
in een artikel in The Astrophysical Journal. In de toekomst zou die
index gebruikt kunnen worden om vast te stellen welke exoplaneten het
eerst in aanmerking komen voor gedetailleerd vervolgonderzoek met
toekomstige reuzentelescopen of met de James Webb Space Telescope, die
eind 2018 gelanceerd moet worden. (GS)
→ Where to look for life? UW astronomers devise ‘habitability index’ to guide future search
28 september 2015
Aarde-achtige exoplaneten die een kleine baan beschrijven rond een
kleine, lichte ster, hebben waarschijnlijk een magnetisch veld waardoor
ze beschermd worden tegen gevaarlijke kosmische straling uit de ruimte.
Die conclusie trekken astronomen van de University of Washington op
basis van modelberekeningen.
Veel aarde-achtige exoplaneten beschrijven kleine omloopbanen rond
rode dwergsterren. Omdat die sterren maar weinig energie produceren,
ligt hun 'bewoonbare zone' op kleine afstand. Ondanks hun korte
omlooptijd kunnen de rondcirkelende exo-aardes dus mogelijk toch
'leefbaar' zijn. De vraag is dan wel of dat leven bestand is tegen de
energierijke geladen deeltjes die zowel van de ster als uit de kosmos
afkomstig zijn. Het leven op aarde wordt tegen die zonnewind en
kosmische straling beschermd door een magnetisch veld.
In een artikel in Astrobiology rekenen de astronomen nu voor
dat aarde-achtige exoplaneten op kleine afstand van een dwergster in
veel gevallen inderdaad een magnetisch veld zullen hebben. Door de
kleine afstand tot hun ster is er sprake van een sterke getijdenwerking,
ook in het inwendige van de planeet. Daardoor ontstaat grootschalig
vulkanisme, en koelt het inwendige van de planeet relatief snel af. Dat
is weer gunstig voor het opwekken van een magneetveld, aldus de
onderzoekers. (GS)
→ Earth-like planets around small stars likely have protective magnetic fields, aiding chance for life
23 september 2015
Astronomen hebben met een spectrograaf op de Gemini North-telescoop in
Hawaii waterdamp ontdekt in de binnendelen van de protoplanetaire schijf
rond de ster DoAr 44. De watermoleculen bevinden zich op kleine afstand
van de pasgeboren ster, in het gebied waarin aardeachtige planeten
kunnen ontstaan.
Waterdamp is al eerder aangetroffen in protoplanetaire schijven, maar de
vondst bij DoAr 44 was onverwacht. Het gaat hier namelijk om een
zogeheten 'pre-transitionele' schijf, waarin een grote lege zone
voorkomt, vermoedelijk als gevolg van de zwaartekrachtswerking van reeds
gevormde planeten. Alleen op echt kleine afstand van de ster is nog een
ring van gas en stof aanwezig.
Doordat watermoleculen gemakkelijk uiteenvallen onder invloed van de
energierijike ultraviolette straling van de centrale ster, komt er in de
binnendelen van zulke (pre-)transitionele schijven meestal geen
waterdamp meer voor: de moleculen worden niet langer 'beschermd' door
stofdeeltjes.
Hoe het mogelijk is dat de binnendelen van de schijf rond DoAr 44 toch
waterdamp bevatten, is nog niet helemaal duidelijk. Mogelijk is er
sprake van materiaaltransport uit de meer naar buiten gelegen delen van
de schijf. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in
The Astrophysical Journal. (GS)
→ Water Vapor in an Unexpected Location
21 september 2015
Exoplaneet HD 189733b heeft een magnetisch veld dat zeven keer zo
sterk is als dat van de reuzenplaneet Jupiter. Dat blijkt uit de
afmetingen van de boeggolf die bij de planeet is ontdekt, zo melden
Amerikaanse sterrenkundigen in The Astrophysical Journal.
HD 189733b is een zogenaamde 'hete Jupiter' - een gasvormige
reuzenplaneet die in een zeer kleine omloopbaan rond zijn ster draait.
Door de snelle baanbeweging, in combinatie met de aanwezigheid van een
magnetisch veld, valt te verwachten dat zich vóór de planeet een
boeggolf bevindt in het ijle interplanetaire gas. Aanwijzingen voor de
aanwezigheid van zo'n boeggolf zijn nu inderdaad gevonden in
waarnemingen van de overgangen van de planeet: voordat de planeet
daadwerkelijk voor zijn moederster langs beweegt en daarbij een klein
beetje sterlicht onderschept, is er een sterke absorptie waarneembaar in
spectraallijnen van waterstof. Die kan goed verklaard worden door een
plaatselijke verdichting van het interplanetaire gas, precies zoals je
bij een boeggolf verwacht.
De afmetingen van de boeggolf worden mede bepaald door de grootte van
de magnetosfeer van de planeet, en uit de waarnemingen volgt een
sterkte van het magneetveld van maar liefst 28 gauss. Dat is zeven maal
de magnetische veldsterkte van Jupiter. De gangbare modellen van
gasvormige exoplaneten gaan doorgaans uit van veel geringere
veldsterktes. (GS)
→ Bow Shock Leads the Way for a Speeding Hot Jupiter
16 september 2015
Astronomen hebben de baanbeweging in beeld gebracht van een planeet
die om een andere ster draait. De reeks opnamen, gemaakt tussen november
2013 en april 2015, toont de verplaatsing van exoplaneet Bèta Pictoris
b, die een omlooptijd van 22 jaar heeft (Astrophysical Journal, 16
september). Bèta Pictoris b is een gasplaneet – een soortgenoot van
Jupiter, maar dan met tien à twaalf keer zo veel massa. Hij draait om de
ster Bèta Pictoris, die zestig lichtjaar van ons verwijderd is. Het
bestaan van de planeet is bekend sinds 2008. Dankzij de nieuwe beelden
is de stand van de omloopbaan van Bèta Pictoris b nu beter bekend dan
voorheen. Bekend was al dat we vanaf de aarde bijna tegen de zijkant van
het baanvlak aan kijken. Dat kon betekenen dat we de planeet binnenkort
vóór zijn ster langs zouden zien schuiven. Uit analyse van de beelden
blijkt nu echter dat Bèta Pictoris b hoogstwaarschijnlijk net boven zijn
ster langs zal trekken. Dat is jammer, omdat zo’n planeetovergang de
grootte van de planeet zou verraden. De nieuwe opnamen zijn gemaakt met
een speciale camera van de Amerikaanse Gemini South-telescoop, in het
noorden van Chili. Deze camera maakt gebruik van een techniek die het
beeldvertoebelende effect van de aardatmosfeer tegengaat. Bovendien
wordt, om de exoplaneet zichtbaar te maken, het heldere licht van de
moederster afgeschermd. (EE)
→ Watching an exoplanet in motion around a distant star
15 september 2015
De zoektocht naar bewoonbare planeten is vaak gericht op een
mogelijke kopie van de aarde. Nochtans zijn sommige rotsachtige planeten
buiten ons zonnestelsel waarschijnlijk veel interessantere kandidaten
voor verder onderzoek. Wetenschappers van de KU Leuven voerden 165
klimaatsimulaties uit voor exoplaneten die permanent met één kant naar
hun ‘zon’ gericht zijn. Ze ontdekten dat twee van de drie mogelijke
klimaten potentieel bewoonbaar zijn.
De meeste exoplaneten draaien rond relatief kleine en koele sterren,
ook wel rode dwergen genoemd. Alleen exoplaneten die dicht bij deze
sterren staan kunnen genoeg warmte krijgen om vloeibaar water mogelijk
te maken. Bovendien zijn deze potentieel bewoonbare planeten
gemakkelijker te observeren, juist omdat ze zo dicht bij hun ster staan.
Ze zijn dan ook uitermate geschikt voor verder onderzoek.
Exoplaneten die dicht bij hun ster staan, zijn vaak permanent met een
bepaalde kant naar die ster gekeerd. Daardoor hebben de exoplaneten
vaste dag- en nachtkanten. Toch is het klimaat op deze planeten niet
noodzakelijk verschroeiend heet aan de ene kant en steenkoud aan de
andere kant. Dit hebben zij te danken aan een heel efficiënt
‘airconditioning’-systeem dat de oppervlaktetemperaturen leefbaar houdt.
Dr. Ludmila Carone, professor Rony Keppens en professor Leen Decin
van de KU Leuven hebben nu de mogelijke klimaten van zulke exoplaneten
in kaart gebracht. “Op basis van 3D-modellen onderzochten we exoplaneten
met verschillende omwentelingstijden en groottes”, licht Ludmila Carone
toe. “Zo ontdekten we drie mogelijke klimaten. Twee daarvan zijn
potentieel bewoonbaar.”
Op exoplaneten die rond hun as draaien in minder dan 12 dagen
verstoort een sterke oostelijke wind (‘superrotatie’) de atmosferische
circulatie. Dit maakt de dagzijde onleefbaar heet. Een tweede mogelijk
klimaat wordt bepaald door twee zwakkere westelijke winden op grote
hoogte. De derde klimaatoptie combineert zwakke superrotatie met twee
windstromen op grote hoogte. Deze twee laatste windsystemen verstoren de
luchtcirculatie niet, waardoor de planeten potentieel bewoonbaar
blijven.
De bevindingen zullen bij toekomstige ruimtemissies helpen om de
meest interessante planeten in de buurt van ons zonnestelsel te
identificeren voor verder onderzoek. Wetenschappers van de KU Leuven
zijn momenteel betrokken bij de voorbereidingen van twee missies: de
James Webb ruimtetelescoop-missie (2018), die de Hubble ruimtetelescoop
opvolgt, en de ruimtemissie PLATO (2024), die op zoek zal gaan naar
andere leefbare planeten.
→ Origineel persbericht
15 september 2015
Technologisch zeer hoog ontwikkelde buitenaardse beschavingen zijn
uiterst zeldzaam. Die conclusie trekt ASTRON-directeur Michael Garrett
in een publicatie in Astronomy & Astrophysics op basis van een
analyse van radio- en infraroodwaarnemingen van grote aantallen
sterrenstelsels.
Algemeen wordt aangenomen dat hoog ontwikkelde beschavingen een veel
hoger energieverbruik hebben dan de mensheid. Aangezien energie nooit
verloren gaat, maar omgezet wordt in andere vormen (meestal
mid-infraroodstraling), zou de aanwezigheid van een hoog ontwikkelde
beschaving in een ander sterrenstelsel zich verraden door een onverwacht
grote mid-infraroodhelderheid van het betreffende stelsel.
Eerder onderzoek van astronomen van Pennsylvania State University
hebben enkele honderden 'verdachte' sterrenstelsels aan het licht
gebracht die veel mid-infraroodstraling produceren. Door ook de
radiostraling van deze sterrenstelsels in de analyse te betrekken, heeft
Garrett nu aannemelijk gemaakt dat het infrarood-overschot in alle
gevallen heel goed verklaard kan worden door astrofysische processen.
De conclusie luidt dan ook dat zogeheten Kardashev Type
III-beschavingen (de hoogst ontwikkelde) extreem zeldzaam zijn in het
'lokale' heelal. Garrett hoopt op basis van toekomstige waarnemingen ook
uitspraken te kunnen doen over Kardashev Type II-beschavingen, die op
technologische schaal een stapje lager staan. Ter vergelijking: de
mensheid 'haalt' Type I nog niet eens. (GS)
→ Slaap lekker: geavanceerde buitenaardse beschavingen zeldzaam of geheel afwezig in het lokale heelal
31 augustus 2015
In grote elliptische sterrenstelsels komen ca. tienduizend maal
zoveel bewoonbare aardeachtige planeten voor als in ons eigen
Melkwegstelsel. Dat concludeert Pratika Dayal van de University of
Durham in een artikel in Astrophysical Journal Letters. Het aantal
Jupiter-achtige planeten in zulke reuzen-elliptische stelsels is
mogelijk één miljoen maal zo groot als in ons eigen Melkwegstelsel;
wanneer zulke gasplaneten zich in de bewoonbare zone van hun moederster
bevinden, zouden ze eventueel bewoonbare manen kunnen hebben.
Dayal inventariseerde de voorwaarden waaraan een sterrenstelsel moet
voldoen om een maximaal aantal bewoonbare planeten te bevatten. Zijn
conclusie: een sterrenstelsel moet groot zijn (meer sterren betekent ook
meer planeten); de sterren moeten een relatief hoog gehalte aan
'metalen' hebben (elementen zwaarder dan helium), omdat bewoonbare
planeten uit zulke elementen zijn opgebouwd; en het aantal
supernova-uitbarstingen moet relatief gering zijn, omdat zulke
sterexplosies in staat zijn om planeten in de wijde omtrek te
'steriliseren'.
Reuzen-elliptische stelsels komen als de beste kandidaten uit de bus:
ze zijn groter en zwaarder dan het Melkwegstelsel, de sterren zijn
relatief oud (waardoor ze meer zware elementen bevatten), en nieuwe
sterren ontstaan in een minder hoog tempo, zodat er ook minder explosies
van kort levende zware reuzensterren plaatsvinden. (GS)
→ Which Galaxies Are the Most Habitable?
28 augustus 2015
Australische astronomen hebben 151 pulsars – de compacte restanten
van supernova-explosies – onderzocht op de aanwezigheid van planeten. De
zoektocht heeft geen enkele nieuwe exoplaneet opgeleverd. Dat is toch
wel opmerkelijk, want uitgerekend de eerste exoplaneten die ooit zijn
opgespoord cirkelen om een pulsar. In 1992 werden twee planeten ontdekt
bij de pulsar PSR 1257+12. Niet lang daarna kwam daar nog een derde bij
en werd ook bij een andere pulsar nog een planeet ontdekt. Sindsdien
zijn geen nieuwe pulsarplaneten ontdekt – althans niet met zekerheid.
Dat er planeten om de restanten van ontplofte sterren kunnen cirkelen,
kwam als een verrassing. Er zijn grofweg drie scenario’s die hun bestaan
kunnen verklaren. Het eerste is dat reeds bestaande planeten de
ontploffing van hun moederster hebben overleefd. Ook is het denkbaar dat
zulke planeten elders zijn ontstaan en door de pulsar zijn
‘ingevangen’. En ten slotte is er de mogelijkheid dat ze zijn ontstaan
uit het puin van de supernova-explosie. De beide eerste scenario’s
lijken niet erg realistisch, maar het derde biedt perspectieven. Volgens
dit scenario valt een deel van het materiaal dat bij de explosie van de
ster is weggeblazen terug naar het restant van de ster – de latere
pulsar. Daardoor vormt zich een puinschijf rond de pulsar waaruit
planeten kunnen ontstaan. Dat er bij de nieuwe zoektocht geen planeten
zijn gevonden, kan erop wijzen dat zulke puinschijven veel schaarser
zijn dan gedacht. Een andere mogelijkheid is dat de omstandigheden in de
puinschijf meestal zodanig zijn dat de vorming van planeten wordt
voorkomen. Het is denkbaar dat PSR 1257+12 wat dit betreft simpelweg een
uniek geval is. Deze pulsar heeft een ongewoon zwak magnetisch veld. En
dat zou nu wel eens precies de reden kunnen zijn waarom er in zijn
puinschijf wel planeten zijn ontstaan, en bij de meeste andere pulsars
niet. (EE)
→ Searching for Planets Around Pulsars
13 augustus 2015
Astronomen hebben een Jupiter-achtige planeet ontdekt bij 51 Eridani,
een ster op slechts 100 lichtjaar van de aarde. Het bijzondere aan de
ontdekking is dat de ster, en dus ook haar planeet, met een geschatte
leeftijd van 20 miljoen heel jong is (Science Express, 13 juli). De
nieuwe planeet, die de aanduiding 51 Eridani b heeft gekregen, is de
eerste die ontdekt is met de Gemini Planet Imager.
Deze camera, die gekoppeld is aan de 8-meter Gemini South Telescope in
het noorden van Chili, is speciaal ontwikkeld om planeten in de naaste
omgeving van sterren op te sporen. Dat valt nog niet mee: het licht van
51 Eridani b bijvoorbeeld is een miljoen keer zo zwak als dat van zijn
moederster. Toch is de nu ontdekte planeet relatief makkelijk
waarneembaar. Dat komt doordat hij zo ‘vers’ is. Bij het
samenklonteringsproces dat tot de vorming van een planeet leidt, komt
veel warmte vrij. En 51 Eridani b is nog maar net begonnen met afkoelen.
Dat doet hij door warmte weg te stralen, wat hem tot een sterke bron
van infraroodstraling maakt. Uit de waarnemingen blijkt dat de planeet
ruwweg twee keer zoveel massa heeft als ‘onze’ Jupiter. En zijn
atmosfeer bevat aanzienlijke hoeveelheden methaan, net als die van de
gasplaneten van ons zonnestelsel. Het lijkt dus te gaan om een zwaarder,
heter en jonger neefje van Jupiter. Astronomen hopen dat het onderzoek
van planeten als 51 Eridani b meer inzicht kan geven in het ontstaan van
ons eigen planetenstelsel. (EE)
→ Astronomers discover ‘young Jupiter’ exoplanet
12 augustus 2015
Vanaf vandaag kan iedereen zijn stem uitbrengen op de honderden namen
die zijn gesuggereerd voor 32 planeten buiten ons zonnestelsel. Het
initiatief om het grote publiek daarbij te betrekken, is afkomstig van
de Internationale Astronomische Unie – de instantie die belast is met de
officiële naamgeving van hemellichamen. In een eerder stadium van de
naamgevingsprocedure konden sterrenkundeverenigingen en
non-profitorganisaties suggesties voor namen indienen. Dat heeft alles
bij elkaar 247 voorstellen opgeleverd. Niet alleen 32 planeten moeten
van namen worden voorzien, ook vijftien van de twintig ‘moedersterren’
zijn nog naamloos. (Vijf van deze sterren hebben lang geleden al een
naam gekregen.) Eén van de indieners van naamvoorstellen is de
Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde (KNVWS), die de ster 55 Cancri
onder haar hoede heeft genomen. De KNVWS doet het voorstel om deze ster
Copernicus te noemen, naar de Poolse astronoom die in 1543 het
heliocentrische stelsel introduceerde. De vijf planeten van de ster
zouden de namen Galileo, Brahe, Lippershey, Janssen en Harriot moeten
krijgen. De ’NameExoWorlds’-verkiezing duurt tot en met 31 oktober. (EE)
→ NameExoWorlds Contest Opens for Public Voting
10 augustus 2015
Voor de tiende maal hebben sterrenkundigen een planeet ontdekt die
een baan beschrijft rond een dubbelster - net als Tatooine, de
thuisplaneet van Luke Skywalker in de sciencefictionfilm Star Wars. Vier
jaar geleden werd er voor het eerst een 'Tatooine-planeet' gevonden
(Kepler-16b). Eerder gingen veel astronomen er vanuit dat er rond
dubbelsterren geen planeten konden ontstaan.
De nieuw ontdekte planeet, Kepler-453b, beschrijft eens in de 240
dagen een baan rond een dubbelster die bestaat uit een zonachtige ster
en een rode dwerg. De twee sterren draaien elke 27 dagen om elkaar heen.
De planeet bevindt zich in de 'bewoonbare zone' van de dubbelster (waar
de temperatuur geschikt is voor vloeibaar water aan het oppervlak),
maar leven zoals wij dat kennen kan er niet voorkomen, omdat het een
gasvormige reuzenplaneet is, groter dan Neptunus. Eventuele rotsachtige
manen van de planeet zouden misschien wel 'bewoond' kunnen zijn.
Kepler-453b is ontdekt in waarnemingsgegevens van de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler. Die heeft een aantal keren gezien hoe de planeet
voor de dubbele moederster langs bewoog, en daarbij een klein beetje
licht onderschepte. Als gevolg van de zogeheten precessie van de
omloopbaan (een trage verandering in de ligging van de baan, in dit
geval veroorzaakt door de wisselende zwaartekrachtswerking van de
dubbelster) vinden overgangen van Kepler-453b niet bij elke omloop
plaats. Pas in 2066 zal de planeet - gezien vanaf de aarde - opnieuw
voor de dubbelster langs bewegen.
Sterrenkundigen gaan er vanuit dat de gasreus op veel grotere afstand
van de dubbelster is ontstaan, en pas daarna in een kleinere omloopbaan
terecht is gekomen. Het is niet uitgesloten dat er nog meer planeten
rond de dubbelster bewegen. De ontdekking is inmiddels gepubliceerd in
Astrophysical Journal, en wordt later deze week gepresenteerd op de
29ste algemene vergadering van de Internationale Astronomische Unie in
Honolulu, Hawaii. (GS)
→ Discovery of Tenth Tatooine-like Circumbinary Planet
30 juli 2015
Astronomen hebben ontdekt dat om HD 219134, een tamelijk nabije ster
in het sterrenbeeld Cassiopeia, minstens vier planeten cirkelen. Eén
daarvan blijkt een rotsplaneet te zijn die ruim anderhalf keer zo groot
is als de aarde. Het planetenstelsel is opgespoord met de 3,6-meter
Galileo-telescoop op het Canarische eiland La Palma. Deze telescoop is
uitgerust met een meetinstrument waarmee regelmatige schommelbewegingen
van sterren kunnen worden gedetecteerd. Zo’n schommelbeweging wijst erop
dat er een of meer planeten om de ster cirkelen. De massa’s van de vier
planeten van HD 219134 lopen uiteen van 1,6 tot 62 aardmassa’s. Van de
meeste is (nog) niet bekend hoe groot zijn. Maar uit waarnemingen met de
Spitzer-ruimtetelescoop blijkt dat de binnenste, HD 219134b, vanaf de
aarde gezien steeds weer voor zijn ster langs schuift. En dat maakte het
mogelijk om zijn grootte te bepalen. Omdat ook de massa van HD 219134b
bekend is – deze bedraagt 4,5 aardmassa – kan zijn gemiddelde dichtheid
worden vastgesteld. Met 6 g/cm3 is die vergelijkbaar met die van onze
aarde. Dat bewijst dat HD 219134b een rotsachtige planeet is. Het is
denkbaar dat ook (sommige van) de andere planeten van HD 219134, die
beduidend langere omlooptijden hebben dan de binnenste planeet, voor hun
ster langs trekken. De astronomen zullen daar de komende maanden naar
uit kijken. De afstand van HD 219134 bedraagt 21 lichtjaar. De ster is
iets koeler, kleiner en lichter dan onze zon. (EE)
→ Cassiopeia's Hidden Gem: The Closest Rocky, Transiting Planet
30 juli 2015
Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop en de Keck-telescoop
op Hawaï blijkt dat een ster die tien jaar geleden precies voor een
verre achtergrondster langs schoof, wordt begeleid door een planeet van
het kaliber Uranus. De planeet leverde een kleine, maar meetbare
bijdrage aan het zogeheten microlenseffect dat bij die ‘sterbedekking’
optrad (The Astrophysical Journal, 30 juli). Het microlenseffect
ontstaat wanneer het licht van een verre ster wordt afgebogen en
versterkt door de zwaartekracht van een nabijere ster die vanaf de aarde
gezien precies vóór zijn verre soortgenoot langs schuift. Wanneer de
voorgrondster planeten heeft, kunnen ook die het licht van de
achtergrondster (eventjes) versterken. In 2005 werd zo’n ‘dubbel’
microlenseffect waargenomen bij OGLE-2005-BLG-169L, een ster op ongeveer
8800 lichtjaar van de aarde. Uit de waarnemingen kon destijds echter
niet precies vastgesteld hoeveel massa de planeet heeft en hoe ver hij
van zijn ster verwijderd is. Om daar achter te komen, is met Hubble en
Keck gezocht naar de ‘lensster’, die inmiddels een stukje moet zijn
opgeschoven. Bij die zoekactie is inderdaad een ster gevonden die de
versterkte achtergrondster net niet meer precies overlapt. Uit de
waarnemingen blijkt dat het een ster is die ongeveer dertig procent
minder massa heeft als onze zon. En daaruit kan worden afgeleid dat de
planeet die aan het microlenseffect heeft bijgedragen van vergelijkbare
massa is als Uranus en op een afstand van ongeveer 600 miljoen kilometer
om zijn ster draait. (EE)
→ Telescopes Team Up To Find Distant Uranus-Size Planet Through Microlensing
23 juli 2015
Astronomen hebben vandaag een nieuwe lijst van meer dan 500
’exoplaneet-kandidaten’ gepresenteerd. De (mogelijke) planeten zijn
opgespoord in gegevens die de afgelopen vier jaar zijn verzameld door de
NASA-satelliet Kepler. Een eerdere versie van de Kepler-catalogus
telde al 4175 kandidaten. De Kepler-satelliet spoort planeten op door
te letten op periodieke ‘dipjes’ in de helderheden van sterren. Of deze
regelmatige helderheidsveranderingen ook werkelijk door planeten worden
veroorzaakt, moet uit (tijdrovende) vervolgwaarnemingen blijken. De
geschiedenis heeft echter geleerd dat dit bijna altijd het geval is. Op
de nieuwe lijst staan twaalf kandidaten die minder dan twee keer zo
groot zijn als de aarde en bovendien binnen de zogeheten ‘leefbare zone’
om hun ster cirkelen. Deze zone is de gordel rond de ster waarbinnen de
temperaturen op het oppervlak van een planeet zo gematigd kunnen zijn
dat er water in vloeibare vorm kan bestaan. Dat er ook werkelijk water
aanwezig is, staat allerminst vast. Van een van de twaalf kandidaten,
Kepler 452b, is het bestaan inmiddels al bevestigd. Deze planeet, die
anderhalf keer zo groot is als de aarde, draait om een zonachtige ster
die 1400 lichtjaar van ons is verwijderd. De afstand tussen Kepler 452b
en zijn moederster is vergelijkbaar met de afstand aarde-zon. De massa
van Kepler 452b wordt geschat op vijf aardmassa’s. Daarmee behoort hij
tot de klasse van de ‘superaardes’ – planeten die qua omvang tussen de
aarde en de planeet Neptunus in zitten. Uit de massa/grootte-verhouding
van de planeet kan worden afgeleid dat het een rotsachtig object is.
Over de omstandigheden op de planeet kan voorlopig alleen maar worden
gespeculeerd. Elke overeenkomst tussen de artist’s impression die het
SETI Institute aan zijn persbericht heeft toegevoegd en de werkelijkheid
berust dus op zuiver toeval. (EE)
→ New Kepler Exoplanet Catalog Includes Terrestrial Sized World Orbiting Cousin Of The Sun
20 juli 2015
De bewoonbaarheid van een aarde-achtige exoplaneet wordt niet alleen
bepaald door de afstand van de planeet tot zijn moederster, maar ook
door de samenstelling. Dat concluderen onderzoekers van de Universiteit
van Californië in Santa Barbara op basis van nieuwe modelberekeningen.
Tot ca. tien jaar geleden werd aangenomen dat de samenstelling van de
aarde vergelijkbaar zou zijn met die van zogeheten chondrieten (een
bepaald type steenmeteorieten) - de aardse planeten zijn immers uit
zulke kleine brokstukken samengeklonterd. Later bleek echter dat de
samenstelling van de aarde in bepaalde opzichten toch afwijkt van die
van chondrieten.
Een nieuw model, opgesteld door de Californische aardwetenschappers,
gaat er nu vanuit dat de aarde minder radioactieve elementen (uranium,
thorium en kalium) bevat dan tot dusver werd aangenomen. Recente
berekeningen, vandaag gepubliceerd in Nature Geoscience, laten zien dat
het nieuwe model wél leidt tot het ontstaan van plaattektoniek, terwijl
de aarde in het 'oude' model géén plaattektoniek zou vertonen, vanwege
een te grote warmteproductie.
Plaattektoniek werkt als een soort planetaire thermostaat, en speelt een
belangrijke rol bij het bewoonbaar houden van een planeet zoals de
aarde. De onderzoekers concluderen dan ook dat bij het beoordelen van de
bewoonbaarheid van aardeachtige exoplaneten niet alleen gekeken moet
worden naar de afstand tot hun moederster, maar ook naar de
samenstelling. (GS)
→ Plate Tectonics Depend on Elemental Abundances
20 juli 2015
Internet-investeerder Yuri Milner, oprichter van de Breakthrough Prize
Foundation en van de Milner Global Foundation, steekt 100 miljoen dollar
in de speurtocht naar buitenaardse intelligentie (Search for
Extraterrestrial Intelligence, SETI). Dat maakte hij vandaag bekend op
een bijeenkomst van de Royal Society in Londen, in aanwezigheid van
wetenschappelijke kopstukken als natuurkundige Stephen Hawking,
Astronomer Royal Sir Martin Rees en de Amerikaanse SETI-pionier Frank
Drake.
Met het geld wordt gedurende een periode van tien jaar waarneemtijd
'gekocht' op enkele van de grootste radiotelescopen ter wereld,
waaronder de 110-meter Green Bank Telescope in de Verenigde Staten en de
64-meter Parkes-telescoop in Australië. Ook worden nieuwe ontvangers en
analysetechnieken ontwikkeld. Het 'Breakthrough Listen'-project zal
gericht gaan zoeken naar mogelijke kunstmatige radiosignalen, afkomstig
van één miljoen sterren in ons eigen Melkwegstelsel en in 100 andere
nabijgelegen sterrenstelsels. Daarnaast gaat de Automatic Planet Finder
van de Lick-sterrenwacht in Californië speuren naar mogelijke optische
communicatiesignalen van buitenaardse beschavingen.
Volgens SETI-onderzoeker Dan Werthimer van de Universiteit van
Californië in Berkeley zal Breakthrough Listen vijftig maal zo gevoelig
zijn als eerdere SETI-projecten, een tien maal zo groot gebied aan de
hemel bestrijken, een vijf keer zo breed deel van het radiospectrum
afspeuren, en honderd maal zo snel zijn. Bij de analyse van de vele
metingen, die in de zomer van 2016 van start gaan, wordt via het
programma SETI@home ook gebruik gemaakt van de rekenkracht van miljoenen
thuiscomputers. (GS)
→ Investor Yuri Milner Commits $100M to Search for E.T. Intelligence
15 juli 2015
Een internationaal team van astronomen heeft een planeet opgespoord die
qua massa en qua afstand tot zijn moederster veel op Jupiter lijkt.
Daarbij komt nog dat deze ster, HIP 11915, sterke overeenkomsten
vertoont met onze zon. Het is voor het eerst dat er een combinatie van
een ster en een planeet is opgespoord die zoveel op het duo zon-Jupiter
lijkt. Volgens de meest recente theorieën is de ordening van ons
zonnestelsel – rotsachtige planeten dicht bij de zon en gasreuzen verder
naar buiten – te danken aan de zwaartekrachtsinvloed die de planeet
Jupiter tijdens zijn ontstaansfase op de rest van het planetenstelsel
uitoefende. De ontdekking van ‘Jupiter 2.0’ kan erop wijzen dat dit
ordeningsproces zich ook bij HIP 11915 heeft afgespeeld. Daarbij moet
overigens wel worden aangetekend dat de massa van de planeet nog niet
goed bekend is. Het is zelfs niet helemaal zeker dat hij überhaupt
bestaat. Zijn bestaan wordt afgeleid uit het feit dat zijn moederster
een kleine, trage schommelbeweging lijkt te vertonen. Maar theoretisch
zou het waargenomen signaal in het licht van de ster ook een andere
oorzaak kunnen hebben. Verder onderzoek zal hier uitsluitsel over moeten
geven. Maar intrigerend is deze zonachtige ster met zijn (potentiële)
Jupiter-dubbelganger wel. (EE)
→ Evenbeeld Jupiter ontdekt bij dubbelganger zon
6 juli 2015
Rond DG Tauri, een slechts 2,5 miljoen jaar oude ster in een
nabijgelegen stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier, is een ring
van kiezelstenen ontdekt. De kiezels vormen een belangrijke fase in het
ontstaan van aardeachtige planeten. Stofdeeltjes in een protoplanteaire
schijf klitten aaneen tot steeds grotere structuren; de resulterende
brokstukken (kiezels en rotsblokken) voegen zich onder invloed van de
zwaartekracht later aaneen tot zogeheten planetesimalen, die op hun
beurt weer met elkaar in botsing komen en zo rotsachtige planeten doen
ontstaan. Protoplanetaire schijven en volgroeide exoplaneten zijn
relatief eenvoudig te detecteren; de tussenfase was nog nooit eerder zo
duidelijk 'in beeld' gebracht.
De kiezelring rond DG Tauri is niet echt 'gezien'. Het bestaan ervan
wordt afgeleid uit gedetailleerde radiowaarnemingen, verricht met de
e-MERLIN interferometer - een Brits netwerk van radiotelescopen met de
75 meter grote Lovell-telescoop in Jodrell Bank (nabij Manchester) in
het 'hart'. De grote gezichtsscherpte van e-MERLIN maakte het mogelijk
om de herkomst van radiostraling met een golflengte van 4,6 centimeter
te herleiden tot een gebied met de afmeting van de baan van Jupiter. Om
deze radiogolven te produceren zijn stenen nodig met afmetingen van
minstens een centimeter.
De nieuwe resultaten worden vandaag gepresenteerd op de National
Astromomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno
(Wales). (GS)
→ Astronomers See Pebbles Poised to Make Planets
2 juli 2015
Sterrenkundigen uit Leiden en Zürich hebben voor het eerst
rechtstreeks de vorming van een jonge gasplaneet waargenomen. Ze konden
dat doen dankzij een in Leiden gemaakt instrument. Hun bevindingen
verschijnen vandaag in The Astrophysical Journal.Matthew Kenworthy van
de Leidse Sterrewacht (Universiteit Leiden) is opgetogen: ‘Onze
APP-coronagraaf filtert het sterlicht weg en laat zien dat de
protoplaneet om zijn ster draait.’De planeet die de onderzoekers zien
opgroeien, is HD 100546b. Hij cirkelt rond de jonge ster HD 100546 in
het sterrenbeeld Vlieg. Dat sterrenbeeld is zichtbaar vanaf het
zuidelijk halfrond. De onderzoekers dachten in 2013 al dat ze een jonge
planeet op het spoor waren, maar er was meer bewijs nodig. Dat bewijs is
er nu dus.Andere sterrenkundigen hebben ook wel jonge sterren met jonge
planeten gezien, maar de nu gevonden planeet lijkt de jongste. Dat
concluderen de onderzoekers onder andere op basis van de stofschijf rond
de ster. Die stofschijf bevat nog geen gaten en dat duidt erop dat er
nog weinig activiteit is geweest.De ster is vijf tot tien miljoen jaar
jong en bevindt zich op ‘slechts’ 335 lichtjaar van de aarde. De
onderzoekers hopen de komende tijd uit te zoeken waarom de grote planeet
vrij ver van de ster staat. Huidige theorieën kunnen dat moeilijk
verklaren. Ook vermoeden ze dat er misschien nog een planeet om de ster
cirkelt. Meer waarnemingen zouden dat aan het licht kunnen brengen.De
onderzoekers deden hun waarnemingen in Chili met de Very Large Telescope
(VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO).
→ Oorspronkelijk persbericht
25 juni 2015
De Amerikaanse astronoom Alan Boss heeft een mogelijke oplossing
gevonden voor een probleem waar hij en zijn collega’s al een tijdje mee
worstelen: de vorming van rotsachtige planeten als de onze. De sleutel
lijkt te liggen bij de centrale ster van de planeten-in-wording. Pas
gevormde sterren zijn omringd door een schijf van gas en stof. De
stofdeeltjes in die schijf groeien door onderlinge botsingen uit tot
steentjes, die op hun beurt uitgroeien tot metersgrote rotsblokken,
planetesimalen en uiteindelijk tot rotsachtige planeten. Althans, dat is
de theorie. Er schuilt echter een addertje onder het gras. Berekeningen
laten zien dat steentjes en rotsblokken zodanig worden afgeremd door
het gas in de schijf, dat ze naar de ster toe spiralen en roemloos ten
onder gaan. Dat zou in feite betekenen dat zich geen rotsachtige
planeten kunnen vormen. Dit doemscenario wordt mogelijk voorkomen door
de centrale ster. Jonge sterren ondergaan vaak explosieve uitbarstingen
die honderd jaar kunnen duren. En deze uitbarstingen veroorzaken
spiraalvormige verstoringen in de schijf die de vernietiging van de
planetaire embryo’s wel eens zouden kunnen voorkomen. Het onderzoek van
Boss laat zien dat de rotsblokken in de schijf onder invloed van de
zwaartekrachtseffecten van de ‘spiraalarmen’ zodanig ver naar buiten
worden verstrooid, dat ze alsnog de kans krijgen om tot grotere objecten
samen te klonteren. Daar is niet zo veel voor nodig: zodra ze groter
zijn dan een meter of tien ondervinden de brokstukken geen grote hinder
meer van het afremmende gas. (EE)
→ Spiral arms cradle baby terrestrial planets
25 juni 2015
Astronomen hebben aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een
‘verjongde’ planeet. De Jupiter-achtige planeet zou zijn jeugdige
voorkomen te danken hebben aan de materie die zijn moederster aan het
eind van haar leven heeft uitgestoten. Onderzoek van de witte dwergster
PG 0010+280 – een ster die zijn buitenste lagen heeft weggeblazen – laat
zien dat deze bovenmatig veel infraroodstraling uitzendt. Aanvankelijk
gingen de onderzoekers ervan uit dat die extra infraroodstraling
afkomstig was van een schijf van materiaal rond de witte dwerg. Geen
vreemde gedachte, want rond tientallen witte dwergen is al een schijf
van planetoïdenpuin aangetroffen. Maar de infraroodkenmerken van PG
0010+280 passen niet goed bij dat schijfmodel. De astronomen denken nu
dat de extra straling afkomstig is van een begeleider van de witte
dwerg. Het zou daarbij kunnen gaan om een kleine ‘mislukte’ ster (een
bruine dwerg), maar ook om een verjongde planeet. Deze
intrigerende hypothese – want meer is het nog niet – gaat ervan uit dat
een deel van de materie die de witte dwerg heeft weggeblazen is
opgevangen door een forse gasplaneet die om de ster cirkelt. Normaal
gesproken koelt zo’n planeet in de loop van zijn bestaan alleen maar af,
waardoor hij op een gegeven moment onwaarneembaar weinig
infraroodstraling uitzendt. Als hij echter een deel van de uitgestoten
stermaterie weet op te vangen, zou de planeet weer opwarmen, waardoor
hij jonger lijkt dan hij is. (EE)
→ Can Planets Be Rejuvenated Around Dead Stars?
24 juni 2015
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop en de röntgensatelliet
Chandra laten zien dat de atmosfeer van de hete exoplaneet GJ 536b aan
het ‘verdampen’ is. Hierdoor heeft zich een lange, komeetachtige staart
achter de planeet gevormd (Nature, 25 juni). GJ 536b, een planeet van
het formaat Neptunus, draait op een afstand van minder dan 5 miljoen
kilometer om een rode dwergster. Vanaf de aarde gezien beweegt de
planeet daarbij eens in de 63 uur voor zijn ster langs. Dat de
atmosferen van planeten in zulke krappe omloopbanen te lijden hebben
onder de intense straling van de centrale ster, werd al langer vermoed.
Maar tot nu toe ontbrak het aan betrouwbare metingen van de hoeveelheid
gas die daarbij ontsnapt. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt dat steeds
als GJ 536b voor zijn ster langs schuift, het ultraviolette licht van de
ster voor ongeveer de helft wordt geabsorbeerd door een grote wolk van
waterstofgas. Berekeningen wijzen uit dat er per seconde ongeveer 1000
ton waterstof uit de atmosfeer van de planeet verdwijnt. Dat lijkt heel
veel, maar in dit tempo verliest de planeet in een miljard jaar slechts
0,1% van zijn atmosfeer. Vermoed wordt wel dat het verdampingsproces bij
andere exoplaneten veel harder kan toeslaan. (EE)
→ Red dwarf burns off planet's hydrogen giving it massive comet-like tail
22 juni 2015
Astronomen van de Leidse Sterrewacht en de Universiteit van Arizona
(VS) hebben met succes een nieuw optisch element getest dat een opname
van een exoplaneet vlak naast zijn moederster mogelijk maakt. De vector
Apodizing Phase Plate (vector-APP)- coronagraaf is vorige maand
geïnstalleerd op de 6,5-m Magellan Clay-telescoop in Chili, en de eerste
waarnemingen tonen aan dat het instrument een ongeëvenaard goed
contrast oplevert op korte afstand van een ster. De resultaten van deze
waarnemingen worden vandaag door de Leidse promovendus Gilles Otten
gepresenteerd aan de wetenschappelijke gemeenschap op de 'In the Spirit
of Bernard Lyot'-conferentie in Montreal (Canada).
Tot op heden zijn er bijna 2000 exoplaneten ontdekt, maar van slechts
een handjevol is het gelukt een directe opname te maken. Exoplaneten
zijn vanaf de aarde gezien vaak meer dan een miljoen keer lichtzwakker
dan de ster waar ze omheen draaien en worden compleet door het sterlicht
overstraald. Om het sterlicht te onderdrukken en de planeten direct te
kunnen fotograferen zodat hun atmosferen onderzocht kunnen worden,
gebruiken sterrenkundigen zogenoemde coronagrafische optica in
instrumenten op grote telescopen.
De nieuwe vector-APP coronagraaf drukt lokaal vrijwel al het
sterlicht weg terwijl het juist het licht van een planeet doorlaat. Dit
wordt bewerkstelligd door geavanceerde vloeibaar-kristaltechniek,
waarmee twee afbeeldingen van de ster gemaakt worden met aan weerszijden
van de ster donkere D-vormige 'gaten' in de halo rond de ster. De hele
omgeving van de ster kan zo worden afgezocht naar planeten. Door
meerdere lagen vloeibaar kristal te gebruiken kan de vector-APP over een
groot golflengtegebied worden ingezet, inclusief het infrarood, waarin
het contrast tussen ster en planeet het gunstigst is.
Gilles Otten laat vandaag op de conferentie in Montreal de opnamen
zien: 'Toen we het eerste plaatje in de controlekamer van de telescoop
zagen, wisten we dat we beet hadden.' De Leidse astronoom Frans Snik,
die het principe achter de vector-APP ontwikkelde: 'Na de hele
ontwikkel- en laboratoriumtestfase was het echt fantastisch om meteen
tijdens de eerste waarneemnacht te zien dat onze nieuwe benadering
perfect werkt. We zetten onze nieuwe coronagraaf nu dus vol in om nieuwe
exoplaneten te ontdekken.'
De astronomen zien in deze nieuwe techniek een belofte voor het
exoplaneetonderzoek met de gigantische telescopen die nu in aanbouw
zijn, zoals de European Extremely Large Telescope (E-ELT). Teamlid
Matthew Kenworthy (Leiden): 'Deze nieuwe coronagraaf-techniek zal ons
over een aantal jaren in staat stellen met het mid-infrarood-instrument
METIS op de E-ELT met ongekende gevoeligheid te gaan speuren naar
planeten rond onze buursterren.'
De geavanceerde vloeibaar kristal-technologie maakt het ook mogelijk
donkere 'gaten' te tonen die het complete gebied van 360 graden rond de
centrale ster bedekken. Een test-opname (zie afbeelding hieronder) toont
dat aan. Met traditionele technologie is dit niet mogelijk.
→ Origineel persbericht
17 juni 2015
Astronomen hebben ontdekt dat de binnenste van de drie planeten die
om de ster Kepler-138 draaien ongeveer net zo groot en zwaar is als de
planeet Mars (Nature, 18 juni). Daarmee is deze wereld, die Kepler-138b
heet, een van de kleinste exoplaneten die tot nu toe zijn opgespoord.
Kepler-138 is een rode dwergster in het sterrenbeeld Lier, op 200
lichtjaar van de aarde. Vorig jaar bleek uit gegevens van de Amerikaanse
Kepler-satelliet dat er drie planeten om de kleine, koele ster draaien.
Tijdens elke omloop schuiven de drie voor hun ster langs, waardoor de
ster eventjes wat minder helder lijkt te zijn. De hoeveelheid licht die
bij deze planeetovergangen wordt tegenhouden kan worden gebruikt om een
schatting te maken van de afmetingen van de planeten. Maar hun massa’s
laten zich niet onmiddellijk vaststellen: dat lukt alleen als
exoplaneten zwaar genoeg zijn om hun ster aan het schommelen te brengen
óf als er meerdere exoplaneten om dezelfde ster draaien. In dat laatste
geval leiden de zwaartekrachtsinteracties tussen de planeten ertoe dat
de diverse planeetovergangen iets vroeger of later plaatsvinden dan
‘gepland’. De grootte van die variaties verklapt hoeveel massa de
planeten hebben. Op die manier is nu vastgesteld dat Kepler-138b
ongeveer dezelfde massa heeft als Mars. Eerder was al berekend dat
Kepler-138d ongeveer zo zwaar is als de aarde; Kepler-138c is een paar
keer zo zwaar. Dat Kepler-138b net zo groot en zwaar is als Mars, wil
overigens niet zeggen dat hij ook echt op die koude planeet lijkt.
Integendeel: hij bevindt zich zo dicht bij zijn moederplaneet, dat de
oppervlaktetemperaturen kunnen oplopen tot meer dan 200 graden Celsius.
(EE)
→ Discovery Of A Mars-Size World Uses Tug-Of-War Technique
11 juni 2015
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de zware,
zeer hete exoplaneet WASP-33b een stratosfeer heeft, net als de aarde.
Deze laag in de atmosfeer bevat moleculen die ultraviolet en zichtbaar
licht absorberen en als een soort zonnefilter fungeren (The
Astrophysical Journal, 12 juni). In de aardatmosfeer ligt de stratosfeer
boven de troposfeer – de luchtlaag waarin het weer zich afspeelt. In de
troposfeer neemt de temperatuur naar boven toe af. In de stratosfeer is
dat precies omgekeerd: daarin stijgt de temperatuur naar boven toe
juist – een verschijnsel dat temperatuurinversie wordt genoemd. Op aarde
treedt temperatuurinversie op, omdat de ozon in de stratosfeer veel
ultraviolet zonlicht absorbeert. Ook andere planeten van ons
zonnestelsel, zoals Jupiter en Saturnus, vertonen dit effect. Maar
daarbij wordt de inversie veroorzaakt door een ander soort moleculen:
koolwaterstoffen. In de hete atmosferen van planeten als WASP-33b kunnen
moleculen als ozon en koolwaterstoffen echter niet bestaan. Daarom werd
eraan getwijfeld of zulke planeten wel een inversielaag c.q. een
stratosfeer konden hebben. Met behulp van Hubble is nu aangetoond dat
dit bij WASP-33b wel het geval is. Uit het spectrum van deze exoplaneet
blijkt dat de waterdamp in de stratosfeer een temperatuur van 3300
graden Celsius heeft. Op lagere hoogte blijft de temperatuur steken bij
1650 graden. De onderzoekers vermoeden dat deze temperatuurinversie
wordt veroorzaakt door titaniumoxide, een van de weinige moleculen die
ultraviolette straling en zichtbaar licht kunnen absorberen en bij deze
hoge temperaturen in gasvormige toestand verkeren. (EE)
→ Hubble Telescope Detects ‘Sunscreen’ Layer On Distant Planet
11 juni 2015
‘Warme Neptunussen’ – planeten van het formaat Neptunus die op geringe
afstand om hun moederster cirkelen – zouden wel eens gehuld kunnen zijn
in heliumwolken. Dat wordt (indirect) afgeleid uit waarnemingen van de
exoplaneet GJ 436b. Met behulp van de Kepler-satelliet zijn al honderden
potentiële warme Neptunussen opgespoord. Uit onderzoek van een van die
planeten, GJ 436b dus, blijkt dat diens atmosfeer wel koolstof bevat,
maar geen methaan. Dat is opmerkelijk, omdat methaanmoleculen bestaan
uit één koolstofatoom en vier waterstofatomen, en verondersteld werd dat
planeten als deze veel waterstof bevatten. Dat gebrek aan methaan kan
erop wijzen dat door de hoge temperatuur (700 °C) alle waterstof uit de
atmosfeer is ‘weggekookt’. Hierdoor zou de heliumconcentratie van de
atmosfeer mettertijd sterk zijn toegenomen. Als helium inderdaad het
dominante bestanddeel van de atmosferen van warme Neptunussen is, zouden
deze planeten een wit of grijs uiterlijk hebben. Ze lijken dan nóg
minder op de azuurblauwe Neptunus van ons eigen zonnestelsel. Maar ja,
die is koud en heeft wél veel methaan in zijn atmosfeer – een gas dat de
kleur rood absorbeert, waardoor blauw de overhand krijgt. (EE)
→ Helium-Shrouded Planets May Be Common in Our Galaxy
8 juni 2015
Master-studenten aan de University of Washington in Seattle hebben
voorgerekend dat zware explosieve vulkaanuitbarstingen op aardeachtige
exoplaneten zoveel materiaal in de dampkring kunnen blazen dat er
spectroscopische 'vingerafdrukken' waarneembaar moeten zijn tijdens
planeetovergangen, wanneer de planeet vanaf de aarde gezien voor zijn
moederster langs beweegt. In het vakblad Astrobiology beschrijven
ze hoe op die manier ontdekt zou kunnen worden of er op aardeachtige
planeten grootschalige vulkanische activiteit voorkomt. Dat zou kunnen
wijzen op plaattektoniek zoals op aarde. Algemeen wordt aangenomen dat
het voortbestaan van leven op aarde op z'n minst vergemakkelijkt is door
het proces van plaattektoniek, waarbij materiaal wordt uitgewisseld
tussen mantel en dampkring, en er een kooldioxidekringloop op gang komt
die een planeet gedurende lange tijd leefbaar kan houden. Als het
mogelijk is om via de atmosferische sporen van vulkanisme aan te tonen
dat er op een verre planeet plaattektoniek voorkomt, zou dat een manier
zijn om exoplaneten te identificeren waar het loont om gericht te gaan
zoeken naar de aanwezigheid van leven, aldus de studenten. (GS)
→ Atmospheric signs of volcanic activity could aid search for life
27 mei 2015
Volgens wetenschappers van de McMaster-universiteit in Canada hebben
sommige manen van exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – de
juiste afmetingen en voldoende water om leefbaar te zijn. Dat volgt uit
modelberekeningen, waarvan de resultaten in de tijdschriften Astronomy
and Astrophysics en The Astrophysical Journal zijn verschenen. De
afgelopen jaren zijn duizenden exoplaneten ontdekt. In veel gevallen
gaat het om zware gasplaneten van het type Jupiter: niet bepaald
leefbare werelden. Maar de Canadese computermodellen laten zien dat rond
deze ‘super-Jupiters’ manen kunnen cirkelen die twee keer zoveel massa
hebben als de planeet Mars. Als de moederplaneet zich maar op de juiste
afstand van haar ster bevindt, zou zo’n maan zo maar eens een geschikte
broedplaats voor leven kunnen zijn. Tot dusver is overigens nog geen
enkele exomaan ontdekt. Volgens de wetenschappers zal dat echter niet
lang meer duren. Zelfs het doorspitten van de al bestaande gegevens van
de Amerikaanse Kepler-satelliet zou al zekerheid kunnen geven over het
bestaan van zware exomanen. En anders lukt het wel met de toekomstige
Europese ruimtemissie PLATO of de European Extremely Large Telescope.
(EE)
→ Is There Life Out There? Distant Moons May Provide The Answer, Researchers Say
27 mei 2015
Astronomen hebben rond een jonge, zonachtige ster een ring van
planetair bouwpuin ontdekt die opvallende overeenkomsten vertoont met de
Kuipergordel.
Deze laatste bevindt zich in ons eigen zonnestelsel, voorbij de
omloopbaan van de planeet Neptunus. Volgens de astronomen kan de
ontdekking erop wijzen dat planetenstelsels als het onze verre van uniek
zijn. Het evenbeeld van de Kuipergordel is ontdekt met de Gemini
South-telescoop in Chili. De stofring omgeeft de 360 lichtjaar verre
ster HD 115600, die iets zwaarder is dan onze zon. De ring ligt tussen
ongeveer 5,6 en 8,3 miljard kilometer van zijn moederster – bijna gelijk
aan de afstand tussen de Kuipergordel en de zon. Uit de hoeveelheid
sterlicht die de ring rond HD 115600 weerkaatst wordt afgeleid dat het
stof uit silicaten en ijs bestaat. Ook in dat opzicht lijkt hij op de
Kuipergordel, die behalve stofdeeltjes ook duizenden kleine, ijsachtige
objecten bevat. Wat wél enorm verschilt is zijn leeftijd: het
stervormingsgebied waar HD 115600 deel van uitmaakt is pas enkele
tientallen miljoenen jaren oud. Omdat de ster niet precies in het midden
van de stofring staat, vermoeden de astronomen dat er dichter bij de
ster een of meer planeten zijn gevormd. (EE)
→ Discovery shows what the solar system looked like as a ‘toddler’
25 mei 2015
Planeten ontstaan door het samenklonteren van materiaal in
protoplanetaire schijven - platte, ronddraaiende schijven van gas en
stof rond pasgeboren sterren. Al lange tijd is bekend dat stofdeeltjes
in protoplanetaire schijven groter zijn dan in de ijle interstellaire
materie. Die stofkorrels klonteren vervolgens samen tot steeds grotere
brokstukjes, rotsblokken en ijsklompen, planetesimalen en uiteindelijk
tot (proto-)planeten.
Astronomen van de University of Victoria in British Columbia hebben
nu echter aangetoond dat ook buiten protoplanetaire schijven - maar
wel in de min of meer directe omgeving - al grote deeltjes voorkomen,
mogelijk zelfs met afmetingen van één centimeter. Dat betekent dat de
allereerste bouwstenen van planeten al veel eerder ontstaan dan tot nu
toe altijd is aangenomen, namelijk al voordat het interstellaire stof
zich ophoopt in een protoplanetaire schijf.
De ontdekking was mogelijk door ver-infraroodmetingen van het
Europese Herschel Space Observatory te combineren met
submillimeterwaarnemingen van de James Clerk Maxwell Telescope op
Maunakea, Hawaii. De nieuwe resultaten worden vandaag gepresenteerd op
de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society (CASCA)
in Hamilton, Ontario. (GS)
→ CASCA 2015
13 mei 2015
Onderzoekers van de universiteit van Aarhus (Denemarken) hebben de
vormen gemeten van de omloopbanen van 74 kleine exoplaneten. Uit de
metingen blijkt dat de banen van deze planeten doorgaans bijna
cirkelvormig zijn. Eerder onderzoek heeft juist laten zien dat de
omloopbanen van zware reuzenplaneten doorgaans sterk elliptisch zijn.
Bij het onderzoek, dat onder leiding stond van de Belgische promovendus
Vincent Van Eylen, is gebruik gemaakt van gegevens van Kepler. Deze
satelliet registreert planeetovergangen, de momenten waarop planeten
vanaf de aarde gezien voor hun ster langs schuiven. Afhankelijk van de
stand en vorm van de omloopbaan van de planeet duren zulke overgangen
langer of korter. De nieuwe resultaten kunnen worden gebruikt om de
bestaande theorieën over het ontstaan van planeten(stelsel) te
verbeteren. Astronomen willen graag weten waarom sommige exoplaneten
extreem langgerekte banen volgen, terwijl andere planeten – zoals die in
ons eigen zonnestelsel – cirkelvormige banen doorlopen. De resultaten
zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
→ Circular Orbits For Small Extrasolar Planets
12 mei 2015
Sterrenkundigen zijn erin geslaagd om dagelijkse 'weerverschijnselen'
te meten op zes exoplaneten - planeten bij andere sterren dan de zon.
Het gaat om zogeheten 'hete Jupiters': zware, gasvormige reuzenplaneten
die op zeer kleine afstand rond hun moederster draaien.
De zes planeten zijn ontdekt doordat ze (gezien vanaf de aarde) elke
omloop voor hun moederster langs bewegen (een zogeheten planeetovergang)
en daarbij een piepklein beetje licht onderscheppen. Met de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler is het nu echter ook gelukt om de aanwezigheid
van de planeten te detecteren wanneer er géén overgang plaatsvindt.
Kepler 'ziet' dan het gezamenlijke licht van de ster én de kleine
hoeveelheid sterlicht die door de planeet wordt weerkaatst.
Dankzij de enorme gevoeligheid van Kepler was het mogelijk om
subtiele helderheidsvariaties te meten van een duizendste procent van de
helderheid van de ster zelf. Die variaties worden veroorzaakt door het
zogeheten fase-effect: afhankelijk van de plaats van de planeet in zijn
baan zien we een groter of een kleiner verlicht deel. Een nauwkeurige
analyse van die helderheidsvariaties heeft voor vier van de zes
exoplaneten uitgewezen dat er vooral in de ochtenduren sprake is van
veel bewolking in de dampkring. Bij de andere twee planeten blijkt er 's
middags sprake te zijn van een heldere hemel en een extreem hoge
temperatuur (tot meer dan 1600 graden Celsius).
De nieuwe metingen, verricht door een internationaal team van
astronomen onder wie Ray Jayawardhana van York University en de
Nederlandse astronoom Ernst de Mooij (nu verbonden aan Queen's
University Belfast), zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical
Journal. (GS)
→ Weather on alien worlds uncovered: cloudy mornings & hot afternoons
7 mei 2015
Met de William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma
zijn relatief grote hoeveelheden waterstof en zuurstof ontdekt in de
buitenste dampkringlagen van de witte dwergster SDSS J1242+5226.
Vermoedelijk is er in het recente verleden een grote, waterrijke
planetoïde met de witte dwerg in botsing gekomen. Het zou dan gaan om
een object ter grootte van de dwergplaneet Ceres (met een middellijn van
ca. 900 kilometer), die ongeveer één derde van de totale hoeveelheid
water in de aardse oceanen bevatte.
Eerder waren al aanwijzingen gevonden dat planetoïden rond witte
dwergsterren met elkaar kunnen botsen, waarna de brokstukken in de
buitenlagen van de ster terechtkomen. Volgens de onderzoekers tonen de
nieuwe metingen aan dat er ook in andere planetenstelsels waterrijke
planetoïden voorkomen. In de begintijd van ons eigen zonnestelsel hebben
deze objecten vermoedelijk het grootste deel van al het water op aarde
gebracht.
Volgens de onderzoekers is het waarschijnlijk dat aardeachtige
planeten bij andere sterren op dezelfde manier grote hoeveelheden water
aangeleverd hebben gekregen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Fresh evidence for how water reached earth found in asteroid debris
5 mei 2015
Op superaarde 55 Cancri e komt mogelijk grootschalig vulkanisme voor.
Astronomen van de Universiteit van Cambridge zien dat als de meest
waarschijnlijke verklaring voor de enorme temperatuurvariaties die
gemeten zijn aan de dagzijde van de exoplaneet. De resultaten staan
vandaag in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.55 Cancri e
is een planeet die ongeveer twee keer zo groot en acht keer zo zwaar is
als de aarde. Hij draait in slechts 18 uur rond een zonachtige ster op
een afstand van 41 lichtjaar in het sterrenbeeld Kreeft. Vanaf de aarde
kijken we min of meer van opzij tegen de baan aan; bij elke omloop
schuift de planeet een keer voor de moederster langs en wordt hij er een
keer door bedekt. Met de Amerikaanse Spitzer Space Telescope zijn de
afgelopen jaren metingen verricht aan de eigen warmtestraling van de
planeet. Spitzer kan de planeet niet apart zien, maar door
infraroodmetingen tijdens een bedekking af te trekken van metingen vlak
vóór een bedekking, blijft de warmtestraling van de planeet over.
Brice-Olivier Demory en zijn collega's hebben uit de metingen afgeleid
dat de 'waargenomen' temperatuur van 55 Cancri e zeer grote
schommelingen vertoont: tussen ca. 1000 en ca. 2700 graden Celsius.De
enorme variaties in de gemeten warmtestraling zijn te verklaren door
grootschalige vulkanische uitbarstingen. De mantel van de superaarde zal
grotendeels gesmolten zijn als gevolg van de intense hitte van de ster
(de planeet cirkelt op een afstand van slechts een paar miljoen
kilometer), en van getijdenkrachten. Bij vulkaanuitbarstingen -
vergelijkbaar met de uitbarstingen op de Jupitermaan Io - kunnen pluimen
van as en gas tot honderden kilometers hoogte de ruimte in gespuwd
worden. Zulke pluimen verduisteren dan het gloeiendhete oppervlak van de
planeet, waardoor Spitzer een lagere temperatuur meet. (GS)
→ Astronomers find first evidence of changing conditions on a super Earth
1 mei 2015
Australische astronomen hebben - in samenwerking met sterrenkundigen
in Chili en met een amateurastronoom in Perth - een merkwaardige 'hete
Jupiter' gevonden in een zeer kleine omloopbaan rond een koele, zwakke
rode dwergster op ca. 500 lichtjaar afstand van de aarde. De ster,
HATS-6 geheten, is twintig maal zo zwak als de zon. De planeet verraadt
zijn aanwezigheid doordat hij bij elke omloop voor de ster langs beweegt
en een deel van het sterlicht onderschept. Hij draait in 3,3 dagen rond
de ster, op een afstand van slechts een paar miljoen kilometer. Uit
spectroscopische metingen blijkt dat hij ongeveer even zwaar is als
Saturnus, maar door de hoge temperatuur is 'opgezwollen' tot de
afmetingen van de reuzenplaneet Jupiter. Onduidelijk is hoe de
reuzenplaneet in zo'n kleine omloopbaan terecht kan zijn gekomen. De
ontdekking is gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
28 april 2015
Volautomatische robottelescopen hebben een planetenstelsel ontdekt
rond de ster HD 7924, op een afstand van slechts 54 lichtjaar in het
sterrenbeeld Cassiopeia. De ster wordt vergezeld door drie super-aardes,
met massa's van 7 à 8 keer de massa van de aarde. De drie exoplaneten
(HD 7924b, c en d) draaien in kleine omloopbanen rond de ster, met
omlooptijden van 5, 15 en 24 dagen. De binnenste planeet (HD 7924b) werd
in 2009 al gevonden met een gevoelige spectrograaf op de 10-meter
Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. De andere twee superaardes zijn
gevonden met de Automatic Planet Finder-telescoop op de
Lick-sterrenwacht in Californië en de Automatic Photometric Telescope op
het Fairborne Observatory in Arizona. Het gaat om relatief kleine
telescopen die elke heldere nacht volautomatisch metingen uitvoeren aan
een groot aantal sterren. De superaardes van HD 7924 verraden hun
aanwezigheid doordat ze met hun zwaartekracht periodieke schommelingen
veroorzaken in de positie van de moederster. De nieuwe ontdekkingen
worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Robotically Discovering Earth’s Nearest Neighbors
27 april 2015
De Internationale Astronomische Unie heeft twintig 'exo-systemen'
(sterren die vergezeld worden door één of meer planeten) geselecteerd
waarvoor astronomische organisaties namen kunnen voorstellen. Vijf van
de twintig sterren hebben al geaccepteerde eigennamen; voor de andere
vijftien sterren en voor de in totaal 32 planeten bij deze sterren
worden naamvoorstellen verzameld. Alleen organisaties die zich officieel
bij de IAU hebben aangemeld kunnen voorstellen voor eigennamen indienen
(maximaal één per object). De uiterste inzenddatum is 1 juni 2015. Tot
de geselecteerde exoplaneten behoren onder andere de eerste ontdekte
exoplaneet (51 Pegasi b), de planeet van de heldere ster Fomalhaut en de
vijf planeten van de ster 55 Cancri. (GS)
→ 20 ExoWorlds are now available for naming proposals
22 april 2015
Op de exoplaneten Tau Ceti e en f komt waarschijnlijk geen hoog
ontwikkeld leven voor. Dat concluderen onderzoekers van Arizona State
University op basis van berekeningen aan de evolutie van de moederster.
Eerder werd aangenomen dat de twee planeten zich in de zogeheten
bewoonbare zone van de ster bevinden, zodat er vloeibaar water en leven
zou kunnen voorkomen. De ster Tau Ceti lijkt veel op de zon en staat
relatief dichtbij, waardoor hij altijd al populair was bij
sciencefictionschrijvers. Pas enkele jaren geleden werd ontdekt dat hij
door vijf planeten wordt vergezeld. Volgens de onderzoekers bevindt
planeet e zich alleen in de bewoonbare zone wanneer aan allerlei
gunstige voorwaarden wordt voldaan. Planeet f bevindt zich wél in de
bewoonbare zone van de ster, maar pas sinds hooguit één miljard jaar:
net als de zon neemt Tau Ceti in de loop van de tijd in lichtkracht toe,
waardoor de bewoonbare zone langzaam maar zeker naar buiten beweegt.
Een periode van één miljard jaar lijkt onvoldoende voor de ontwikkeling
van complexe levensvormen. Bovendien hebben de planeten van Tau Ceti
mogelijk heel andere eigenschappen dan de planeten in ons eigen
zonnestelsel. De ster bevat verhoudingsgewijs veel magnesium (de
verhouding magnesium/silicium is 70 procent hoger dan in de zon), en dat
zal vermoedelijk ook gelden voor de planeten. Dat betekent dat de
minerale samenstelling van de gesteentemantels van de planeten sterk zal
afwijken van die van de aarde, met waarschijnlijk grote gevolgen voor
tektonische processen en vulkanisme. (GS)
→ Tau Ceti: The next Earth? Probably not
22 april 2015
De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft een virtueel
instituut in het leven geroepen voor interdisciplinair onderzoek naar
bewoonbare exoplaneten en mogelijk buitenaards leven. NExSS (Nexus for
Exoplanet System Science) bundelt 16 onderzoeksprogramma's van 25
wetenschappers aan verschillende instituten in de Verenigde Staten. Het
gaat daarbij onder andere om spectroscopische waarnemingen van
exoplaneten, om onderzoek aan biologisch interessante werelden in ons
eigen zonnestelsel (zoals de Saturnusmaan Titan), aan astrobiologisch
laboratoriumonderzoek, aan planetaire fysica, enzovoort. De hoop is dat
met de krachtenbundeling een goede basis wordt gelegd voor de
interpretatie van waarnemingen van toekomstige missies zoals de
exoplanetenjager TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) en de
ruimtetelescopen JWST (James Webb Space Telescope) en WFIRST (Wide-field
Infrared Survey Telescope). NExSS gaat geleid worden door
NASA-onderzoekers Natalie Batalha, Dawn Gelino en Anthony del Genio.
(GS)
→ NASA’s NExSS Coalition to Lead Search for Life on Distant Worlds
22 april 2015
Portugese astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de
samenstelling te bestuderen van sterlicht dat gereflecteerd wordt door
een exoplaneet. Het gaat om planeet 51 Pegasi b, op ca. 50 lichtjaar
afstand van de aarde. Twintig jaar geleden was dit de eerste exoplaneet
die gevonden werd in een (zeer kleine) omloopbaan rond een gewone ster.
Uit de spectroscopische metingen is nieuwe informatie afgeleid over de
planeet. Eerder is het al een paar keer gelukt om metingen te verrichten
aan de samenstelling van de dampkring van een exoplaneet, door
sterlicht te bestuderen dat door die planeetatmosfeer wordt 'gefilterd'.
Zulke waarnemingen zijn echter alleen mogelijk wanneer we vanaf de
aarde exact van opzij tegen de baan van de planeet aankijken, zodat er
zogeheten overgangen plaatsvinden. 51 Pegasi b vertoont geen
planeetovergangen; het bestaan van de planeet is afgeleid uit de kleine
periodieke schommelingen die hij met zijn zwaartekracht veroorzaakt in
de beweging van de moederster. Door het spectrum van de ster zeer
gedetailleerd te analyseren met behulp van de HARPS-spectrograaf op de
3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht op La Silla
(Chili) is het nu gelukt om het licht te isoleren dat door de planeet
wordt gereflecteerd. Daarbij is gebruik gemaakt van de bekende minieme
periodieke dopplerverschuiving van dat gereflecteerde licht, veroorzaakt
door de baanbeweging van de planeet. Uit de metingen is afgeleid dat 51
Pegasi b in een baan beweegt die 9 graden helt ten opzichte van de
gezichtslijn - net te veel om planeetovergangen te veroorzaken. Nu de
baanhelling bekend is, kan uit de gemeten schommelingen van de ster ook
de massa van de planeet berekend worden: hij blijkt ongeveer half zo
zwaar te zijn als Jupiter. Bovendien concluderen de astronomen dat de
planeet een slag groter is dan Jupiter (hij is sterk 'opgezwollen'
doordat hij dicht bij de moederster staat en dus erg heet is) en een
hoog reflecterend vermogen heeft. (GS)
→ First Exoplanet Visible Light Spectrum
20 april 2015
Het planetenstelsel van de ster HR 8799, op ca. 130 lichtjaar afstand
van de aarde, lijkt op een uitvergrote versie van ons eigen
zonnestelsel. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van nieuwe
infraroodwaarnemingen op een golflengte van 3,8 micrometer, verricht met
de Large Binocular Telescope (LBT) in Arziona. De metingen zijn
verricht in het kader van het LEECH-programma (LBT Exozodi Exoplanet
Common Hunt), en zijn vandaag gepubliceerd in Astronomy &
Astrophysics.Al in 2008 werden er drie reuzenplaneten ontdekt in een
baan rond HR 8799, een ster die pas ca. 30 miljoen jaar oud is. In 2010
werd een vierde planeet gevonden. De planeten draaien op zeer grote
afstand rond hun moederster. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt dat de
vier planeten onderlinge baanresonanties vertonen, waarbij de
omlooptijden van twee 'buurplaneten' steeds een factor twee
verschillen.Als zich binnen de baan van de binnenste planeet nóg een
reuzenplaneet zou bevinden in een soortgelijke baanresonantie, zou hij
met de LBT waargenomen zijn. Vermoedelijk bevat het stelsel dus slechts
vier reuzenplaneten. Op kleinere afstand van de ster zouden wel kleinere
planeten kunnen voorkomen. De architectuur van het planetenstelsel van
HR 8799 lijkt dus mogelijk veel op die van ons eigen zonnestelsel: vier
reuzenplaneten in de buitendelen, en kleinere planeten dichter bij de
ster. Het stelsel van HR 8799 is alleen veel groter. (GS)
→ Astronomers Probe Inner Region of Young Star and its Planets
15 april 2015
Bij een onderzoek van honderdduizend sterrenstelsels zijn geen sporen
gevonden van een hoogontwikkelde buitenaardse beschaving. Althans: de
stelsels vertonen geen onverklaarbaar overschot aan
mid-infraroodstraling. Zo’n overschot wordt verwacht als een beschaving
een compleet sterrenstelsel heeft gekoloniseerd en kolossale
hoeveelheden energie produceert. De onderzoeksgegevens zijn afkomstig
van de infraroodsatelliet WISE, die voor ‘normaal’ astronomisch
onderzoek werd ontworpen. Maar de verzamelde data zijn vrij beschikbaar
en kunnen dus ook voor alternatieve doeleinden worden gebruikt. De
gedachte dat hoogontwikkelde beschavingen die zich van ster naar ster
verplaatsen veel mid-infraroodstraling zouden produceren, is al een
halve eeuw geleden geformuleerd door de Brits-Amerikaanse natuurkundige
Freeman Dyson. Zulke straling is een bijproduct van de grote
hoeveelheden energie die nodig zijn voor computers, ruimteschepen,
communicatiesystemen en dergelijke. Gezien de leeftijden van de
onderzochte stelsels, die stuk voor stuk miljarden jaren oud zijn,
zouden eventuele beschavingen ruimschoots voldoende tijd moeten hebben
gehad om zich over hun stelsel te verspreiden. Dat geen van de stelsels
een onverklaarbaar heldere bron van mid-infraroodstraling is, bewijst
overigens niet dat daar geen intelligent leven is. Het kan ook betekenen
dat zo’n beschaving nog niet, of niet meer, genoeg energie produceert
om op te vallen. (EE)
→ Vakpublicatie in de Astrophysical Journal Supplement Series (15 april)
→ Search for advanced civilizations beyond Earth finds nothing obvious in 100,000 galaxies
14 april 2015
Astronomen hebben een grote gasplaneet ontdekt op ongeveer 13.000
lichtjaar van de aarde. Daarmee is dit een van de verste planeten die
tot nu toe zijn opgespoord. De planeet is ontdekt met behulp van een
techniek die ‘microlensing’ wordt genoemd. Microlensing treedt op
wanneer een ster, vanaf de aarde gezien, precies voor een andere, verder
weg staande ster langs schuift. De zwaartekracht van de voorgrondster
fungeert dan als een lens die het licht van de verre ster versterkt. Als
er toevallig een planeet om die ster heen draait, kan ook deze een
helderheidspiekje veroorzaken. Astronomen passen deze techniek vooral
toe op sterren in het hart van ons Melkwegstelsel. Daar is de
sterdichtheid, en dus de kans dat twee sterren voor elkaar langs
schuiven, het grootst. Tot nu toe zijn op die manier een stuk of dertig
planeten ontdekt – de verste op een afstand van ongeveer 25.000
lichtjaar. Het nadeel van deze methode is dat het om eenmalige
waarnemingen gaat. Bovendien is de ‘lensster’ doorgaans niet
waarneembaar. Dat maakt het moeilijk om de afstand van de achtergrond
ster te bepalen. In dit geval is die afstandsbepaling wel gelukt. Dat is
te danken aan het feit dat het lensverschijnsel zowel is waargenomen
met een telescoop op aarde als met de Amerikaanse ruimtetelescoop
Spitzer, die ruim 200 miljoen kilometer van ons verwijderd is. Door hun
grote onderlinge afstand zien de beide telescopen de ster niet op
hetzelfde moment helderder worden. Spitzer registreerde het piekje van
de planeet twintig dagen eerder. Uit dat tijdsverschil kan de afstand
van de verre ster en zijn planeet worden berekend. En met behulp van die
afstand kan weer een schatting worden gemaakt van de massa van de
planeet, die ongeveer half zo zwaar lijkt te zijn als Jupiter. (EE)
→ NASA's Spitzer Spots Planet Deep Within Our Galaxy
8 april 2015
Voor het eerst hebben astronomen complexe organische moleculen
gedetecteerd in de protoplanetaire schijf rond een jonge ster. De
ontdekking, gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
(ALMA) in Chili, bevestigt opnieuw dat de omstandigheden waaruit aarde
en zon zijn voortgekomen niet uniek zijn in het heelal (Nature, 9
april). De nieuwe ALMA-waarnemingen laten zien dat de schijf rond de
jonge ster MWC 480 grote hoeveelheden methylcyanide (CH3CN) bevat – een
complex koolstofhoudend molecuul. Er is genoeg methylcyanide om alle
oceanen op aarde mee te vullen. MWC 480 heeft ongeveer twee keer zoveel
massa als de zon en staat op een afstand van 455 lichtjaar in het
Taurus-stervormingsgebied. Zijn omringende schijf bevindt zich nog in
een pril stadium: hij is nog maar kort geleden samengetrokken uit een
koude, donkere nevel van stof en gas. Verder onderzoek met ALMA en
andere telescopen zal nog moeten uitwijzen of hierin ook planeetvorming
plaatsvindt. Astronomen weten al een tijdje dat zulke koude, donkere
nevels zeer efficiënte ‘fabrieken’ zijn van complexe organische
moleculen, zoals de zogeheten cyaniden. Cyaniden, en met name
methylcyanide, zijn van belang, omdat ze koolstof-stikstofbindingen
bevatten. Deze laatste zijn essentieel voor de vorming van aminozuren –
de bouwstenen van eiwitten en andere moleculen die aan de basis staan
van het leven zoals wij dat kennen. Tot nu toe was echter onduidelijk of
deze complexe organische moleculen wel in stand kunnen blijven in de
energierijke omgeving van een pas gevormd planetenstelsel, waar
chemische bindingen blootstaan aan schokken en straling. De nieuwe
waarnemingen laten zien dat deze moleculen niet alleen in stand blijven,
maar zelfs gedijen. Dat geeft aan dat protoplanetaire schijven gunstige
omgevingen zijn voor de vorming van complexe organische moleculen. (EE)
→ Volledig persbericht
1 april 2015
Een nieuw model, ontwikkeld door een internationaal team van
wetenschappers, geeft een mogelijke verklaring voor het feit dat
planeten van het kaliber Jupiter tijdens hun vorming niet op hun ster
storten. Dat is mogelijk te danken aan de warmte die vrijkomt tijdens
hun ontstaan (Nature, 1 april). Computermodellen laten zien dat grote
gasplaneten tijdens hun prille jeugd naar hun moederster toe spiralen.
Dat komt doordat ze worden afgeremd door het gas en stof dat nog in de
protoplanetaire schijf rond de ster aanwezig is. Astronomen worstelen al
tientallen jaren met de vraag waarom die spiraalbeweging
klaarblijkelijk lang niet altijd fataal afloopt. Het nieuwe model houdt
rekening met de warmte-effecten die optreden tijdens de vorming van deze
planeten. Aanvankelijk bestaat zo’n planeet grotendeels uit gesteente,
net als de aarde. Pas als hij voldoende massa heeft, begint hij
atmosferische gassen vast te houden. Zodra dat gebeurt, maakt nieuw vast
materiaal eerst een tocht door het gas voordat het de vaste kern van de
planeet bereikt. Daarbij komt warmte vrij, die vervolgens wordt
overgedragen aan het omringende gas. En daardoor zet het gas uit. Het
model laat zien dat die uitdijing niet gelijkmatig gebeurt: ze is iets
sterker in de richting waarin de planeet beweegt, maar het sterkst aan
de ‘achterkant’ ervan. Hierdoor neemt de gasdichtheid aan beide kanten
af, maar die aan de achterkant van de planeet nog het meest. Gevolg: het
gas aan de voorkant trekt iets harder aan de planeet, dan dat deze door
het gas aan de achterkant wordt teruggetrokken. Het netto resultaat is
dat de planeet iets versnelt. En daardoor remt zijn inwaartse
spiraalbeweging af. Het model geeft aan dat de mate van versnelling
wordt bepaald door het soortelijk gewicht van de materie die op zijn
kern valt, en door de grootte die de planeet uiteindelijk bereikt. (EE)
→ Model shows how gas giants could have survived and spun away from their star
30 maart 2015
Aardeachtige planeten rond dubbelsterren, zoals Tatooine - de
thuiswereld van Star Wars-hoofdpersoon Luke Skywalker - zijn mogelijk
toch veel talrijker dan tot nu toe werd gedacht. Dat schrijven
astronomen van de Universiteit van Utah in een artikel dat voor
publicatie is aangeboden aan Astrophysical Journal.
Er zijn al enkele planeten ontdekt die een baan beschrijven rond een
dubbelster, maar dat zijn gasvormige reuzenplaneten. Algemeen is altijd
aangenomen dat aardeachtige planeten niet gemakkelijk kunnen ontstaan
rond dubbelsterren: de variërende zwaartekrachtseffecten op de gas- en
stofschijf rond zo'n dubbelster zouden het geleidelijk samenklonteren
van kleinere brokstukken (zogeheten planetesimalen) verhinderen.
Nieuwe modelberekeningen van Ben Bromley en zijn collega's laten
echter zien dat er wel degelijk sprake kan zijn van de vorming van
kleine, rotsachtige planeten rond dubbelsterren, omdat planetesimalen de
neiging zullen vertonen om ellipsvormige banen te gaan beschrijven.
(GS)
→ Earthlike ‘Star Wars’ Tatooines may be common
27 maart 2015
Om een van de sterren van het Alfa Centauri-systeem draaien misschien
niet één, maar twee aarde-achtige planeten. Maar voor hetzelfde geld
zijn het er nul (arXiv,
25 maart). Alfa Centauri is een dubbelster op slechts 4,3 lichtjaar van
de aarde. In 2012 maakten astronomen bekend dat om een van de sterren –
Alfa Centauri B – een kleine, rotsachtige planeet draait. Over die
ontdekking zijn later echter twijfels ontstaan. Een internationaal team
van astronomen heeft de afgelopen jaren tevergeefs geprobeerd om de
planeet met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop op te sporen. Dat is
niet echt verrassend. De planeet is oorspronkelijk namelijk ontdekt
doordat hij een kleine, regelmatige schommelbeweging bij zijn ster zou
veroorzaken. Met Hubble is gekeken of diezelfde planeet (ook) kleine
helderheidsdipjes in het licht van zijn ster veroorzaakt. Maar lang niet
alle planeten bewegen vanaf de aarde gezien voor hun ster langs. In de
Hubble-gegevens zijn wel aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een
planeet met een langere omlooptijd. Ook die waarneming is echter heel
onzeker. Er bestaat dus nog veel onduidelijkheid over het vermeende
planetenstelsel van Alfa Centauri B. Het is best mogelijk dat er
inderdaad twee aarde-achtige planeten om de ster draaien, maar misschien
is er niet één. (EE)
→ Twin Earths may lurk in our nearest star system
16 maart 2015
Een team van onderzoekers onder leiding van Siddarth Hedge van het
Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg heeft van 137
verschillende micro-organismen de 'kleur' opgemeten - of liever gezegd:
de exacte manier waarop de organismen opvallend licht reflecteren. De
resultaten zijn gepubliceerd in een catalogus die in de toekomst
wellicht gebruikt kan worden bij het herkennen van buitenaards leven.De
aanwezigheid van micro-organismen op een exoplaneet kan in principe
worden afgeleid uit zogeheten bio markers - chemische bestanddelen
in de dampkring van de planeet die alleen een biologische oorsprong
kunnen hebben. Maar wanneer het oppervlak van een andere planeet bevolkt
wordt door bepaalde soorten micro-organismen, is dat wellicht ook
zichtbaar in het reflectiespectrum van de planeet: verschillende typen
organismen reflecteren het zonlicht op verschillende manieren, elk met
hun eigen specifieke absorptiekenmerken.De gemeten reflectiespectra van
137 onderzochte micro-cultures zijn gepubliceerd in Proceedings of the
National Academy of Sciences. Het is de grootste online-catalogus van
bio signatures ooit. In de toekomst kan hij wellicht van groot
belang zijn bij het herkennen van micro-organismen op exoplaneten. (GS)
→ The diversity of alien colors: How to recognize life on distant planets (origineel persbericht
4 maart 2015
Voor de tweede keer hebben astronomen een planeet ontdekt die zich in
een viervoudig stersysteem bevindt. Of beter gezegd: de planeet was al
bekend, maar tot nu toe leek het stersysteem uit ‘maar’ drie sterren te
bestaan. De ontdekking wijst erop dat planeten in viervoudige
stersystemen niet zo zeldzaam zijn als werd aangenomen. Ook laat recent
onderzoek zien dat de viervoudige stersystemen zelf, die doorgaans
bestaan uit twee om elkaar draaiende dubbelsterren, vaker voorkomen dan
gedacht. Het stersysteem dat nu viervoudig blijkt te zijn, heet 30 Ari
en staat op een afstand van 136 lichtjaar in het sterrenbeeld Ram. De
kolossale planeet, die tien keer zo zwaar is als Jupiter, draait in 335
dagen om een ster die – naar nu is vastgesteld – een andere ster als
nabije begeleider heeft. De tweede dubbelster bevindt zich op ruime
afstand. Als je op het oppervlak van de planeet zou kunnen staan, zouden
er een kleine zon en twee zeer heldere sterren aan de hemel staan. Dat
een van die heldere sterren dubbel is, zou pas blijken als je er een
telescoop op richt. De ontdekking is gedaan met het geautomatiseerde
Robo-AO-systeem van de Palomar-sterrenwacht. Dat systeem speurt de hemel
af naar meervoudige sterren. Daarbij zijn twee stersystemen ontdekt
waarvan al bekend was dat ze ook planeten bevatten: de viervoudige ster
30 Ari en de drievoudige ster HD 2638. (EE)
→ Planet ‘Reared’ by Four Parent Stars
19 februari 2015
Met de Hubble-ruimtetelescoop is een nieuwe, detailrijke foto gemaakt
van de grote schijf van gas en stof rond de jonge ster Bèta Pictoris.
In 1984 was deze nabije ster – afstand 63 lichtjaar – de eerste waarbij
zo’n schijf ontdekt werd. Tot nu toe is Bèta Pictoris de enige ster
waarbij niet alleen de ‘puinschijf’ in beeld is gebracht, maar waarbij
ook een grote planeet is ontdekt (in 2009). Omdat deze planeet een
relatief kort omlooptijd van ongeveer twintig jaar heeft, kunnen
astronomen zijn beweging volgen. Ook kunnen ze onderzoeken hoe de
planeet de schijf rond de ster vervormd. De nieuwe Hubble-opname toont
de schijf, die we van opzij zien, vanaf een afstand van ongeveer een
miljard kilometer van de ster – iets minder dan de afstand zon-Saturnus.
Volgens sommige computersimulaties zou het centrale deel van de schijf
door de aanwezigheid van de planeet een complexe structuur moeten
vertonen. De nieuwe beelden bevestigen die voorspelling. (EE)
→ Hubble Gets Best View of a Circumstellar Debris Disk Distorted by a Planet
17 februari 2015
Astronomen hebben een ongewoon zware exoplaneet gevonden die over
niet al te lange tijd opgeslokt zal worden door zijn moederster. De
ontdekking is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. Kepler-432b
beschrijft elke 52 dagen een sterk excentrische baan rond een rode
reuzenster, op een afstand van slechts enkele tientallen miljoenen
kilometers. De temperatuur op de planeet varieert tussen de 500 en 1000
graden. De planeet is ongeveer even groot als de reuzenplaneet Jupiter,
maar uit periodieke schommelingen van de ster, opgemeten met telescopen
in Zuidoost-Spanje en op La Palma, blijkt dat hij ongeveer zes keer zo
zwaar is als Jupiter. Rode reuzen zijn sterren die aan het eind van hun
leven opzwellen tot afmetingen van een paar honderd miljoen kilometer.
Kepler-432b is dan ook geen lang leven beschoren: in de toekomst zal hij
door zijn moederster worden opgeslokt, net zoals dat over een paar
miljard jaar zal gebeuren met Mercurius en Venus, wanneer de zon
verandert in een rode reus. Hoe het komt dat de planeet zo zwaar is, is
niet met zekerheid bekend. Vermoedelijk heeft hij in de loop van de tijd
veel gas ‘onderschept’ uit de steeds sterker wordende sterrenwind van
de instabiele rode reuzenster. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
17 februari 2015
Computersimulaties door Japanse en Chinese astronomen wijzen erop dat
de kans om leefbare planeten bij rode dwergsterren aan te treffen veel
kleiner is dan gedacht. De astronomen pleiten er dan ook voor om de
zoektocht naar zulke ‘aardse’ werelden te richten op sterren die meer op
onze zon lijken (Nature Geoscience, 16 februari). De zoektocht naar
leefbare werelden concentreert zich momenteel op zogeheten M-dwergen –
koele, rode sterren die meer dan twee keer zo weinig massa bevatten als
onze zon. Vermoed werd dat rond deze sterren relatief veel leefbare
planeten cirkelen, die ook nog eens makkelijker waarneembaar zijn dan
planeten bij de veel feller stralende zonachtige sterren. Door het
nieuwe onderzoek bestaat daar nu toch twijfel over. Om leefbaar te zijn,
moet een planeet binnen de zogeheten leefbare zone om een ster draaien.
Binnen die zone zijn de temperaturen op een planeet zo gematigd, dat er
vloeibaar water aanwezig kan zijn. De ligging van die leefbare zone
wordt bepaald door de helderheid van de centrale ster. Bij jonge,
zonachtige sterren-in-wording verandert die helderheid niet zo sterk,
maar bij onvolwassen rode dwergsterren juist wel: zij worden in die fase
meer dan twee keer zo zwak. Hierdoor raken planeten in de leefbare zone
in het begin (te) veel water kwijt, en later juist (te) weinig. Het
gevolg is dat de meeste kleine, rotsachtige planeten binnen de leefbare
zone van een rode dwerg uiteindelijk zo droog zijn als Venus of, als ze
oorspronkelijk al heel nat waren, juist grotendeels onder water staan.
De computersimulaties laten zien dat planeten zoals onze aarde – niet te
nat, niet te droog – bij M-dwergen tien tot honderd keer zo schaars
zijn als bij zonachtige sterren. (EE)
→ Earth-like planets are more likely to orbit Sun-like stars rather than lower-mass stars
februari 2015
De Amerikaanse NASA en de National Science Foundation willen de
3,5-meter WIYN-telescoop op de Kitt Peak-sterrenwacht in Arizona in de
toekomst steeds meer gaan inzetten voor onderzoek aan exoplaneten. NASA
heeft onderzoeksinstituten nu uitgenodigd om met voorstellen te komen
voor de bouw van een grote, extreem gevoelige spectrometer waarmee
minieme wiebelingen van sterren te meten zijn die wijzen op de
aanwezigheid van rondcirkelende planeten. De spectrometer moet
snelheidsvariaties van een halve meter per seconde kunnen meten, en
uiteindelijk misschien zelfs van tien centimeter per seconde - de
snelheid van de schommelingen van de zon als gevolg van de zwaartekracht
van de aarde. Met de nieuwe spectrometer zal vervolgonderzoek mogelijk
worden aan exoplaneten die gevonden zijn met ruimtemissies zoals Kepler
en de toekomstige ruimtetelescoop TESS. (GS)
→ NASA Solicits Proposals for a World-class Precision Doppler Spectrometer at Kitt Peak National Observatory
6 februari 2015
Britse wetenschappers hebben plannen voor de bouw van een kleine
satelliet die meer inzicht moet geven in de chemische samenstelling en
evolutie van planeten bij andere sterren. De missie, die de naam Twinkle
heeft gekregen, moet binnen vier jaar van start gaan. Twinkle wordt de
eerste satelliet die specifiek bedoeld is om de atmosferen van
exoplaneten te analyseren. Er zijn tot nu toe al duizenden exoplaneten
ontdekt, maar van de meeste weten we niet veel meer dan de massa, de
dichtheid en de afstand tussen planeet en moederster. In slechts een
paar gevallen is het gelukt om de samenstelling van de atmosfeer van de
exoplaneet te onderzoeken. Dat gebeurt op de momenten dat zo’n planeet
voor zijn ster langs schuift, en een klein beetje sterlicht door de
moleculen en wolken in zijn atmosfeer wordt geabsorbeerd. De daaruit
voortkomende spectrale ‘vingerafdruk’ geeft informatie over de
samenstelling van de planeetatmosfeer. Twinkle krijgt als taak om de
spectrale vingerafdrukken van minstens honderd planeetatmosferen te
onderzoeken. Bij grote planeten die rond heldere sterren cirkelen kunnen
ook bewolking en temperatuurverdeling in kaart worden gebracht. De
missie van Twinkle zal minimaal drie jaar gaan duren. (EE)
→ Twinkle: A British Mission To Explore Exoplanets
5 februari 2015
Australische planeetwetenschappers hebben berekend dat er alleen al
in onze Melkweg honderden miljarden aarde-achtige planeten zijn, waarop
leven mogelijk is. Die conclusie baseren zij op een aangepaste versie
van een vuistregel die meer dan tweehonderd jaar geleden voor de
planeten van ons zonnestelsel werd opgesteld (Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society). De wetenschappers hebben die vuistregel –
de zogeheten wet van Titius-Bode – toegepast op 151 planetenstelsels met
minstens drie planeten, die zijn ontdekt met de Amerikaanse
Kepler-satelliet. Op basis daarvan voorspellen ze dat in deze stelsels
alles bij elkaar nog 228 planeten op ontdekking wachten. Bovendien
zouden in elk planetenstelsel gemiddeld twee planeten binnen de leefbare
zone van hun ster te vinden zijn. De wet van Titius-Bode is een formule
die een eenvoudig wiskundig verband legt tussen het rangnummer van een
planeet en zijn afstand tot de zon. Over de status van deze ‘wet’
bestaat veel discussie. Volgens sommige astronomen berust de in ons
zonnestelsel waargenomen regelmaat in de afstanden van de planeten tot
de zon op zuiver toeval. Anderen denken dat planetenstelsels van andere
sterren een vergelijkbare regelmaat vertonen. (EE)
→ Scientists predict Earth-like planets around most stars
28 januari 2015
Modelberekeningen door onderzoekers van de universiteit van
Washington in Seattle laten zien dat planeten van het type Neptunus niet
onleefbaar hoeven te blijven. Getijkrachten en activiteit van de
moederster kunnen zo’n planeet leefbaar maken. Een planeet als Neptunus
bestaat uit een kern van ijs en gesteente, die omgeven is door een
dichte atmosfeer die voor een belangrijk deel uit waterstof- en
heliumgas bestaat. Zulke planeten ontstaan op grote afstand van hun
moederster, en zijn dus per definitie koud. In een artikel dat in het
tijdschrift Astrobiology is verschenen schrijven de wetenschappers dat
getijkrachten ervoor kunnen zorgen dat deze planeten geleidelijk naar de
‘leefbare zone’ spiralen – het gebied rond hun ster waar gematigde
temperaturen heersen. In veel gevallen zal die ster een zogeheten rode
dwerg zijn, en zulke sterren produceren in hun jeugd grote hoeveelheden
ultraviolette en röntgenstraling. Door die straling kan de naderende
planeet zijn atmosfeer kwijtraken, waarna slechts het rotsachtige deel
van zijn kern overblijft. En het ijs dat in de kern zat, kan na smelting
oceanen vormen. Of er ook echt een ‘leefbare’ planeet ontstaat, hangt
van allerlei factoren af. Als het verlies aan waterstof en helium te
langzaam gaat, blijft een (onleefbaar) dichte atmosfeer in stand. En als
de planeet te snel waterstof verliest, kan dat juist een sterk
broeikaseffect tot gevolg hebben, waardoor de planeet al zijn water
kwijtraakt. Het is dus niet zo dat Neptunus-achtige planeten rond rode
dwergsterren altijd leefbaar worden. Maar het vergroot wel de kans dat
bij deze sterren leefbare werelden te vinden zijn. (EE)
→ An Ancient Star with Five Earth-size Planets
26 januari 2015
Het ringenstelsel dat in 2012 is ontdekt rond exoplaneet J1407b
blijkt veel groter dan gedacht. De middellijn van het ringenstelsel is
123 miljoen kilometer. Daarmee is het ruim honderd keer zo groot als het
ringenstelsel rond de planeet Saturnus. Vermoedelijk is er in het
ringenstelsel al een kolossale maan aan het ontstaan, met een massa
ergens halverwege die van Mars en de aarde - dat zou blijken uit de
ontdekking van een brede, lege zone in het stelsel.
Het ringenstelsel is ontdekt doordat het ongeveer eens in de tien
jaar voor de moederster J1407 langs beweegt, en daarbij gedurende enkele
weken een karakteristiek patroon van verzwakkingen in het sterlicht
veroorzaakt. Een nieuwe, gedetailleerde analyse van de oorspronkelijke
waarnemingen uit 2007, verricht met camera's van het SuperWASP-project,
laat zien dat er minstens dertig ringen zijn, waarvan de grootste bijna
even groot is als de afstand tussen de aarde en de zon.
Opmerkelijk genoeg is het object in het centrum van het ringenstelsel
- vermoedelijk een grote, zware exoplaneet of een zogeheten bruine
dwerg, met een massa van 10 tot 40 keer de massa van Jupiter - nog niet
waargenomen. Het wachten is nu op de volgende eclips, die zich
vermoedelijk binnen enkele jaren aan zal dienen.
De nieuwe analyse, uitgevoerd door Matthew Kenworthy van de
Universiteit Leiden en Eric Mamajek van de University of Rochester, zal
gepubliceerd worden in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Gigantic ring system around J1407b much larger, heavier than Saturn’s
16 januari 2015
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft een ster ontdekt waar
drie planeten omheen draaien die maar net iets groter zijn dan onze
aarde. De buitenste van de drie bevindt zich in de ‘leefbare zone’ – het
gebied rond de ster waar de temperaturen aan het oppervlak van een
planeet zo gematigd zijn dat er vloeibaar water kan bestaan. De ster,
EPIC-201, is een koele rode dwergster die ongeveer half zo groot en
zwaar is als onze zon. Met een afstand van 150 lichtjaar behoort hij tot
de meest nabije sterren waarbij planeten zijn ontdekt. De drie planeten
zijn 2,1, 1,7 en 1,5 keer zo groot als de aarde. De buitenste en
kleinste van de drie ontvangt ongeveer net zo veel licht en warmte van
zijn ster als de aarde van de zon. Door hun nabijheid zullen astronomen
in staat zijn om de eventuele atmosferen van het drietal te onderzoeken.
De planeten zijn ontdekt tijdens de zogeheten K2-missie van Kepler.
Kepler maakt jacht op exoplaneten door te speuren naar de periodieke
helderheidsdipjes in het licht van sterren, die ontstaan wanneer er
planeten voor hen langs schuiven. Voor het detecteren van zulke
planeetovergangen of ‘transits’ is een extreem nauwkeurig
standregelsysteem nodig. Nadat in het voorjaar een onderdeel van het
standregelsysteem van de ruimtetelescoop stukging, leek er een abrupt
einde te zijn gekomen aan zijn planetenjacht. Maar met wat technische
kunstgrepen is Kepler sinds afgelopen voorjaar weer in bedrijf. Die
vervolgmissie – ‘K2’ – begint zijn waarde te bewijzen. (EE)
→ Three nearly Earth-size planets found orbiting nearby star
15 januari 2015
Een relatief dunne atmosfeer, zoals die van de aarde, kan voldoende
zijn om te voorkomen dat planeten in een situatie terechtkomen waarbij
steeds dezelfde kant van het hemellichaam naar de ster is gericht waar
het omheen draait. Dat blijkt uit onderzoek door astronomen van de
universiteit van Toronto (Science, 16 januari). Bij planeten die op
geringe afstand om hun ster draaien, gaat de rotatie gemakkelijk in de
pas lopen met de omloop rond de ster. Dan ontstaat dezelfde situatie als
bij onze maan, waarvan de ‘achterkant’ vanaf de aarde nooit te zien is.
Voor de leefbaarheid van een planeet is die synchrone rotatie funest:
al het aanwezige water verzamelt zich uiteindelijk aan de donkere
achterkant, waar het ijskoud is. Wetenschappers gingen er tot nu toe van
uit dat planeten dat lot maar op één manier kunnen ontlopen: ze moeten
een dichte atmosfeer hebben, zoals de planeet Venus in ons eigen
zonnestelsel. Het nieuwe onderzoek laat echter zien dat zelfs een
bescheiden atmosfeer als die van de aarde in staat is om de rotatie van
een planeet zodanig te versnellen of te vertragen, dat er een
dag/nacht-cyclus tot stand komt. Oorzaak zijn de luchtstromingen die in
zo’n atmosfeer optreden. Dat betekent dat waarschijnlijk lang niet alle
exoplaneten die in krappe omloopbanen om hun ster draaien een synchrone
rotatie vertonen. En dat vergroot de kans dat sommige van die planeten
leefbaar zijn. (EE)
→ Planets Outside Our Solar System More Hospitable To Life Than Thought
8 januari 2015
Chileense astronomen hebben een plausibele verklaring gevonden voor
twee merkwaardige donkere structuren in de planeetvormende schijf rond
de ster HD142527. Het lijken simpelweg schaduwen te zijn. Planeten
ontstaan uit de schijven van gas en stof rond jonge sterren.
Verondersteld werd dat zo’n protoplanetaire schijf doorgaans min of meer
vlak is. Maar bij HD142527, een ster op 457 lichtjaar van de aarde,
lijkt dat niet het geval te zijn. Wanneer zich in een protoplanetaire
schijf een grote planeet begint te vormen, veegt deze het gas en stof
langs zijn omloopbaan op. Hierdoor ontstaat een lege gordel in de
schijf. Bij HD142527 is die leemte extreem breed, mogelijk omdat zich
hier meerdere Jupiterachtige planeten hebben gevormd. De leemte deelt de
schijf rond HD142527 in tweeën. Het binnendeel heeft een omtrek die
overeenkomt met de omloopbaan van Saturnus in ons eigen zonnestelsel.
Het buitendeel begint op een veertien keer zo grote afstand van de ster.
In 2011 werd ontdekt dat de ‘buitenschijf’ twee donkere inkepingen
vertoont. Met behulp van computermodellen hebben astronomen van de
universiteit van Chili nu laten zien wat de oorzaak van deze donkere
plekken is. Doordat de binnenschijf een hoek van ongeveer 70 graden met
de buitenschijf maakt, werpt hij zijn schaduw op de buitenschijf. Hoe
deze configuratie is ontstaan, is nog onduidelijk. (EE)
→ Shadows cast by a warp in a planet forming system
6 januari 2015
Astronomen hebben acht nieuwe planeten ontdekt die zich op zodanige
afstanden van hun moedersterren bevinden dat er vloeibaar water op hun
oppervlak kan bestaan. Twee van de acht zijn de meest ‘aarde-achtige’
exoplaneten die tot nu toe zijn opgespoord. De ontdekkingen zijn bekend
gemaakt op de 225ste bijeenkomst van de American Astronomical Society.
De nieuwe exoplaneten zijn ontdekt met de Amerikaanse
Kepler-satelliet. Deze spoort exoplaneten op door kleine, regelmatige
helderheidsdipjes in het licht van sterren te detecteren. Zulke dipjes
ontstaan wanneer er een planeet om de ster cirkelt die vanaf de aarde
gezien steeds eventjes voor die ster langs schuift. Kepler heeft op die
manier al duizend exoplaneten
ontdekt. De twee meest aarde-achtige van het stel zijn Kepler-438b
en Kepler-442b. Ze draaien om rode dwergsterren – sterren die kleiner
en koeler zijn dan onze zon. Hun omlooptijden bedragen respectievelijk
35 dagen en 112 dagen. Kepler-438b is 470 lichtjaar van de aarde
verwijderd, de afstand van Kepler-442b bedraagt 1100
lichtjaar. Kepler-438b is slechts twaalf procent en Kepler-442b
ongeveer dertig procent groter dan de aarde. Daarmee zijn het vrijwel
zeker rotsachtige planeten. Hoe leefbaar de omstandigheden op de
verschillende exoplaneten zijn, is hoogst onzeker. Dat hangt van veel
meer factoren af dan alleen van de afstand tot de moederster. Zo staan
rode dwergsterren bekend om hun wispelturige gedrag: ze produceren vaak
hevige uitbarstingen waarbij hun naaste omgeving met intense straling
wordt bestookt. (EE)
→ Eight New Planets Found in “Goldilocks” Zone
6 januari 2015
De 28.000 vrijwillige deelnemers aan het ‘Disk Detective’-project
hebben in een jaar tijd een miljoen steropnamen onderzocht op de
aanwezigheid van omringend gas en/of puin. Via DiskDetective.org
worden opnamen gepresenteerd van de infraroodsatelliet WISE, die 745
miljoen objecten heeft vastgelegd. ‘Burgerwetenschappers’ kammen deze
enorme berg beeldmateriaal uit naar twee soorten ‘circumstellaire’
schijven. De eerste soort bestaat voor een groot deel uit gas en wordt
doorgaans aangetroffen bij sterren die nog maar enkele miljoenen jaren
oud zijn. De tweede soort, die vaak ‘puinschijf’ wordt genoemd, bestaat
voornamelijk uit gesteenten en ijs. Door het samenklonteren van het puin
en gas in zulke schijven kunnen planeten ontstaan. Tot nu toe zijn 478
van de objecten die bij het ‘Disk Detective’-project zijn opgespoord
aangewezen voor vervolgonderzoek met telescopen op aarde. Naar
verwachting zal dit aantal de komende jaren oplopen tot ongeveer
duizend. (EE)
→ Volunteer ‘Disk Detectives’ Top 1 Million Classifications of Possible Planetary Habitats
5 januari 2015
Planeten die wat groter en zwaarder zijn dan de aarde houden hun
oceanen beter vast. Dat betekent dat de kans op het bestaan van leven
zoals wij dat kennen eigenlijk groter is op planeten die twee tot vier
keer zo zwaar zijn als de aarde, vooropgesteld dat ze zich in de
zogeheten bewoonbare zone van hun moederster bevinden, op een afstand
waar de temperatuur niet te hoog of te laag is voor het bestaan van
water in vloeibare vorm.
Modelberekeningen van Laura Schaefer van het Harvard-Smithsonian
Center for Astrophysics wijzen uit dat zulke superaardes een
efficiëntere geologische cyclus vertonen dan een kleinere planeet zoals
onze eigen aarde. Die cyclus, waarbij water in de mantel van de planeet
terechtkomt als gevolg van subductie en weer aan het oppervlak gebracht
wordt door zeebodemspreiding en vukanisme, zorgt ervoor dat er gedurende
vele miljarden jaren oceanen aan het oppervlak van een rotsachtige
planeet kunnen voorkomen.
Uit Schaefers modelberekeningen blijkt ook dat er op de allerzwaarste
superaardes - ca. vijf maal zo zwaar als de aarde, en met een dikkere
korst - pas na ca. één miljard jaar oceanen ontstaan, aangenomen dat het
grootste deel van het water afkomstig is uit het inwendige. De nieuwe
resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 225ste bijeenkomst van de
American Astronomical Society in Seattle. (GS)
→ Super-Earths have long-lasting oceans
5 januari 2015
Kleine exoplaneten, met afmetingen tot ca. 34.000 kilometer (2,7 keer
zo groot als de aarde) blijken in de meeste gevallen ook echt op de
aarde te lijken, met een kern van metalen en een mantel van gesteenten.
Dat blijkt uit precisiemetingen aan de massa's van deze aarde-achtige
planeten, vandaag gepresenteerd op de 225ste bijeenkomst van de American
Astronomical Society in Seattle.
Uit planeetovergangen, waarbij een exoplaneet gezien vanaf de aarde
voor zijn moederster langs beweegt, kunnen de afmetingen van de planeet
worden afgeleid. Maar daarmee is nog niet bekend uit welke materialen de
planeet is opgebouwd. Om daar een idee van te hebben, moet ook de massa
bekend zijn. Die volgt uit de mate waarin de planeet zijn moederster
aan het wiebelen krijgt.
Met de onlangs in gebruik genomen Europese HARPS-North spectrograaf
op de Italiaanse Galileo-telescoop op La Palma zijn deze minieme
wiebelingen heel nauwkeurig opgemeten. Zo blijkt exoplaneet Kepler 93b,
die anderhalf keer zo groot is als de aarde, een massa van 4 aardmassa's
te hebben. Dat betekent dat hij ongeveer dezelfde dichtheid heeft als
de aarde, en dus ook uit gesteenten en metalen moet bestaan.
Volgens Courtney Dessing van het Harvard-Smithsonian Center for
Astrophysics geldt hetzelfde voor het overgrote deel van de kleine
exoplaneten waarvoor nauwkeurige massa's bekend zijn. Anders gezegd:
kleine exoplaneten zijn volgens hetzelfde 'recept' bereid als onze eigen
aarde. (GS)
→ New instrument reveals recipe for other Earths
18 december 2014
Voor het eerst sinds zijn ‘comeback’ heeft de NASA-satelliet Kepler
weer een nieuwe exoplaneet ontdekt. De planeet, HIP 116454b, is 2,5 keer
zo groot als de aarde een draait om een ster in het sterrenbeeld Vissen
die kleiner en koeler is dan onze zon. Zijn afstand tot de ster is zo
gering dat het te heet is op de planeet voor leven zoals wij dat kennen.
Kepler detecteert planeten door naar de kleine, regelmatige
‘helderheidsdipjes’ uit te kijken die optreden als een planeet – van ons
uit gezien – voor zijn ster langs trekt. Daartoe is het nodig dat de
satelliet heel stabiel op sterren kan worden gericht. Met dat
‘standregelsysteem’ ging het in mei 2013 fout: door het uitvallen van
twee van de vier reactiewielen van de satelliet kon de vereiste
nauwkeurigheid niet langer worden behaald. Een tijd lang leek het erop
dat de Kepler-satelliet moest worden afgeschreven. Maar wetenschappers
en technici hebben een list bedacht: de satelliet wordt nu
gestabiliseerd met behulp van de twee resterende reactiewielen én de
stralingsdruk van de zon. Tijdens zijn K2-missie, die in mei van dit
jaar is begonnen, jaagt Kepler overigens niet alleen op exoplaneten. Hij
observeert ook sterrenhopen, stervormingsgebieden en objecten in ons
eigen zonnestelsel. (EE)
→ Kepler Reborn, Makes First Exoplanet Find of New Mission
15 december 2014
Volgens astronomen van George Mason University is het binnenkort
mogelijk om ‘uitgerekte’ planeten op het spoor te komen. Veel
exoplaneten (planeten bij andere sterren dan de zon) draaien op zeer
kleine afstand rond hun moederster, waarbij ze sterk vervormd kunnen
raken door getijdenkrachten. In een artikel in Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society rekenen de astronomen voor dat zo’n
uitgerekte planeet zijn bestaan kan verraden wanneer hij voor een rode
dwergster langs beweegt. De planeet zal altijd dezelfde zijde naar de
ster keren, maar tijdens begin en eind van de overgang zien we vanaf de
aarde een net iets ander silhouet dan halverwege de overgang. Uit
modelberekeningen blijkt dat dat in de toekomst zeker waargenomen zal
kunnen worden door de James Webb Space Telescope en de European
Extremely Large Telescope. (GS)
→ Stretched-out solid exoplanets
11 december 2014
Astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat rond de jonge, zonachtige
ster HD 107146 hemellichamen van het formaat Pluto cirkelen. De objecten
zouden hun omgeving zodanig in beroering brengen dat er tal van
botsingen tussen kleinere objecten plaatsvinden. Met de Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili is het fijne gruis
waargenomen dat bij zulke botsingen kan zijn vrijgekomen. Het gruis dat
in de protoplanetaire schijf rond HD 107146 is gedetecteerd bestaat uit
deeltjes met afmetingen van ongeveer een millimeter. De hoogste
concentratie bevindt zich op verrassend grote afstand van de ster –
ongeveer 13 miljard kilometer. Ter vergelijking: de buitenste planeet
van ons zonnestelsel, Neptunus, bevindt zich op 4,5 miljard kilometer
van de zon. Het gruis in de materieschijven rond jonge sterren is
doorgaans afkomstig van het materiaal dat bij de vorming van planeten is
overgebleven. In jonge schijven wordt dit gruis voortdurend aangevuld
door botsingen tussen grotere objecten, zoals kometen en planetoïden. In
volwassen planetenstelsels resteert relatief weinig stof. Volgens
sommige modellen zou in de tussenliggende periode de stofconcentratie in
de buitenste delen van de schijf juist het grootst moeten zijn. En dat
is precies wat ALMA nu heeft waargenomen. Diezelfde modellen geven aan
dat deze verhoogde stofcentratie alleen verklaarbaar is als recent
gevormde objecten ter grootte van Pluto hun omgeving verstoren.
Overigens lijkt de schijf rond HD 107146 op ongeveer 11 miljard
kilometer van de ster een relatief stofarme zone te vertonen. Mogelijk
cirkelt er op die afstand een kleine planeet om de ster die zijn
omgeving ‘schoonveegt’. (EE)
→ Swarms of Pluto-Size Objects Kick Up Dust around Adolescent Sun-Like Star
2 december 2014
Aarde-achtige planeten in een kleine omloopbaan rond een rode
dwergster zijn mogelijk onleefbaar. Dat concluderen onderzoekers van de
University of Washington in een publicatie in het vakblad Astrobiology.
Rode dwergsterren zijn extreem talrijk, en veel rode dwergen worden door
planeten omringd. Wanneer die zich dicht bij hun kleine, zwakke
moederster bevinden, kunnen ze dezelfde oppervlaktetemperatuur hebben
als de aarde. Aarde-achtige planeten rond rode dwergen zijn bovendien
relatief eenvoudig te detecteren.
Nu blijkt echter dat zulke planeten vermoedelijk geen leven kunnen
herbergen. Rode dwergen ontstaan veel langzamer dan grotere, zwaardere
sterren zoals de zon. In de materieschijf rond een rode dwerg kunnen al
planeten samenklonteren wanneer de ster zelf nog lang niet volledig is
samengetrokken. Tijdens die ontstaansperiode zijn de planeten daardoor
extreem heet, met als gevolg dat al het oppervlaktewater zal verdampen.
Bovendien, zo rekenen de astronomen voor, kan de resulterende
waterdamp door de energierijke straling van de ster gesplitst worden in
waterstof- en zuurstofatomen. De waterstofatomen zijn licht en
verdwijnen gemakkelijk in de ruimte. Het resultaat is dat de planeet een
zuurstofrijke dampkring kan hebben, maar dat is dan dus géén aanwijzing
voor biologische activiteit aan het oppervlak. (GS)
→ 'Mirage Earth' Exoplanets May Have Burned Away Chances for Life
2 december 2014
Wanneer een ster op relatief grote afstand wordt omgeven door veel
koel stof, is ook de hoeveelheid warm stof op kleinere afstand van de
ster groot. Dat blijkt uit een onderzoek aan tientallen sterren,
verricht met de Keck-interferometer op de Mauna Kea-sterrenwacht in
Hawaii. De ontdekking wordt op 8 december gepubliceerd in The
Astrophysical Journal.
Koel stof is vrij eenvoudig te zien met een grote telescoop, omdat het
zich op vrij grote afstand van een ster bevindt, en dus niet zo sterk
wordt overstraald. Warm stof (op kamertemperatuur) is moeilijker te
detecteren, doordat het zich dichter bij de veel helderder ster bevindt.
Voor astronomen is het echter belangrijk om te weten of de binnendelen
van een ander planetenstelsel veel van dat warme stof bevatten: de
detectie van aarde-achtige planeten rond de ster kan daardoor
aanzienlijk worden bemoeilijkt.
Met de Keck-interferometer is het nu gelukt om van tientallen sterren
de hoeveelheid warm stof te meten. Daarbij blijkt dat er een eenduidige
relatie bestaat tussen de hoeveelheid koud stof in de buitendelen van
een planetenstelsel en de aanwezigheid van warm stof op kleinere afstand
van de ster.
De Keck-interferometer was een instrument waarmee de metingen van de
twee 10-meter Keck-telescopen werden samengevoegd. Op die manier kon
niet alleen een extreem hoge beeldscherpte worden verkregen, maar was
het ook mogelijk om het licht van de ster te 'elimineren', zodat de
stofdeeltjes dicht bij de ster beter te zien zijn. De
Keck-interferometer werd in 1997 gebouwd en is tot 2012 in gebruik
geweest. (GS)
→ Scientists Accurately Quantify Dust Around Planets in Search for Life
1 december 2014
Sterrenkundigen van Queen's University Belfast en York University in
Ontario, Canada hebben voor het eerst met een telescoop op aarde de
zogeheten overgang waargenomen van een superaarde - een exoplaneet die
ca. twee keer zo groot en ca. acht keer zo zwaar is als de aarde. Het
gaat om planeet 55 Cancri e, die een zeer kleine baan beschrijft rond
een zonachtige ster. Bij een planeetovergang schuift de planeet voor
zijn moederster langs, waarbij een klein deel van het sterlicht wordt
onderschept. In het geval van 55 Cancri e bedraagt de tijdelijke
helderheidsafname van de ster 0,05 procent. Eerder lukte het meten van
zulke kleine helderheidsdipjes alleen met telescopen in de ruimte. Vanaf
de aarde was wel al de overgang van een andere superaarde waargenomen
(GJ 1214b), maar die beweegt rond een kleine rode dwergster, zodat de
helderheidsafname procentueel fors groter is.
De waarnemingen zijn verricht met de relatief kleine 2,5-meter Nordic
Optical Telescope (NOT) op La Palma, Canarische Eilanden. De
sterrenkundigen publiceren hun resultaat vandaag in Astrophysical
Journal Letters. Eerste auteur is de Nederlandse astronoom Ernst de
Mooij, die momenteel verbonden is aan Queen's University Belfast in
Noord-Ierland.
De precisiemeting is goed nieuws voor planetenjagers: de komende jaren
zullen met behulp van de ruimtetelescopen TESS (NNASA) en PLATO (ESA)
waarschijnlijk tal van kleine planeten bij nabijgelegen zonachtige
sterren worden ontdekt. Kennelijk is het al met relatief eenvoudige
apparatuur mogelijk om zulke planeten te karakteriseren. (GS)
→ Ground-Based Detection of Super-Earth Transit
20 november 2014
Een internationaal team van astronomen heeft een schatting gemaakt van
de sterkte en richting van het magnetische veld van een planeet buiten
ons zonnestelsel. De ‘magnetosfeer’ van de planeet – die bekendstaat als
HD 209458b – lijkt vrij klein en zwak te zijn (Science, 21 november).
HD 209458b is een zogeheten hete jupiter: een planeet die van
vergelijkbare omvang is als ‘onze’ planeet Jupiter, maar op zeer kleine
afstand om zijn moederster draait. Vanaf de aarde gezien schuift deze
planeet twee keer per week voor de ster langs. Tijdens zo’n
planeetovergang of transit absorbeert de wolk waterstofgas waar HD
209458b in gehuld is een deel van het sterlicht. Dat maakt het mogelijk
om de omvang en vorm van de gaswolk te bepalen. Wetenschappers gaan
ervan uit dat de grootte van zo’n gaswolk wordt bepaald door de
interactie tussen de geladen deeltjes die de moederster uitzendt (de
sterrenwind) en de atmosfeer van de planeet. Net als bij onze aarde
vindt die interactie plaats boven de magnetosfeer.
Afhankelijk van de omvang van de magnetosfeer en de sterkte van het
bijbehorende magnetische veld heeft de gaswolk rond een planeet een
andere vorm. De eigenschappen van de gaswolk rond HD 209458b geven
dus indirect inzicht in zijn magnetosfeer. Rechtstreekse metingen
van het magnetische veld van exoplaneten zijn op dit moment nog niet
mogelijk.
Aan de hand van modelberekeningen laten de onderzoekers zien dat de
magnetosfeer van HD 209458b zich uitstrekt tot een afstand van minder
dan drie planeetstralen. Ter vergelijking: de magnetosfeer van Jupiter
strekt zich in de richting van de zon uit tot op 7 miljoen kilometer
– honderd maal de straal van de planeet. (EE)
→ Estimating the magnetic field of an exoplanet
13 november 2014
Planetenstelsels-in-wording zijn doorgaans niet veel meer dan
wervelende schijven van gas en stof. In de loop van een paar miljoen
jaar wordt dit gas naar het centrum van de schijf gezogen, waardoor een
ster ontstaat. Het overgebleven stof klontert samen tot steeds grotere
brokken – de bouwstenen van aardse planeten. Tot nu toe was onduidelijk
hoe dat alles zo snel kan gebeuren. Een internationaal team van
wetenschappers heeft nu echter ontdekt dat de schijf waaruit ons
zonnestelsel is voortgekomen, is gevormd door een sterk magnetisch veld
dat ervoor zorgde dat er binnen enkele miljoenen jaren een enorme
hoeveelheid gas naar de zon werd gedreven (Science, 14 november).
Datzelfde magnetische veld zou ook het planeetvormingsproces in gang
hebben gezet. Het bracht stofdeeltjes in de schijf in botsing met
elkaar. Een en ander blijkt uit de analyse van een meteoriet, Semarkona
geheten, die in 1940 in India neerplofte. De ruimtesteen wordt beschouwd
als een van de meest maagdelijke overblijfselen van het jonge
zonnestelsel die ooit op aarde zijn gevonden. Bij hun onderzoek hebben
de wetenschappers een aantal chondrulen, kleine bolvormige insluitsels,
uit de meteoriet verwijderd. Vervolgens is van elke chondrule de
magnetische sterkte gemeten. Uit die meetwaarde kan worden afgeleid hoe
sterk het magnetische veld was waarin de chondrulen zich ten tijde van
hun ontstaan bevonden. Uit de berekeningen blijkt dat de magnetische
veldsterkte van het jonge zonnestelsel 5 tot 54 microtesla bedroeg. Dat
is 100.000 keer zo sterk als het huidige magnetische veld van de
interstellaire ruimte, en sterk genoeg om gas in hoog tempo richting zon
te laten stromen. (EE)
→ Pulling together the early solar system
11 november 2014
Uit gedetailleerde simulaties, uitgevoerd met grote supercomputers,
blijkt dat er in een jong planetenstelsel ook aardeachtige
dubbelplaneten kunnen ontstaan: twee planeten die op kleine onderinge
afstand om elkaar heen draaien. De resultaten worden deze week
gepresenteerd op de 46ste bijeenkomst van de Division for Planetary
Sciences van de American Astronomical Society in Tucson, Arizona.
Planeten ontstaan door samenklonteren en versmelten van kleinere en
grotere brokstukken. Uiteindelijk kunnen forse protoplaneten met elkaar
in botsing komen. Bij zo'n botsing tussen de pasgevormde aarde en een
protoplaneet ter grootte van Mars is naar men aanneemt onze maan
gevormd. Ook Charon, de grote maan van Pluto, zou ontstaan kunnen zijn
in de nasleep van een botsing.
Waneer de twee hemellichamen elkaar echter met veel geringere snelheid
naderen, kunnen ze bewegingsenergie verliezen door de wederzijdse
getijdenwerking, en in een baan om elkaar heen terecht komen. Er
ontstaat dan een echte dubbelplaneet, waarbij de twee hemellichamen
vergelijkbare afmetingen en massa's hebben. Dubbelplaneten in andere
planetenstelsels zijn tot op heden nog niet ontdekt. (GS)
→ Can Binary Terrestrial Planets Exist?
10 november 2014
Op 295 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Carina (Kiel)
is een pasgeboren planetenstelsel ontdekt. Het stelsel, rond de ster HD
95086, vertoont veel overeenkomsten met het baby-zonnestelsel rond de
ster HR 8799. Beide stelsels bevatten brede stofgordels, vergelijkbaar
met de planetoïdengordel en de Kuipergordel in ons eigen zonnestelsel.
De stofjes in zulke 'puinschijven' moeten zijn ontstaan door botsingen
van kleinere hemellichamen (planetoïden en kometen), wat doet vermoeden
dat de vorming van planeten al aan de gang is.
Bij HR 8799 zijn vier van zulke reuzenplaneten zelfs direct
gefotografeerd; in het geval van HD 95086 wordt het bestaan van een of
meer planeten afgeleid uit de aanwezigheid van relatief lege zones in de
stofschijven. De leeftijd van het stelsel bedraagt naar schatting 10
tot 20 miljoen jaar. Toen ons eigen zonnestelsel die leeftijd had, waren
de kleine aardse planeten zich net aan het vormen, en kregen ook de
reuzenplaneten hun uiteindelijke gestalte.
Mede doordat nu 'voorspeld' kan worden op welke afstand van hun
moederster de planeten rond HD 95086 zich moeten bevinden, zal de
ontdekking van de stofgordels het mogelijk maken gericht op zoek te gaan
naar zulke planeten. De stofschijf van HD 95086 is ontdekt op basis van
waarnemingen met de Amerikaanse Spitzer Space Telescope en de Europese
ruimtetelescoop Herschel. De resultaten worden deze week gepresenteerd
op de 46ste bijeenkomst van de Division of Planetary Sciences van de
American Astronomical Society in Tucson, Arizona. (GS)
→ Baby Photos of a Scaled-Up Solar System
6 november 2014
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, tien
stofrijke puinschijven rond sterren in beeld gebracht. Het puin in de
schijven is waarschijnlijk afkomstig van botsingen tussen objecten die
waren overgebleven na het planeetvormingsproces bij deze sterren. De
jongste sterren in het onderzoek zijn ongeveer 10 miljoen jaar oud, de
oudste meer dan een miljard jaar. Uit het onderzoek blijkt dat de
puinschijven grote onderlinge verschillen vertonen. Het eenvoudige
‘platte pannenkoek’-model kan dus de prullenbak in. De diversiteit van
de puinschuiven wordt toegeschreven aan gravitationele verstoringen,
bijvoorbeeld veroorzaakt door planeten die zich inmiddels in de schijven
hebben gevormd. Ook de beweging van de sterren door de interstellaire
ruimte kan de vorm van de schijven beïnvloeden. Opvallend is vooral de
opname van de schijf rond de ster HD 181327, die een opvallend
‘rafelige’ rand vertoont. Volgens de astronomen zou dat het gevolg
kunnen zijn van een recente botsing tussen twee objecten. Een andere
mogelijkheid is dat HD 181327 momenteel door een (niet-waarneembare)
wolk van interstellaire materie trekt. De resultaten van dit onderzoek
zijn op 1 oktober gepubliceerd in The Astronomical Journal. (EE)
→ Hubble Surveys Debris-Strewn Exoplanetary Construction Yards
6 november 2014
Een nieuwe opname van ALMA, de Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array, geeft een ongekend gedetailleerd beeld van de planeten-vormende
schijf rond een jonge ster. De schijf vertoont een aantal concentrische
heldere ringen, gescheiden door donkere gordels. Deze structuren worden
vrijwel zeker veroorzaakt door jonge planeetachtige objecten die zich in
de schijf aan het vormen zijn. Dat laatste is verrassend omdat de ster
in kwestie, HL Tauri, pas een miljoen jaar oud is. Er werd niet op
gerekend dat zo’n jonge ster al planetaire begeleiders zou kunnen
hebben. De ALMA-opname wijst er dus op dat het planeetvormingsproces
veel sneller verloopt dan tot nu toe werd gedacht. ALMA heeft HL Tauri
waargenomen op submillimetergolflengten. Alleen in dat golflengtegebied –
dat tussen het infrarood en het radiogebied in ligt – is de
protoplanetaire schijf van HL Tauri goed waarneembaar. In zichtbaar
licht zit de ster verscholen in een omvangrijk omhulsel van gas en stof.
De detailrijkdom van de nieuwe opname is te danken aan het feit dat de
ALMA-telescoop sinds september voor het eerst op bijna volle sterkte
wordt gebruikt. Daarbij staan de tientallen schotelantennes waaruit de
telescoop bestaat verspreid over een afstand van vijftien kilometer. Hoe
groter de maximale afstand tussen de schotels (de ‘basislijn’), des te
groter is de bereikte beeldscherpte. (EE)
→ Revolutionaire ALMA-opname toont geboorte van planeten
3 november 2014
Met de Europese Very Large Telescope in Chili is de zwakke gloed
ontdekt die ontstaat doordat microscopisch kleine stofdeeltjes in andere
planetenstelsels het licht van de ster weerkaatsen. Ook in ons eigen
zonnestelsel is dit zodiakale schijnsel onder gunstige omstandigheden
zichtbaar. Het gaat daarbij om stofjes die zijn gevormd door botsingen
van planetoïden en door het uiteenvallen van kometen.
Met de Very Large Telescope is nu voor het eerst een systematisch
onderzoek verricht naar zodiakaal licht bij andere sterren. In sommige
gevallen blijkt het wel duizend keer zo helder te zijn als in ons eigen
planetenstelsel. Opmerkelijk genoeg lijkt de gloed sterker te zijn bij
oude sterren dan bij jonge, terwijl je juist zou verwachten dat het
aantal botsingen van planetoïden in de loop van de tijd afneemt, en de
resulterende stofjes het planetenstelsel uit worden geblazen.
In de toekomst kan het ‘exo-zodiakaal’ licht mogelijk een probleem
opleveren bij pogingen om aarde-achtige exoplaneten direct waar te
nemen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy &
Astrophysics. (GS)
→ VLTI detecteert ‘exo-zodiakaal' licht
30 oktober 2014
Astronomen van Yale University en het Planet Hunters-programma
hebben een planeet opgespoord die met een punctualiteitsprobleem kampt.
De planeet, die de aanduiding PH3c heeft gekregen, bevindt zich op 2300
lichtjaar van de aarde en heeft een atmosfeer die veel waterstof en
helium bevat (The Astrophysical Journal, 29 oktober). PH3c schuift vanaf
de aarde gezien tijdens elke omloop voor zijn moederster langs.
Doorgaans gebeurt zoiets met grote regelmaat. Maar de omlooptijd van
deze planeet laat variaties in de orde van uren zien. Door dit
onregelmatige gedrag ontsnapte hij bijna aan zijn detectie. De
computerprogramma’s waarmee het helderheidsgedrag van sterren worden
geanalyseerd herkennen namelijk alleen regelmatige ‘helderheidsdipjes’.
Dat PH3c alsnog werd opgespoord is te danken aan Planet Hunters, een
zoekprogramma dat wordt uitgevoerd door 300.000 vrijwillige
‘burgerwetenschappers’. Zij bekijken de helderheidsgrafiekjes die zijn
aangeleverd door de Kepler-satelliet met iets andere ogen, wat soms
onverwachte resultaten oplevert. Het vreemde gedrag van PH3c is
overigens goed verklaarbaar. Hij maakt deel uit van een stelsel dat uit
minstens drie planeten bestaat. De onderlinge zwaartekrachtsinteracties
tussen de drie planeten resulteren in enigszins onregelmatige
baanbewegingen. (EE)
→ Yale finds a low-density planet that won’t stick to a schedule
29 oktober 2014
Astronomen hebben een lint van gas en stof gedetecteerd tussen de
omvangrijke buitenschijf en de binnenste regionen van een
dubbelstersysteem. Deze structuur zou verantwoordelijk kunnen zijn voor
de instandhouding van een tweede, kleinere schijf van planeetvormend
materiaal, die anders allang geleden verdwenen zou zijn. Omdat de helft
van alle zonachtige sterren in dubbelstersystemen wordt geboren, heeft
deze ontdekking grote gevolgen voor de jacht op exoplaneten (Nature, 30
oktober). Het onderzochte stersysteem, dat GG Tau-A heet, is pas een
paar miljoen jaar oud en staat op een afstand van ongeveer 450 lichtjaar
in het sterrenbeeld Stier. Het stelsel bevat twee schijven van gas en
stof: een grote buitenschijf die het complete stelsel omringt en een
kleinere schijf rond de centrale hoofdster. Deze binnenschijf heeft
ongeveer net zoveel massa als de planeet Jupiter. Het bestaan van de
binnenschijf stelde astronomen voor een raadsel, omdat deze in zo’n hoog
tempo materie overdraagt aan de centrale ster, dat hij allang leeg had
moeten zijn. Nu is duidelijk geworden waarom dat niet zo is: de nieuwe
waarnemingen, verricht met de Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array (ALMA), laten zien dat er materiaal van de buitenschijf naar de
binnenschijf stroomt. De twee schijven zijn als het ware verbonden door
een navelstreng. Planeten ontstaan uit het materiaal dat overblijft bij
de geboorte van een ster. Dat is een traag proces, wat betekent dat
planeetvorming een materieschijf vereist is die lang in stand blijft.
Als de toevoer van materie naar de binnenschijf ook bij andere
meervoudige sterren zo groot is als nu is waargenomen, neemt het aantal
potentiële locaties waar naar exoplaneten kan worden gezocht aanzienlijk
toe. (EE)
→ Planeetvormende navelstreng ontdekt in dubbelstersysteem
22 oktober 2014
Franse astronomen hebben bijna 500 afzonderlijke kometen onderzocht
die om de ster Bèta Pictoris draaien. Daarbij hebben zij ontdekt dat de
‘exokometen’ tot twee verschillende families behoren (Nature, 23 oktober
2014).Bèta Pictoris is een jonge ster op ongeveer 63 lichtjaar van de
zon. De pas ongeveer 20 miljoen jaar oude ster is omgeven door een
enorme schijf van materiaal. Dat is een planetenstelsel-in-wording,
waarin verdampende kometen en botsende planetoïden gas en stof
produceren. Al sinds bijna dertig jaar zien astronomen subtiele
veranderingen in het licht van Bèta Pictoris, die worden toegeschreven
aan kometen die vanaf de aarde gezien vóór de ster langs trekken.
Kometen zijn ijsachtige objecten die bij nadering van hun ster
verdampen. Daarbij ontstaan reusachtige staarten van gas en stof die een
deel van het sterlicht dat door hen heen gaat absorberen. De astronomen
hebben meer dan duizend waarnemingen van het licht van Bèta Pictoris
geanalyseerd die tussen 2003 en 2011 zijn verkregen met de 3,6-meter
telescoop van de Europese sterrenwacht op La Silla (Chili). Daarbij zijn
493 verschillende kometen ontdekt, waarvan sommige meerdere keren voor
de ster langs schoven. De analyse heeft informatie opgeleverd over de
hoeveelheid stof en gas die de afzonderlijke kometen uitstoten. Ook
konden enkele eigenschappen van de omloopbanen van de kometen worden
bepaald. Daaruit kan worden geconcludeerd dat de kometen tot twee
verschillende families behoren. De kometen van de eerste familie
vertonen allerlei verschillende omloopbanen, maar produceren weinig gas
en stof. Dit wijst erop dat hun ijsvoorraad door achtereenvolgende
naderingen van Bèta Pictoris uitgeput is geraakt. Die van de tweede
familie zijn veel actiever en volgen ruwweg dezelfde baan.
Waarschijnlijk zijn dit brokstukken van een groter object dat nog niet
zo lang geleden uit elkaar is gevallen. (EE)
→ Twee families van kometen gevonden rond nabije ster
9 oktober 2014
Een team astronomen heeft met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop de
temperatuur van de atmosfeer van een exoplaneet in kaart gebracht. Ook
is de hoeveelheid waterdamp in de planeetatmosfeer gemeten (Science
Express, 9 oktober). De onderzochte planeet, die WASP-43b heet, is een
zogeheten hete jupiter. Hij is ongeveer net zo groot, maar
tegelijkertijd tweemaal zo zwaar, als de grootste planeet van ons
zonnestelsel. De afstand tussen de planeet en zijn moederster is dermate
klein – slechts twee miljoen kilometer – dat WASP-43b, gedwongen door
de sterke getijkrachten, steeds met dezelfde kant naar de ster is
gericht. De astronomen hebben heel nauwkeurig gekeken naar de manier
waarop het licht van de moederster door de atmosfeer van de planeet
wordt ‘gefilterd’ en het zwakke schijnsel onderzocht dat van de planeet
zelf afkomstig is. Door dit te doen op momenten dat de planeet zich in
verschillende punten van zijn omloopbaan bevond, kon worden vastgesteld
hoe temperatuur van zijn atmosfeer varieert met de lengtegraad. Uit de
Hubble-waarnemingen blijkt dat de temperatuur aan de zonkant van de
planeet oploopt tot 1500 °C. Aan de nachtkant is het met 500 °C relatief
koel. Door dit grote temperatuurverschil ontstaan sterke
luchtstromingen, waarbij windsnelheden optreden die in de buurt van de
geluidssnelheid komen. Ook is vastgesteld dat WASP-43b maar heel weinig
licht van zijn ster weerkaatst. Dat wijst erop dat er in zijn atmosfeer
geen wolken te vinden zijn. Dat laat zich gemakkelijk verklaren: de
extreem hoge temperaturen in de atmosfeer voorkomen dat de aanwezige
waterdamp tot druppeltjes condenseert. (EE)
→ Hubble reveals most detailed exoplanet weather map ever
7 oktober 2014
Het Amerikaanse SETI Institute in Mountain View, Californië, gaat de
komende vijf jaar gericht onderzoek doen naar zogeheten biomarkers -
'vingerafdrukken' van (microscopisch) leven - en de manier waarop die
evolueren onder invloed van extreme omstandigheden. Het onderzoek wordt
uitgevoerd onder leiding van SETI-wetenschapper Nathalie Cabrol, in het
kader van het (virtuele) National Astrobiology Institute.Cabrol en haar
collega's gaan veldwerk verrichten in Yellowstone National Park, in
Californië en Chili, op het arctische Axel Heiberg-eiland, en in
West-Australië. Ook worden er metingen verricht vanuit de lucht en
vanuit de ruimte. De geselecteerde gebieden vertonen overeenkomsten met
de omstandigheden zoals ze in een ver verleden op Mars heersten. Door op
aarde onderzoek te doen naar biomarkers in extreme omstandigheden zoals
vulkanische en hydrothermische bronnen, moet het later mogelijk zijn om
ook op Mars gericht op zoek te gaan naar eventuele biomarkers -
misschien in 'fossiele' vorm - en die te herkennen. (GS)
→ Fingerprints of Life on Mars
30 september 2014
Europese astronomen hebben twee nieuwe exoplaneten ontdekt die
ongeveer de afmetingen van ‘onze’ planeet Jupiter hebben. Het bijzondere
van de ontdekking is dat de planeten om twee verschillende sterren
draaien die samen een dubbelster vormen. De ontdekking is het resultaat
van teamwork. Britse en Belgische astronomen ontdekten dat de ster
WASP-94A regelmatige helderheidsdipjes vertoont, die kunnen worden
toegeschreven aan een Jupiter-achtige planeet die vanaf de aarde gezien
voor zijn moederster langs schuift. Om de massa van die planeet te
kunnen bepalen, onderzochten Zwitserse astronomen de ster op kleine
schommelbewegingen. Toevallig kregen de Zwitsers daarbij ook de andere
ster – WASP-94B – in het vizier. Uit die waarnemingen bleek dat ook daar
een Jupiter-achtige planeet omheen cirkelt. Maar anders dan WASP-94A
trekt WASP-94B vanaf de aarde gezien nooit voor zijn ster langs. Het
gaat in beide gevallen om een ‘hete jupiter’: een zware gasplaneet die
in een krappe omloopbaan met een periode van slechts enkele dagen om
zijn moederster cirkelt. De dubbelster WASP-94A/B staat op een afstand
van 600 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Microscoop. (EE)
→ European Astronomers Find “Cousin” Planets Around Twin Stars
24 september 2014
Astronomen hebben waterdamp ontdekt in de atmosfeer van een exoplaneet
die maar vier keer zo groot is als de aarde. Daarmee is ‘HAT P-11b’ de
kleinste planeet buiten ons zonnestelsel waarbij dit is gelukt (Nature,
25 september). Vanaf de aarde gezien beweegt HAT P-11b ongeveer eens in
de vijf dagen voor zijn ster langs. Tijdens zo’n planeetovergang of
‘transit’ absorbeert de atmosfeer van de planeet bepaalde golflengten
van het licht van de ster. Uit waarnemingen met de ruimtetelescopen
Hubble en Spitzer blijkt dat de absorptie in dit geval voor rekening
komt van waterdamp. Dat wil overigens niet zeggen dat dit het
hoofdbestanddeel is van de atmosfeer van HAT P-11b. Vermoed wordt dat de
planeet overeenkomsten vertoont met de grote gasplaneten van ons
zonnestelsel en dat zijn atmosfeer grotendeels uit waterstof bestaat.
Eerdere pogingen om de atmosferische samenstelling van exoplaneten van
dit formaat te onderzoeken liepen op niets uit. Dat komt waarschijnlijk
doordat hun atmosferen door mist of bewolking zo ondoorzichtig waren,
dat ze simpelweg weinig of geen sterlicht doorlaten. Ondanks de
aanwezigheid van waterdamp is de atmosfeer van HAT P-11b klaarblijkelijk
veel transparanter. HAT P-11b draait om een koele dwergster in het
sterrenbeeld Zwaan, op ongeveer 124 lichtjaar van de aarde. Hij werd in
2008 ontdekt met de geautomatiseerde telescopen van het HAT-netwerk en
later ook opgemerkt door de Kepler-satelliet. Dat laatste leverde hem de
aanduiding Kepler-3b op. (EE)
→ Major Milestone In The Search For Water On Distant Planets
23 september 2014
Rond de pasgeboren ster HD 169142, die ongeveer twee keer zo zwaar is
als de zon, is een planetenstelsel-in-wording ontdekt. Dat melden
Spaanse sterrenkundigen in twee artikelen in The Astrophysical Journal
Letters. De ster wordt omgeven door een protoplanetaire schijf die we
vanaf de aarde vrijwel pal 'van boven' zien. Gedetailleerde radio- en
infraroodwaarnemingen van de schijf hebben het bestaan aan het licht
gebracht van twee lege zones in die schijf. Zulke relatief lege
'scheidingen' in een jonge circumstellaire gas- en stofschijf kunnen
veroorzaakt worden door de zwaartekrachtsinvloed van protoplaneten.
Radiowaarnemingen, verricht met de Very Large Array-radiotelescoop in
de Verenigde Staten, tonen een bron van radiostraling in de buitenste
lege zone, op een afstand tot de ster die ongeveer overeenkomt met de
afstand van de planeet Neptunus tot de zon. Infraroodwaarnemingen,
verricht met de Europese Very Large Telescope in Chili, wijzen op het
bestaan van een relatief warm object in de binnenste zone. Het is niet
helemaal duidelijk waarom het object in de buitenste zone niet ook
gedetecteerd is op infrarode golflengten; mogelijk gaat het om een
relatief lichte protoplaneet die gehuld is in een koude wolk van
moleculair gas. (GS)
→ Vakpublicatie over de radiowaarnemingen van HD169142
16 september 2014
Een planeet kan ervoor zorgen dat de ster waar hij omheen draait zich
veel ouder gedraagt dan zij is. Dat blijkt uit waarnemingen van de ster
WASP-18 die met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra zijn gedaan.
WASP-18 bevindt zich op ongeveer 330 lichtjaar van de aarde. Rond de
ster cirkelt een planeet, WASP-18b, die ongeveer tien keer zo zwaar is
als Jupiter. Hun onderlinge afstand is dermate klein, dat de planeet in
minder dan 23 uur een rondje om zijn ster maakt. Daarmee is WASP-18b een
extreem voorbeeld van een ‘hete jupiter’. Uit onderzoek van de ster
blijkt dat deze 500 miljoen tot twee miljard jaar oud kan zijn. Dat
lijkt oud, maar naar astronomische maatstaven is dat vrij jong. Ter
vergelijking: onze zon is ongeveer vijf miljard jaar oud. Normaal
gesproken vertonen ‘jonge’ sterren als WASP-18 sterkere magnetische
velden en intensere uitbarstingen van röntgenstraling dan hun oudere
soortgenoten. Maar Chandra heeft geen röntgenstraling van de ster kunnen
detecteren. Geschat wordt dat WASP-18 honderd keer minder actief is dan
normale sterren van zijn leeftijd. Volgens de astronomen die de
Chandra-waarnemingen hebben verricht komt dit, doordat de sterke
getijkrachten van WASP-18b ervoor zorgen dat het inwendige van de ster
door elkaar geklutst wordt. Dat zou het magnetische veld van de ster
zodanig verstoren, dat het niet tot grote uitbarstingen komt. (EE)
→ NASA’s Chandra X-Ray Observatory Finds Planet That Makes Star Act Deceptively Old
11 september 2014
Hete jupiters (grote, gasrijke planeten buiten ons zonnestelsel)
kunnen hun moedersterren aan het schommelen brengen. Tot die conclusie
komen astronomen van Cornell University (Science, 12 september). Toen
twintig jaar geleden de eerste exoplaneten werden ontdekt, waren dat
planeten van het kaliber Jupiter. Verrassend genoeg bleken veel van deze
planeten op geringe afstand om hun moederster te draaien (vandaar ‘hete
jupiters’). Recente waarnemingen hebben laten zien dat de rotatie-assen
van sterren waar hete jupiters omheen draaien soms heel schuin op het
baanvlak van deze planeten staan. Dat lijkt vreemd, omdat zelfs de
zwaarste planeten doorgaans minstens duizend keer zo weinig massa
bevatten als hun moederster: veel te weinig om de stand van de ster te
beïnvloeden. In ons zonnestelsel staat de rotatie-as van de zon dan ook
vrijwel loodrecht op het vlak waarin de planeten op de zon draaien. Maar
anders dan veel andere sterren is onze zon solitair: ze heeft geen
andere ster als begeleider. De zwaartekrachtsinvloed van zo’n
begeleidende ster zorgt ervoor dat een Jupiterachtige planeet in een
steeds krappere baan om zijn moederster gaat draaien. Uit de
computersimulaties van de Cornell-astronomen blijkt dat de rotatie-as
van de ster ten gevolge van het dichterbij komen van de planeet een
precessiebeweging gaat maken. Anders gezegd: de ster begint te wankelen
als een ronddraaiende tol die niet precies rechtop staat. (EE)
→ ‘Hot Jupiters’ provoke their own host suns to wobble
11 september 2014
Amerikaanse astronomen hebben de database van Kepler, een
NASA-satelliet die planeten buiten ons zonnestelsel opspoort, doorzocht
op kandidaten die op onze buurtplaneet Venus kunnen lijken. De
inventarisatie heeft geleid tot de introductie van een nieuw begrip: de
Venus-zone. Dat is het gebied rond een ster waarbinnen een
ogenschijnlijk ‘aardse’ planeet net zo onleefbaar kan zijn als
Venus.
Van ons eigen zonnestelsel weten we dat de grootte van een planeet
weinig zegt over zijn leefbaarheid. Buurplaneet Venus is vrijwel net zo
groot en zwaar als onze aarde, maar heeft een atmosfeer waarin het
broeikaseffect op hol is geslagen. Daardoor zijn de temperatuur en de
druk aan haar oppervlak zo hoog opgelopen, dat de planeet onleefbaar is
geworden.
Maar waar ligt dat aan? Is het vooral het verschil in afstand tot de zon
dat ervoor heeft gezorgd dat de omstandigheden op Venus (dichter bij de
zon dan de aarde) onleefbaar zijn geworden? Of zijn er nog meer
factoren in het spel, zoals de hoeveelheid koolstof in de
atmosfeer?
Om die vragen te kunnen beantwoorden, moeten andere planetenstelsels
onderzocht worden op de aanwezigheid van Venus-achtige planeten. De
astronomen hebben aangegeven op welke afstanden van een ster zulke
planeten gezocht moeten worden. De binnengrens van deze ‘Venus-zone’
ligt op een afstand waar de planeet zo sterk door de ster wordt
opgewarmd dat hij geen atmosfeer kan vasthouden. De buitengrens geeft
aan op welke afstand van de ster het broeikaseffect in de atmosfeer van
een planeet nog nét uit de hand kan lopen.
De astronomen hebben in de Kepler-gegevens 43 exoplaneten van ruwweg de
afmetingen van onze aarde opgespoord die zich binnen de Venus-zone van
hun ster bevinden. Met de huidige telescopen kan echter niet worden
vastgesteld of al deze planeten een atmosfeer hebben, en dus ook niet of
het broeikaseffect ook dáár ontspoord is. Toekomstige instrumenten
zoals de James Webb-ruimtetelescoop zullen daar naar verwachting wél toe
in staat zijn. (EE)
→ SF State astronomer pinpoints ‘Venus Zone’ around stars
4 september 2014
Een internationaal team van astronomen heeft opnieuw bewijs gevonden
dat er bij een ster op ongeveer 335 lichtjaar van de aarde
planeetvorming optreedt. Het gaat om een concentratie van gas en stof in
de materieschijf die rond de relatief jonge ster HD 100546 draait. Het
is de tweede planeet-in-wording die bij deze ster is ontdekt.
De astronomen denken dat de gaswolk uiteindelijk zal samentrekken tot
een planeet die minstens drie keer zo groot is als Jupiter, de grootste
planeet van ons zonnestelsel. Zijn afstand tot de ster is vergelijkbaar
met de afstand tussen onze zon en de planeet Saturnus.
Vorig jaar werd op vier keer zo grote afstand van HD 100546 al een
andere concentratie van gas en stof ontdekt, die bezig is om tot een
planeet samen te trekken. Die buitenste planeet zou ongeveer net zo
groot kunnen worden als Jupiter. (EE)
→ Evidence of forming planet discovered 335 light years from Earth
3 september 2014
Veertig tot vijftig procent van alle sterren waar planeten omheen
draaien hebben ook een andere ster als begeleider. Tot die conclusie
komen astronomen na vervolgonderzoek van sterren waarbij, met behulp van
de Amerikaanse Kepler-satelliet, planeten zijn ontdekt. Bij het
vervolgonderzoek is gebruik gemaakt van de WIYN-telescoop op Kitt Peak
(Arizona) en de Gemini North-telescoop op Mauna Kea (Hawaï). Met deze
telescopen zijn opnamen gemaakt van de directe omgeving van de sterren
die scherper zijn dan de beelden van de Hubble-ruimtetelescoop. Een
interessant gevolg van de ontdekking dat ongeveer de helft van alle
sterren met planeten deel uitmaken van een dubbelstersysteem, is dat in
veel gevallen niet kan worden vastgesteld om welke van de twee sterren
de ontdekte exoplaneten draaien. Hoe dan ook is het aantal dubbelsterren
met planeten veel groter dan tot voor enkele jaren geleden mogelijk
werd geacht. Blijkbaar staat de aanwezigheid van een tweede ster de
planeetvorming niet erg in de weg. (EE)
→ Half of all Exoplanet Host Stars are Binaries
28 augustus 2014
Via de Amerikaanse infraroodsatelliet Spitzer hebben astronomen een
uitbarsting van stof rond een jonge ster waargenomen. Vermoed wordt dat
de ‘stofexplosie’ het gevolg was van een botsing tussen grote
planetoïden. Zulke botsingen kunnen uiteindelijk tot de vorming van
rotsachtige planeten leiden (Science 29 augustus). Rotsachtige planeten,
zoals onze eigen aarde, beginnen hun leven als stofrijk materiaal dat
rond een jonge ster cirkelt. Dit materiaal klontert samen tot kilometers
grote planetoïden die zo nu en dan met elkaar in botsing komen. Vaak
verwoesten de planetoïden elkaar, maar soms versmelten ze tot een groter
object. In de loop van ongeveer 100 miljoen jaar kan zo een planeet
ontstaan. Het lijkt erop dat dit proces bij de ster NGC 2547-ID8, die op
een afstand van 1200 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Zeilen
staat, in volle gang is. De pas 35 miljoen jaar oude ster, waarvan al
bekend was dat hij omgeven is door stof, wordt sinds mei 2012 in de
gaten gehouden door de Spitzer-satelliet. Helaas vond de spectaculaire
verandering in de infraroodstraling van de ster plaats op een moment dat
deze niet door Spitzer kon worden waargenomen, omdat onze zon in de weg
stond. Pas toen de satelliet vijf maanden later weer naar NGC 2547-ID8
keek bleek dat zich een grote stofwolk had gevormd. Wel konden de
astronomen naderhand het geleidelijke oplossen van de stofwolk volgen.
(EE)
→ UA Astronomers Witness Asteroid Smashup
8 augustus 2014
Spaanse en Duitse astronomen hebben het bestaan bevestigd van een
Jupiter-achtige planeet in een kleine, excentrische baan rond een rode
reuzenster. Het is voor het eerst dat het bestaan van een exoplaneet
bevestigd is via waarnemingen die verricht zijn op de Calar
Alto-sterrenwacht in het zuidoosten van Spanje.
Waarnemingen met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler deden al
vermoeden dat de reuzenster vergezeld werd door een planeet met een
omlooptijd van 6,25 dagen. Er was echter geen zekerheid of het
daadwerkelijk een planeet betrof; sommige teams waren van mening dat de
Kepler-waarnemingen ook verklaard konden worden door een zogeheten
eclipserende dubbelster die zich aan de hemel extreem dicht bij de
reuzenster zou bevinden.
De Calar Alto-waarnemingen van dopplerverschuivingen in het licht van
de ster hebben aan die onzekerheid nu een eind gemaakt; de exoplaneet
kreeg vervolgens de officiële aanduiding Kepler-91b. De planeet is negen
procent zwaarder dan Jupiter, en bevindt zich zo dicht bij de ster dat
die aan de hemel een hoek van 48 graden beslaat.
Vermoedelijk is de dampkring van de planeet sterk verhit en enorm
'opgeblazen' door de intense straling van de rode reus. De astronomen
denken dat Kepler-91b 'op het punt staat' om door de ster verzwolgen te
worden. De waarnemingen zijn gepubliceerd in Astronomy &
Astrophysics Letters. (GS)
31 juli 2014
De zwaartekrachtsaantrekking van een ‘buitenplaneet’ kan oude
aarde-achtige planeten tegen afkoeling helpen behoeden. Dat blijkt uit
modelberekeningen door astronomen van de universiteiten van Washington
en Arizona (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Planeten
koelen in de loop van hun bestaan steeds verder af. Hierdoor stolt hun
inwendige en komt er een einde aan vulkanische en tektonische
activiteit. Deze geologische mechanismen zijn van belang voor de
regulering van de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer, en het
wegvallen ervan leidt ertoe dat de temperatuur aan het planeetoppervlak
‘onleefbaar’ sterk daalt of stijgt. Met behulp van een computermodel
hebben de astronomen nu laten zien dat de afloop niet in alle gevallen
dramatisch hoeft te zijn. Voorwaarde is wel dat de planeet een
niet-cirkelvormige baan doorloopt, waardoor de afstand tot zijn
moederster varieert. Door de wisselende aantrekkingskracht die hij dan
ondervindt, wordt de planeet als het ware gekneed en blijft hij op
temperatuur. De getijkrachten van de ster zorgen echter niet alleen voor
opwarming van het planeetinwendige, maar hebben ook de neiging om de
omloopbaan van de planeet steeds cirkelvormiger te maken. Alleen de
aanwezigheid van een planeet die op wat grotere afstand rond de ster
draait kan dat voorkomen. Kortom: bij de zoektocht naar leefbare
exoplaneten moet niet alleen worden gelet op planeten die zich op de
‘juiste’ afstand van hun ster bevinden (in de zogeheten leefbare zone),
maar ook op eventuele buurplaneten in wijdere omloopbanen. (EE)
→ Companion planets can increase old worlds’ chance at life
30 juli 2014
Uit waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
(ALMA) blijkt dat de planeet-vormende gasschijven rond de jonge sterren
van de dubbelster HK Tauri niet dezelfde oriëntatie hebben. Deze
ontdekking kan helpen verklaren waarom veel exoplaneten – anders dan de
planeten in ons zonnestelsel – in een sterk excentrische en/of hellende
baan om hun moederster draaien (Nature, 31 juli). De twee sterren van
het HK Tauri-stelsel, dat zich op een afstand van ongeveer 450 lichtjaar
in het sterrenbeeld Stier bevindt, zijn minder dan vijf miljoen jaar
oud. Hun onderlinge afstand is ongeveer 58 miljard kilometer – dertien
keer de afstand zon-Neptunus. De zwakkere van de twee, HK Tauri B, is
omgeven door een protoplanetaire schijf die we van opzij zien en die het
zicht op zijn ster ontneemt. Omdat de gloed van de ster onderdrukt
wordt, kunnen astronomen de schijf gemakkelijk waarnemen op zichtbare of
nabij-infrarode golflengten. Ook de andere ster, HK Tauri A, heeft een
schijf, maar deze schermt het sterlicht niet af. Hierdoor verbleekt hij
bij het felle licht van de ster. Maar op golflengten van ongeveer een
millimeter, zoals ALMA die detecteert, straalt hij helder. Uit de
ALMA-waarnemingen blijkt dat de schijf rond HK Tauri A een hoek van
minstens zestig graden maakt met die rond de andere ster. Dat betekent
dat minstens één van de schijven niet in hetzelfde vlak ligt als de
omloopbanen van de twee sterren. En dat kan het planeetvormingsproces
bij de beide sterren sterk beïnvloeden.Als twee sterren en hun schijven
zich niet allemaal in hetzelfde vlak bevinden, zal de
zwaartekrachtsaantrekking van de ene ster de schijf van de andere ster
(en vice versa) zodanig verstoren dat deze gaat schommelen. Ook zal een
planeet die zich in een van deze schijven bevindt door de andere ster
worden verstoord, waardoor zijn baan schuin komt te staan en vervormt.
(EE)
→ ALMA ontdekt dubbelster met vreemde, wanordelijke planeet-vormende schijven
24 juli 2014
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de
Hubble-ruimtetelescoop, de hoeveelheid waterdamp gemeten in de
atmosferen van drie planeten die om zonachtige sterren cirkelen. Uit de
metingen blijkt dat de onderzochte planeetatmosferen tien tot duizend
keer minder water bevatten dan de gangbare theorieën over het ontstaan
van planeten voorspellen (Astrophysical Journal Letters, 24 juli). De
drie planeten, HD 189733b, HD 209458b en WASP-12, draaien om sterren op
afstanden van 60 tot 900 lichtjaar. Het gaat in alle gevallen om
zogeheten ‘hete jupiters’ – zware planeten die zich zo dicht bij hun
moederster bevinden, dat hun temperaturen oplopen tot 900 graden en
meer. Dat er zo weinig water werd aangetroffen, ligt waarschijnlijk niet
aan de meetnauwkeurigheid. De bepaling van de hoeveelheid waterdamp in
de atmosfeer van HD 189733b is zelfs de meest nauwkeurige tot nu toe.
Toch laat ook deze meting maar 4 tot 24 ppm (deeltjes per miljoen)
waterdamp zien. Het resultaat wekt verbazing, omdat hete jupiters
volgens de bestaande theorieën over het ontstaan van planetenstelsel
juist veel water in hun atmosfeer zouden moeten hebben. Volgens de
astronomen zou dit wel eens kunnen betekenen dat de gemiddelde
exoplaneet aanzienlijk droger is dan tot nu toe wordt aangenomen. (EE)
→ Highest-precision measurement of water in planet outside the solar system
23 juli 2014
Gegevens van de ruimtetelescopen Kepler en Spitzer hebben astronomen
in staat gesteld om heel nauwkeurig een planeet buiten ons zonnestelsel
‘op te meten’. De exoplaneet, die Kepler-93b wordt genoemd, heeft een
middellijn van 18.800 kilometer, met een onzekerheid van 240 kilometer.
Daarmee is de planeet ongeveer anderhalf maal zo groot als de onze. Met
die omvang behoort Kepler-93b tot de ‘superaardes’ – planeten die een
slag groter zijn dan de aarde. Eerdere metingen met de Keck-telescoop op
Hawaï hadden al laten zien dat de planeet ongeveer 3,8 keer zoveel
massa heeft als onze planeet. Daaruit kan worden afgeleid dat hij
grotendeels uit zware materialen bestaat, zoals gesteenten en ijzer.
Kepler-93b draait om een ster die ongeveer 300 lichtjaar van ons
verwijderd is. De afstand tussen beide bedraagt minder dan tien miljoen
kilometer. Door die kleine afstand is de temperatuur aan het oppervlak
van de planeet zeer hoog: ruwweg 760 graden Celsius. Geen kans dus op
leven. (EE)
→ The Most Precise Measurement of an Alien World's Size
21 juli 2014
In de waarnemingsgegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler is
een exoplaneet ontdekt met een omlooptijd van 704 dagen - bijna twee
jaar. Van alle planeten die ontdekt zijn via de zogeheten
overgangsmethode is Kepler-421b de planeet met de langste omlooptijd.
Ter vergelijking: de planeet Mars heeft een omloopperiode van 780 dagen.
Net als andere exoplaneten die door Kepler zijn ontdekt, verraadt
Kepler-421b zijn aanwezigheid doordat hij een klein beetje licht van
zijn moederster onderschept wanneer hij - gezien vanaf de aarde - voor
die ster langs beweegt. Door zijn lange omlooptijd zijn van Kepler-421b
slechts twee van zulke overgangen waargenomen tijdens de periode dat
Kepler actief was (2009-2013). Uit de grootte van het helderheidsdipje
in de moederster (een oranje ster die kleiner en koeler is dan de zon)
kon afgeleid worden dat het om een planeet gaat die qua afmetingen
vergelijkbaar is met Uranus. De afstand tot de aarde bedraagt ongeveer
1000 lichtjaar.
De planeet moet op een afstand van ca. 180 miljoen kilometer rond zijn
ster bewegen. Dat is slechts twintig procent groter dan de afstand van
de aarde tot de zon. Als gevolg van de lagere temperatuur van de
moederster is de exoplaneet toch niet 'warmer' dan 90 graden onder nul.
Gasvormige reuzenplaneten zoals Kepler-421b ontstaan volgens de
gangbare theorie altijd op relatief grote afstand van hun moederster -
buiten de zogeheten 'sneeuwgrens', waar lichte gassen zoals waterdamp,
methaan en ammoniak gecondenseerd zijn in ijskristallen. In de afgelopen
20 jaar zijn ook veel gasreuzen ontdekt op zeer kleine afstand van hun
moederster; algemeen wordt aangenomen dat die daar terecht zijn gekomen
als gevolg van een migratieproces.
De ontdekking van Kepler-421b, die gepubliceerd wordt in The
Astrophysical Journal, maakt duidelijk dat er ook planetenstelsels
bestaan waarin dat migratieproces niet heeft plaatsgevonden -
evenmin als in ons eigen zonnestelsel. (GS)
→ Transiting Exoplanet with Longest Known Year (origineel persbericht)
17 juli 2014
Een team van Braziliaanse en Amerikaanse astronomen heeft ontdekt dat
de vorming van planeten subtiele sporen achterlaat in het spectrum van
de ster waar ze omheen draaien. Daarnaast zijn bij het onderzoek sterke
aanwijzingen gevonden dat de reuzenplaneet bij de ster 16 Cygni B (zoals
verwacht) een grote rotsachtige kern heeft. De astronomen hebben met
behulp van de Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) het licht van de
dubbelster 16 Cygni A/B geanalyseerd. Dat is een perfect laboratorium
voor exoplanetenonderzoek. De twee zonachtige sterren zijn namelijk
tegelijkertijd geboren en lijken daardoor veel op elkaar. Er is
eigenlijk maar één groot verschil: rond 16 Cygni B draait een
reuzenplaneet die ruim twee keer zo zwaar is als Jupiter. Bij 16 Cygni A
is geen planeet van dat kaliber te vinden. Door het licht van de beide
sterren tot zijn samenstellende kleuren te ontleden, en naar de
verschillen te kijken, hebben de astronomen ontdekt welke sporen de
vorming van de zware planeet bij 16 Cygni B in het spectrum van zijn
moederster heeft achtergelaten. Daarbij is gebleken dat ster B minder
elementen zwaarder dan helium bevat dan ster A. Blijkbaar zijn bij de
vorming van de reuzenplaneet veel zware elementen aan de protoplanetaire
schijf rond de ster onttrokken. Als dat niet was gebeurd, zou dit
materiaal uiteindelijk in de ster terecht zijn gekomen. Daarnaast
vertoont 16 Cygni B een extra tekort aan ‘hittebestendige’ elementen
zoals ijzer, aluminium en silicium. Daarmee is indirect aangetoond dat
de reuzenplaneet die rond de ster cirkelt een forse rotsachtige kern
heeft. Theoretisch wordt namelijk verwacht dat zo’n kern veel van die
niet-vluchtige elementen bevat. (EE)
→ Fingerprinting the formation of giant planets
9 juli 2014
In reactie op de toenemende publieke belangstelling voor astronomische
ontdekkingen organiseert de Internationale Astronomische Unie (IAU) een
wereldwijde wedstrijd om ‘populaire’ namen te geven aan een aantal
exoplaneten en hun moedersterren. Voorstellen voor namen worden
ingediend door astronomische verenigingen en non-profit organisaties die
banden hebben met de sterrenkunde. Vervolgens mag het grote publiek via
het webplatform NameExoWorlds
zijn stem uitbrengen. Het geven van namen aan hemellichamen is een
eeuwenoude traditie. Maar sinds 1919 is het de IAU die officieel is
belast met het geven van aanduidingen en namen aan de verschillende
objecten. Die taak is de laatste jaren echter steeds meer onder druk
komen te staan, vooral door de opkomst van organisaties als Uwingu,
die namen van Marskraters en exoplaneten te koop aanbieden. Het lijkt
erop dat de IAU nu heeft toegegeven aan die druk. De nominatieprocedure
gaat in september van dit jaar van start. Astronomische verenigingen en
organisaties die bij de naamgeving van exoplaneten betrokken willen
zijn, kunnen zich dan aanmelden. De publieke verkiezing begint pas in
maart 2015, en de resultaten worden bekendgemaakt tijdens de 29ste
Algemene Bijeenkomst van de IAU die van 3 tot 14 augustus 2015
plaatsvindt in Honolulu. De winnende namen worden officieel erkend door
de IAU. Ze zullen de wetenschappelijke aanduidingen van de verschillende
exoplaneten echter niet vervangen. (EE)
→ NameExoWorlds: An IAU Worldwide Contest to Name Exoplanets and their Host Stars
3 juli 2014
De dwergster Gliese 581, op slechts twintig lichtjaar afstand van de
aarde in het sterrenbeeld Weegschaal, heeft géén planeten in de
zogeheten bewoonbare zone. Dat stellen onderzoekers van Pennsylvania
State University vandaag in SciencExpress.
In de afgelopen jaren zijn bij Gliese 581 zes planeten ontdekt.
Planeten e, b en c draaien in kleine banen rond de rode dwerg; hun
oppervlaktetemperatuur is veel te hoog voor het bestaan van vloeibaar
water. Planeet f bevindt zich op een afstand van ruim honderd miljoen
kilometer, waar de temperatuur juist veel te laag is. Maar planeten g en
d zouden in de 'bewoonbare zone' van de ster bewegen.
Aan het bestaan van de buitenste drie planeten is de afgelopen jaren
al veel getwijfeld; officieel stonden ze te boek als 'onbevestigd'. De
nieuwste metingen laten nu overduidelijk zien dat ze inderdaad niet
bestaan. Dat betekent dat er 'slechts' drie hete planeten rond Gliese
581 draaien.
De planeten in het stelsel zijn ontdekt doordat ze met hun
zwaartekracht de ster een beetje aan het wiebelen brengen. Dat leidt tot
kleine periodieke golflengteverschuivingen in het licht van de ster -
zogeheten dopplerverschuivingen. Nu blijkt echter dat de zeer geringe
'dopplersignalen' van de buitenste drie planeten geheel toegeschreven
kunnen worden aan de veranderlijke magnetische activiteit van de ster
zelf: ook die kan minieme golflengteverschuivingen in het waargenomen
licht produceren. (GS)
→ Clues of Two 'Goldilocks Planets' Are Proven False (origineel persbericht)
3 juli 2014
Met behulp van de zogeheten microlenstechniek is een aardeachtige
planeet ontdekt op ca. 150 miljoen kilometer afstand van een rode
dwergster. Niets bijzonders, zou je zeggen. Maar uit de metingen blijkt
ook dat de dwergster deel uitmaakt van een dubbelstersysteem. Het is
voor het eerst dat een aardeachtige planeet in een aardeachtige
omloopbaan is gevonden in een dubbelstersysteem. De ontdekking wordt
vrijdag gepubliceerd in Science.
Hoewel de planeet slechts ca. twee keer zo zwaar is als de aarde en
zich op een vergelijkbare afstand van zijn moederster bevindt, kan er
toch geen leven voorkomen. De ster - op ca. 3000 lichtjaar afstand in
het sterrenbeeld Boogschutter - is veel zwakker dan de zon, waardoor de
temperatuur op de planeet ca. 200 graden onder nul bedraagt.
De microlenstechniek maakt gebruik van het feit dat het licht van een
verre achtergrondster (op ca. 20.000 lichtjaar afstand) versterkt en
vervormd wordt door de zwaartekracht van de meer nabijgelegen ster,
wanneer die er - gezien vanaf de aarde - voor langs beweegt. Door het
helderheidsverloop van de achtergrondster nauwkeurig te bestuderen, kan
de massa van de voorgrondster worden afgeleid. Plotseling
helderheidspieken en -dipjes wijzen op het bestaan van een planeet in
een baan rond die voorgrondster.
Uit de waarnemingen van de microlens (OGLE-2013-BLG-0341LB geheten)
bleek vorig jaar al dat er sprake is van een rode dwerg die vergezeld
wordt door een planeet die ca. twee keer zo zwaar is als de aarde. Er
zijn echter ook vervormingen in het licht van de achtergrondster gemeten
die ondubbelzinnig wijzen op het bestaan van een tweede ster in het
stelsel.
Volgens de onderzoekers betekent dit dat er veel meer bewoonbare
planeten in het Melkwegstelsel kunnen voorkomen dan altijd is gedacht:
de meerderheid van alle sterren maakt deel uit van een
dubbelstersysteem. Blijkbaar kunnen er ook in zo'n dubbelstersysteem
aardeachtigeplaneten in aardeachtige omloopbanen voorkomen. (GS)
→ Discovery Expands Search for Earth-like Planets (origineel persbericht)
25 juni 2014
Een internationaal team van astronomen heeft de ontdekking bekendgemaakt
met een nieuwe, mogelijk leefbare ‘superaarde’. De planeet, die een
slag groter is dan de aarde, draait om de nabije rode dwergster Gliese
832. De afstand tot de aarde bedraagt slechts zestien lichtjaar. Planeet
Gliese 832 c heeft een omlooptijd van 36 dagen en is minstens vijf keer
zo zwaar als onze planeet. Gemiddeld ontvangt hij evenveel energie van
zijn moederster als de aarde van de zon. Dat kan betekenen dat de
temperaturen aan zijn oppervlak mild zijn, al is zijn omloopbaan minder
cirkelvormig dan die van onze planeet, waardoor flinke
seizoensverschillen ontstaan. Een andere spelbreker zou zijn atmosfeer
kunnen zijn. Als deze een hogere dichtheid heeft dan de aardatmosfeer,
kan Gliese 832 c net zo onleefbaar heet zijn als Venus. Desalniettemin
behoort de nieuwe exoplaneet tot de meest ‘aarde-achtige’ planeten die
we kennen. Hij staat dan ook hoog in de Habitable Exoplanets Catalog. Deze lijst van ‘leefbare’ exoplaneten telt nu 23 objecten – bijna tweemaal zoveel als een jaar geleden. (EE)
→ A Nearby Super-Earth with the Right Temperature but Extreme Seasons
16 juni 2014
Onderzoekers van University College London en de University of New
South Wales hebben extreem gedetailleerde modelberekeningen uitgevoerd
aan het spectrum van methaan (CH4). Met behulp van een krachtige
supercomputer zijn de golflengten van duizenden absorptielijnen van
methaan berekend, onder sterk uiteenlopende omstandigheden, zoals
temperaturen tot ca. 1200 graden. Veel van de berekende spectraallijnen
zijn inmiddels met laboratoriumexperimenten bevestigd. De nieuwe
resultaten zijn vandaag gepubliceerd in PNAS. In de toekomst zal het
gedetailleerde modelspectrum gebruikt kunnen worden bij de detectie van
methaan in de atmosferen van exoplaneten. Methaan wordt gezien als een
belangrijke biomarker - de aanwezigheid van het gas kan wijzen op
biologische activiteit. (GS)
→ Hunt for Extraterrestrial Life Gets Methane Boost (origineel persbericht)
4 juni 2014
Vanaf de ESO-sterrenwacht op de berg Paranal in Chili zijn de eerste testopnamen gemaakt met de nieuwe exoplanetencamera SPHERE.
Dit instrument, dat gekoppeld is aan ‘Unit Telescope 3’ van de Very
Large Telescope, gaat op jacht naar planeten en
planetenstelsels-in-wording bij andere sterren. Dankzij een combinatie
van geavanceerde technieken kan SPHERE contrastrijkere opnamen van
exoplaneten maken dan zijn voorgangers. Hij overtreft de camera NACO,
waarmee de eerste rechtstreekse opname van een exoplaneet werd gemaakt,
ruimschoots.SPHERE is ontwikkeld en gebouwd door een consortium van een
aantal Europese instituten. Een deel van de camera – de polarimeter
ZIMPOL – is ontwikkeld door de NOVA
Optische-Infrarood-Instrumentatiegroep en de Universiteit van
Amsterdam.ZIMPOL voegt een unieke contrastversterkende methode aan
SPHERE toe. Licht van een ster is niet gepolariseerd, maar licht dat
wordt gereflecteerd door een planeet of een stofschijf rond een ster is
dat wel. ZIMPOL maakt hiervan gebruik om het sterlicht nog verder te
onderdrukken. Dit maakt SPHERE buitengewoon geschikt voor het opsporen
van protoplanetaire schijven.Maar het belangrijkste doel van SPHERE is
om grote exoplaneten bij nabije sterren op te sporen en te fotograferen.
Dat is heel moeilijk, omdat zulke planeten zich vanaf de aarde gezien
dicht bij hun moederster bevinden en maar weinig licht geven. Op een
normale opname gaat de zwakke gloed van de planeet volkomen verloren in
het licht van de ster. Daarom is het hele ontwerp van SPHERE erop
gericht om een zo hoog mogelijk contrast te bereiken in het kleine
stukje hemel rond de verblindende ster.Na verdere uitgebreide tests en
proefwaarnemingen zal SPHERE later dit jaar ter beschikking worden
gesteld van de wetenschappelijke gemeenschap. (EE)
→ Eerste licht voor exoplanetencamera SPHERE
4 juni 2014
Britse en Amerikaanse astronomen hebben twee planeten ontdekt in een
baan rond de Ster van Kapteyn, een rode dwerg op slechts 13 lichtjaar
afstand van de aarde in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor (Schilder).
De planeten zijn een paar keer zo zwaar als de aarde en draaien in
kleine banen rond hun moederster, met omlooptijden van 45 en 121 dagen.
De binnenste planeet, Kapteyn b, bevindt zich in de bewoonbare zone van
de ster: de temperatuur aan het oppervlak is goed voor vloeibaar water.
De Ster van Kapteyn werd eind 19de eeuw ontdekt door de Groningse
astronoom Jacobus Kapteyn, die posities en helderheden opmat van ruim
450.000 sterren aan de zuidelijke hemel, op fotografische platen die in
Zuid-Afrika waren gemaakt door de Schotse sterrenkundige David Gill. De
rode dwergster viel op vanwege zijn grote eigenbeweging aan de hemel:
ruim 8 boogseconden per jaar. Inmiddels is bekend dat het een zogeheten
halo-ster betreft, afkomstig uit een klein dwergstelsel dat lang geleden
door het Melkwegstelsel is opgeslokt. Het restant van het
satellietstelsel is nog zichtbaar als de grote bolvormige sterrenhoop
Omega Centauri.
De vondst van de twee planeten is bijzonder vanwege de hoge leeftijd
van de Ster van Kapteyn: ca. 11,5 miljard jaar. Kennelijk waren er in de
jeugd van het heelal al voldoende zware elementen beschikbaar voor de
vorming van planeten. De ontdekking, gedaan met de Europese
HARPS-spectrograaf in Chili, is gepubliceerd in Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society. (GS)
→ Two Planets Orbit nearby Ancient Star (origineel persbericht)
2 juni 2014
In ons eigen zonnestelsel kennen we twee typen planeten: kleine,
rotsachtige planeten zoals de aarde en gasreuzen zoals Jupiter. Elders
in het Melkwegstelsel komt echter ook een derde type voor: 'gasdwergen',
die uit een rotsachtige kern en een dikke gasmantel bestaan.
Onderzoekers van het Harvards-Smithsonian Center for Astrophysics hebben
nu ontdekt dat de samenstelling van een ster mede bepalend is voor het
soort planeten waardoor hij wordt vergezeld. De resultaten zijn vandaag
gepresenteerd op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical
Society in Boston.
Statistisch onderzoek aan de vele honderden exoplaneten die door de
Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler zijn ontdekt, heeft uitgewezen dat
planeten die kleiner zijn dan 1,7 keer de middellijn van de aarde
vrijwel altijd rotsachtig zijn. Hiertoe behoren ook de zogeheten
superaardes. Planeten die groter zijn dan 3,9 keer de middellijn van de
aarde zijn vrijwel altijd gasreuzen zoals Uranus, Neptunus, Saturnus en
Jupiter. Planeten met afmetingen tussen 1,7 en 3,9 keer de middellijn
van de aarde (die in ons eigen zonnestelsel niet voorkomen) zijn in de
meeste gevallen gasdwergen.
Er is nu ontdekt dat sterren met relatief weinig zware elementen,
zoals onze eigen zon, vaker vergezeld worden door aardeachtige planeten.
Bij sterren met een wat hoger gehalte aan zware elementen komen
relatief meer gasdwergen voor. Sterren die uitsluitend door gasreuzen
worden vergezeld, blijken het hoogste gehalte aan zware elementen te
bevatten.
Ook ontdekten de astronomen dat een rotsachtige planeetkern op grotere
afstand van zijn moederster ook groter kan zijn voordat hij een dikke
gasmantel aan zich bindt (het gas is afkomstig uit de materieschijf
waaruit de planeten ontstaan). Zo kunnen er dus ook grote, zware
aardeachtige planeten ontstaan, zoals de recent ontdekte 'mega-aarde'
Kepler-10c. (GS)
→ "Neapolitan" Exoplanets Come in Three Flavors (origineel persbericht)
2 juni 2014
Op een planeet die een baan beschrijft rond een rode dwergster kan
vermoedelijk geen leven voorkomen, zelfs al bevindt de planeet zich in
de zogeheten bewoonbare zone van de ster, waar de temperatuur goed is
voor vloeibaar water aan het oppervlak. Dat blijkt uit
computersimulaties die zijn uitgevoerd door astronomen van het
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en die vandaag
gepresenteerd zijn op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical
Society in Boston.
Rode dwergen zijn kleiner en koeler dan de zon. De bewoonbare zone van
een rode dwerg bevindt zich dan ook op veel kleinere afstand van de
ster dan de bewoonbare zone in ons eigen zonnestelsel. Eerder waren
sterrenkundigen zich er al van bewust dat energierijke uitbarstingen aan
het oppervlak van sommige rode dwergen problemen zouden kunnen
opleveren voor eventuele levensvormen op een naburige planeet. Nu is er
ook gerekend aan de schadelijke invloed van de 'zonnewind' van een rode
dwerg - de constante stroom van elektrisch geladen deeltjes die door
sterren de ruimte in wordt geblazen.
Zelfs als de planeet in kwestie een magnetisch veld heeft zoals de
aarde, zal dat in de meeste gevallen niet in staat zijn om weerstand te
bieden aan deze 'ruimteweerverschijnselen', die vanwege de kleine
afstand tot de ster extra hevig zijn. Het gevolg is dat de sterrenwind
in volle hevigheid met de dampkring van de planeet in botsing komt. Dat
veroorzaakt niet alleen spectaculair poollicht (honderdduizend maal zo
intensief als op aarde), maar leidt er op termijn ook toe dat de
dampkring volledig wordt weggeblazen. Leven kan zich onder die
omstandigheden vermoedelijk niet handhaven, aldus de astronomen. (GS)
→ Harsh Space Weather May Doom Potential Life on Red-Dwarf Planets (origineel persbericht)
2 juni 2014
De ster Kepler-56 zal binnen ‘afzienbare’ tijd twee van zijn planeten
verorberen. Dat maken astronomen vandaag bekend op de 224ste bijeenkomst
van de American Astronomical Society (AAS), in Boston. Het einde van de
beide planeten staat gepland over respectievelijk 130 en 155 miljoen
jaar. Met Kepler-56 gebeurt hetzelfde als wat over ongeveer vijf miljard
jaar met onze eigen zon zal gebeuren: door ‘brandstoftekort’ zwelt hij
op tot een rode reuzenster. Hij is inmiddels al vier keer zo groot als
onze zon en met het verstrijken van de jaren zal hij alleen maar verder
uitdijen. Daarbij wordt de ster niet alleen groter, ook zijn
getijkrachten nemen toe. De planeten Kepler-56b en -56c hebben de pech
dat ze in heel krappe banen om hun ster draaien. Hierdoor zullen ze al
vrij snel door hun ster worden opgeslokt. Overigens zullen ze al ruim
voordien zo heet worden, dat ze hun atmosfeer kwijtraken. De enige
overlevende van het planetenstelsel van Kepler-56 zal planeet ‘d’ zijn.
Deze gasrijke reuzenplaneet beweegt in een zodanig wijde baan dat hij
uit de greep van de opgezwollen ster blijft. (EE)
→ Because you can't eat just one: Star will swallow two planets
2 juni 2014
Astronomen hebben bij de ster Kepler-10 een rotsachtige planeet
ontdekt die zeventien keer zoveel massa heeft als de aarde. De
ontdekking van deze ‘mega-aarde’, die opmerkelijk oud is, is vandaag
bekendgemaakt op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical
Society, in Boston. De mega-aarde Kepler-10c is, zoals de naam al
aangeeft, ontdekt met de NASA-satelliet Kepler. Met deze satelliet kon
worden gemeten dat de planeet een middellijn van 29.000 kilometer heeft.
Welke massa hij heeft bleek echter pas na vervolgwaarnemingen met een
Italiaanse telescoop op het Canarische Eiland La Palma. Uit de
combinatie van middellijn en massa volgt dat Kepler-10c vrijwel geheel
uit gesteenten en andere vaste stoffen bestaat. Een uitgebreide
atmosfeer heeft de planeet niet: dat is vreemd, omdat hij genoeg massa
heeft om gassen uit zijn omgeving aan te trekken én vast te houden,
zoals de planeet Jupiter dat lang geleden heeft gedaan. Maar om
onduidelijke reden heeft Kepler-10c waarschijnlijk nooit een atmosfeer
gehad. Er is nog iets bijzonders aan de hand met Kepler-10c: het
planetenstelsel waar hij deel van uitmaakt is ongeveer elf miljard jaar
oud. Dat betekent dat de ster en zijn planeten minder dan drie miljard
jaar na de oerknal zijn gevormd. Blijkbaar konden er dus al rotsachtige
planeten ontstaan toen zware elementen als silicium en ijzer nog
betrekkelijk schaars waren in het heelal. De ster Kepler-10 bevindt zich
op een afstand van 560 lichtjaar in het sterrenbeeld Draak. Om de ster
draait behalve Kepler-10c nog een tweede planeet. Deze laatste –
Kepler-10b geheten – is maar drie keer zo zwaar als de aarde en draait
op ongekend kleine afstand om zijn ster. Dat maakt hem zo heet dat hij
niet uit vaste gesteenten, maar uit lava moet bestaan. (EE)
→ Astronomers find a new type of planet: The 'mega-Earth' (origineel persbericht)
19 mei 2014
Sommige sterren eten hun planeten op. Astronomen van Vanderbilt
University hebben sterren ontdekt met een afwijkende samenstelling. Uit
een vergelijking van de metingen met gedetailleerde modelvoorspellingen
blijkt dat ze rotsachtige planeten opgepeuzeld moeten hebben. De
ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal.Trey Mack van
Vanderbilt University berekende hoe het verorberen van aardeachtige
planeten van invloed is op de samenstelling van de buitenste gaslagen
van een ster. Daarbij lette hij vooral op de verdeling van zware
elementen als aluminium, silicium, calcium en ijzer. Vervolgens
verrichtten Mack en zijn collega's waarnemingen aan de dubbelster
HD20781/HD20782 - de enige bekende dubbelster waarbij beide sterren een
eigen planetenstelsel hebben. De ene ster wordt vergezeld door een
Jupiterachtige reuzenplaneet in een excentrische baan; de andere door
twee Neptunusachtige planeten in kleine omloopbanen. Omdat de twee
sterren uit dezelfde interstellaire gaswolk ontstaan moeten zijn, zou je
verwachten dat ze dezelfde chemische samenstelling hebben. Dat blijkt
echter niet het geval te zijn. De ene ster bevat veel meer zware
elementen dan de andere (en beide sterren zijn rijker aan zware
elementen dan de zon). Volgens de astronomen heeft de ene ster ca. 10
aardmassa's aan 'zwaar materiaal' (gesteenten en metalen) verorberd, en
de andere ca. 20 aardmassa's.Vermoedelijk zijn de reuzenplaneten in
beide planetenstelsels oorspronkelijk in een normale, wijde baan
ontstaan, en pas later naar binnen 'gemigreerd'. De banen van kleinere,
aardeachtige planeten werden daarbij verstoord, zodat ze in de richting
van de moederster werden geslingerd. Daar moeten ze uiteengerukt zijn
door getijdenkrachten, waarna hun materiaal in de bovenste gaslagen van
de ster terechtgekomen is. (GS)
→ Analyzing Sun-like Stars that Eat Earth-like Planets (origineel persbericht)
16 mei 2014
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA heeft groen licht gegeven aan de
aangepaste vervolgmissie van de Kepler-satelliet. De satelliet is al
sinds het voorjaar van 2013 buiten bedrijf als gevolg van een probleem
met het standregelsysteem. Kepler maakt jacht op exoplaneten door te
speuren naar de periodieke helderheidsdipjes in het licht van sterren,
die ontstaan wanneer er planeten voor de sterren langs trekken. Voor het
detecteren van zulke planeetovergangen of ‘transits’ is een extreem
nauwkeurig standregelsysteem nodig. Het uitvallen van twee van de vier
reactiewielen van Kepler gooide echter roet in het eten. Technici hebben
een methode ontwikkeld om het ontstane gebrek te omzeilen. Maar daar
wordt wel een prijs voor betaald: Kepler zal niet langer op één vast
gebied aan de hemel worden gericht, maar verschillende delen van de
dierenriem in het oog houden. Ook zal hij alleen relatief zware planeten
met korte omloopstijden kunnen opsporen. De goedkeuring voorziet in
twee jaar financiering van de K2-missie. Kepler zal in die tijd niet
alleen naar exoplaneten uitkijken, maar ook sterren(hopen), actieve
sterrenstelsels en supernova’s onder de loep nemen. (EE)
→ Kepler Mission Manager Update: K2 Has Been Approved!
15 mei 2014
Amerikaanse astronomen zijn meer te weten gekomen over de omloopbaan
van de planeet bij de nabije ster Bèta Pictoris. Met behulp van de
recent in gebruik genomen Gemini Planet Imager van de Gemini South
Telescope in het noorden van Chili is een reeks opnamen van de
exoplaneet gemaakt. Bèta Pictoris is een ster op 63 lichtjaar van de
aarde. In 1983 werd met de infraroodsatelliet IRAS ontdekt dat de ster
omgeven is door een omvangrijke schijf van gas en stof. Ruim tien jaar
later bleek dat het binnenste deel van deze schijf vervormd is. Een
analyse van de nieuwe opnamen laat zien dat de omloopbaan van de planeet
van Bèta Pictoris niet precies samenvalt met de hoofdmoot van de
stofschijf. De oriëntatie ervan past beter bij het vervormde binnendeel.
Het lijkt erop dat de aanwezigheid van de planeet, die ongeveer vier
keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter, de oorzaak van de
schijfvervorming is. De astronomen voorspellen dat er een kleine kans
bestaat dat de planeet eind 2017 vanaf de aarde gezien nét (of net niet)
voor zijn moederster langs schuift. Als dat inderdaad gebeurt, zal de
exacte grootte van de planeet kunnen worden gemeten en wellicht ook zijn
chemische samenstelling. (EE)
→ Giant telescope tackles orbit and size of exoplanet
13 mei 2014
Astronomen hebben een reuzenplaneet gevonden die zich op een afstand
van 300 miljard kilometer van zijn ster bevindt - tweeduizend keer zo
ver als de afstand van de aarde tot de zon. De planeet is 9 tot 13 keer
zo zwaar als Jupiter, en heeft 80.000 jaar nodig om een baan te
beschrijven rond zijn moederster - een relatief lichte ster, met slechts
éénderde van de massa van de zon. De nieuwe ontdekking wordt
gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De ster in kwestie - GU
Piscium - bevindt zich op 155 lichtjaar afstand van ons zonnestelsel, in
het sterrenbeeld Vissen. Omdat de ster deel uitmaakt van de AB
Doradus-groep, staat vast dat hij slechts 100 miljoen jaar oud is.
Gasvormige reuzenplaneten met zo'n jonge leeftijd zenden nog relatief
veel infrarode warmtestraling uit. Door de betrekkelijk kleine afstand
van de ster, en doordat de planeet zo'n grote, wijde baan beschrijft,
kon hij met behulp van infraroodcamera's ook gefotografeerd worden.
Spectroscopisch onderzoek met de 8-meter Gemini North-telescoop op Mauna
Kea, Hawaii, heeft informatie opgeleverd over de temperatuur (ca. 800
graden) en de massa van de planeet. Volgens de onderzoekers biedt de
ontdekking van GU Piscium b, zoals de planeet officieel heet, een unieke
gelegenheid om meer te weten te komen over gasvormige reuzenplaneten
bij andere sterren - in de meeste gevallen draaien zulke zware
exoplaneten in heel kleine banen rond hun moederster, waardoor ze niet
direct waarneembaar zijn. Overigens betreft het hier een grensgeval
tussen een planeet en een bruine dwerg. Bruine dwergen ('mislukte
sterren') hebben een minimale massa van 13 of 14 keer de massa van
Jupiter. Ze ontstaan op dezelfde manier als sterren, maar hun inwendige
is niet heet genoeg voor spontane fusie van waterstofatomen. In plaats
daarvan vindt er een klein beetje fusie van deuterium (zwaar waterstof)
plaats. (GS)
→ Odd planet, so far from its star... (origineel persbericht)
30 april 2014
Een team van Leidse astronomen onder leiding van Ignas Snellen is er
voor het eerst in geslaagd om de rotatiesnelheid van een exoplaneet te
meten. Daarvoor maakten ze gebruik van de gevoelige CRIRES-spectrograaf
van de Europese Very Large Telescope in Chili.Bèta Pictoris b, een
gasvormige reuzenplaneet rond een ster op 63 lichtjaar afstand van de
aarde, blijkt aan de evenaar een rotatiesnelheid te hebben van 25
kilometer per seconde - twee keer zo hoog als de rotatiesnelheid van
Jupiter. Vermoedelijk is Bèta Pictoris b bijna twee keer zo groot als
Jupiter; dat betekent dat de rotatieperiode van de planeet slechts ca. 8
uur bedraagt. De hoge draaisnelheid past in het beeld dat zwaardere
planeten sneller roteren - dat geldt ook in ons eigen zonnestelsel. De
oorzaak van die relatie is overigens niet precies bekend. De ster Bèta
Pictoris is pas ca. 20 miljoen jaar oud. De planeet is daardoor nog warm
en 'opgezwollen'. Wanneer hij in de toekomst afkoelt en verder
inkrimpt, zal de rotatieperiode afnemen tot ca. 3 uur, aldus de
astronomen deze week in een publicatie in Nature. (GS)
→ Daglengte van exoplaneet voor het eerst gemeten (origineel persbericht)
24 april 2014
Bij nadere inspectie van de beeldarchieven van de
Hubble-ruimtetelescoop is rond vier jonge sterren een schijf van stof en
puin ontdekt. Het zwakke schijnsel van de puinschijven was in feite al
in 2007 vastgelegd, maar bleef destijds onopgemerkt. Dankzij nieuwe
beeldanalysetechnieken zijn ze alsnog opgespoord. De puinschijven
bestaan uit materiaal dat is overgebleven na de vorming van de sterren
die zij omringen. Vermoed wordt dat dit puin bestaat uit brokken
gesteente met afmetingen tot enkele kilometers. Bij onderlinge botsingen
tussen deze ‘planetesimalen’ komt stof vrij dat door de stralingsdruk
van de ster naar de buitenste regionen van de schijf wordt geblazen. Het
zwakke schijnsel dat met een (infrarood)camera van de ruimtetelescoop
is vastgelegd bestaat uit sterlicht dat door de stofdeeltjes is
verstrooid. Een van de sterren waarbij nu zo’n puinschijf is
waargenomen, HD 141943, lijkt veel op onze zon in haar jonge jaren. Deze
puinschijf is niet helemaal symmetrisch, wat erop kan wijzen dat zich
hierin al planeten hebben gevormd – net als 4,6 miljard jaar geleden bij
de zon. (EE)
→ Astronomical Forensics Uncover Planetary Disks in Hubble Archive
17 april 2014
Binnenkort zullen in New Mexico (VS) de eerste metingen worden gedaan
met een nieuw meetinstrument waarmee de chemische samenstelling van
exoplaneten kan worden bepaald. Op 3 april jl. heeft het instrument,
NESSI geheten, zijn eerste testwaarnemingen gedaan. De afkorting NESSI
staat voor New Mexico Exoplanet Spectroscopic Survey Instrument. Het is
dus een spectrometer: een instrument dat het licht van objecten kan
ontleden, om erachter te komen welke chemische elementen deze bevatten.
NESSI is gekoppeld aan een 2,4-meter telescoop. Het instrument zal
ongeveer honderd, reeds bekende exoplaneten onder de loep nemen. Deze
planeten variëren in grootte van ‘superaardes’ (planeten die wat
zwaarder zijn dan onze eigen planeet) tot ‘hete jupiters’
(reuzenplaneten die op geringe afstand om hun moederster cirkelen). De
planeten zullen worden waargenomen op het moment dat ze – vanaf de
aarde gezien – voor hun ster langs trekken. Op dat moment absorbeert de
atmosfeer van zo’n planeet specifieke golflengten van het licht van de
ster, die karakteristiek zijn voor zijn chemische samenstelling. Rond
het begin van de zomer zal NESSI zijn eerste exoplaneten onderzoeken.
(EE)
→ Exoplanets Soon to Gleam in the Eye of NESSI
17 april 2014
Voor het eerst is in de 'bewoonbare zone' van een andere ster een
planeet ontdekt die ongeveer even groot - of liever gezegd: even klein -
is als de aarde. Op de planeet zouden oceanen kunnen voorkomen, en in
principe zou er leven kunnen zijn ontstaan. De ontdekking, gedaan door
de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, wordt deze week beschreven in het
weekblad Science. Planeet Kepler-186f is hooguit tien procent groter
dan de aarde - dat blijkt uit de hoeveelheid sterlicht die hij
onderschept wanneer hij eens per omloop voor zijn moederster langs
beweegt. Het is zo goed als zeker dat het een rotsachtige planeet is.
Voor eerdere planeten die gevonden zijn in de bewoonbare zones van
andere sterren is dat minder evident. De planeet beschrijft een baan
rond een rode dwergster op 490 lichtjaar afstand van de aarde, samen met
vier andere planeten. Kepler-186f is de buitenste van het vijftal; hij
bevindt zich aan de buitenzijde van de bewoonbare zone van de ster - het
gebied waar het niet te warm en niet te koud is voor het vóórkomen van
vloeibaar water aan het oppervlak. Een echt tweelingzusje van de aarde
is Kepler-186f toch nog steeds niet. Rode dwergen vertonen regelmatig
krachtige 'zonnevlammen', die het ontstaan van leven zouden kunnen
bemoeilijken. Ook de architectuur van het planetenstelsel van Kepler-186
is compleet anders dan dat van ons zonnestelsel, wat erop zou kunnen
wijzen dat de planeten zelf ook andere eigenschappen hebben. Een
zoektocht naar mogelijke kunstmatige radiosignalen uit de richting van
Kepler-186, uitgevoerd met de Allen Telescope Array van het
SETI-instituut, heeft tot nu toe geen resultaat opgeleverd. (GS)
→ New Rocky Planet May Have Liquid Water (origineel persbericht)
10 april 2014
Astronomen hebben mogelijk een glimp opgevangen van een ‘exomaan’ –
een maan die om een planeet buiten ons zonnestelsel cirkelt. Letterlijk
een glimp, want het gaat om een niet-reproduceerbare waarneming. De
potentiële exomaan en zijn moederplaneet hebben hun bestaan verraden via
het zogeheten gravitationele microlenseffect. Dit effect ontstaat als
een (onzichtbaar) zwak voorgrondobject vanaf de aarde gezien precies
voor een verre ster langs schuift. Het voorgrondobject – of beter
gezegd: zijn zwaartekrachtsveld – werkt in zo’n geval als een soort
vergrootglas die het licht van de verre ster tijdelijk versterkt. Zo’n
gebeurtenis duurt doorgaans slechts enkele weken. Dat voorgrondobject
kan van alles zijn: een vrij rondzwervende planeet, een zwakke ster,
maar ook een ster waar een planeet omheen cirkelt of een planeet met een
maan. In die laatste twee gevallen kunnen er – kort na elkaar – als het
ware twee vergrootglazen voor de achtergrondster schuiven. En dan wordt
de ster twee keer wat helderder dan normaal. Dat is nu precies wat een
internationaal team van astronomen onlangs heeft waargenomen. Het
probleem is echter dat niet valt vast te stellen op welke afstand het
dubbele object ‘MOA-2011-BLG-262’ zich bevond. Daardoor zal ook altijd
onduidelijk blijven wát het was. Een planeet met maan op relatief kleine
afstand veroorzaakt namelijk dezelfde ‘lichtshow’ als een ster met
planeet op grotere afstand. (EE)
→ Faraway Moon or Faint Star? Possible Exomoon Found
7 april 2014
Sterrenkundigen van de Universiteit van Californië in Santa Cruz
hebben een computerspel ontwikkeld op basis van software die gebruikt
wordt bij de speurtocht naar exoplaneten. Die software, Systemic
geheten, is ontworpen om planeten bij andere sterren te ontdekken in de
enorme hoeveelheden waarnemingsgegevens van telescopen zoals de
Automated Planet Finder op de Lick-sterrenwacht. De software bevat alle
ingrediënten om de dynamica en de stabiliteit van planetenstelsels te
beschrijven en te onderzoeken. Diezelfde onderliggende algoritmes zijn
nu gebruikt voor het ontwikkelen van een educatief computerspel waarin
je punten kunt verdienen door zo veel mogelijk planeten aan een stelsel
toe te voegen zonder dat het instabiel wordt als gevolg van
zwaartekrachtsstoringen. (GS)
→ Orbital physics is child's play with 'Super Planet Crash' (origineel persbericht)
27 maart 2014
Zuurstof is geen goede indicator van leven op een exoplaneet. Volgens
Robin Wordsworth en Raymond Pierrehumbert van de universiteit van
Chicago is de aanwezigheid van water al voldoende om zo’n wereld een
zuurstofrijke atmosfeer te geven. Tot nu toe zijn meer dan 1750
exoplaneten (planeten buiten ons zonnestelsel) ontdekt. Sommige daarvan
bevinden zich binnen de ‘leefbare zone’ van hun moederster – het gebied
rond de ster waar vloeibaar water kan bestaan. Met de volgende generatie
van telescopen zal worden geprobeerd om de atmosferen van zulke
planeten te analyseren. Eerder onderzoek leek erop te wijzen dat zich in
de atmosferen van planeten binnen de leefbare zone alleen zuurstof kan
verzamelen als er leven aanwezig is. Chemische modellen geven namelijk
aan dat zuurstofmoleculen zich onder warme omstandigheden gemakkelijk
aan andere elementen binden. Uit de nieuwe analyse
van Wordsworth en Pierrehumbert blijkt echter dat dode planeten binnen
de leefbare zone toch veel zuurstof in hun atmosfeer kunnen hebben.
Voorwaarde is wel dat er veel water op de planeet is en zijn atmosfeer
weinig stikstof en argon bevat. Een gebrek aan stikstof en argon zorgt
ervoor dat zich veel waterdamp in de lucht kan verzamelen. Het
ultraviolette licht van de moederster doet de rest: watermoleculen
worden gesplitst in zuurstof en waterstof, waarna de lichte
waterstofatomen de ruimte in verdwijnen. Bij de zoektocht naar planeten
waar leven lijkt te bestaan, moet dus niet alleen worden gelet op de
aanwezigheid van atmosferische zuurstof. Ook de aanwezigheid van andere
gassen is van belang. (EE)
→ Dead exoplanets can have oxygen-rich atmospheres too
26 maart 2014
Het stof in protoplanetaire schijven – de schijven van gas en stof
rond jonge sterren waarin zich planeten kunnen vormen – is vaak heel
ongelijkmatig verdeeld. Tot die conclusie komen astronomen die met de
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) naar twee van die
schijven hebben gekeken. De ALMA-waarnemingen laten zien dat het hart
van de protoplanetaire schijven rond de sterren SR 21 en SAO 206462 heel
weinig stof bevat. De buitenste delen van de schijven vertonen
daarentegen juist grote stofconcentraties, die genoeg materiaal bevatten
om planeten van het kaliber Jupiter te vormen. Volgens de astronomen
kan dat erop wijzen dat er in het buitenste deel van de schijven
wervelingen optreden. Deze zouden de stofdeeltjes en gasatomen in de
schijf bijeendrijven, waardoor ze gemakkelijker kunnen samenklonteren.
Anderzijds vertoont een van de schijven in een ander golflengtegebied –
het infrarood – een opvallende spiraalstructuur die niet goed binnen het
wervelingmodel past. (EE)
→ Protoplanetary Disks ‘Bulge’ in Complex and Asymmetrical Ways
26 maart 2014
Ongeveer een op de drie witte dwergen in het Melkwegstelsel is
'vervuild' door rotsachtig materiaal, afkomstig uit een planetenstelsel.
Dat blijkt uit nauwkeurige spectroscopische waarnemingen die verricht
zijn met een ultraviolettelescoop in de ruimte, door onderzoekers van de
Universiteit van Leicester. De resultaten worden vandaag gepubliceerd
in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Witte dwergen zijn
de hete, compacte overblijfselen van sterren zoals onze eigen zon. Die
blazen aan het eind van hun leven hun buitenste gaslagen de ruimte in,
waarna een kleine kern overblijft. Eerder was al ontdekt dat de
buitenste gaslagen van sommige witte dwergen vervuild zijn met zware
elementen. De herkomst daarvan was echter niet duidelijk; het zou
eventueel kunnen gaan om materialen uit het inwendige van de ster die op
de een of andere manier in de buitenlagen terecht zijn gekomen.
Metingen met de Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) hebben nu
echter aangetoond dat de 'vervuiling' afkomstig is van rotsachtig
materiaal in een planetenstelsel. Van 89 witte dwergen is heel
nauwkeurig vastgesteld hoeveel koolstof, silicium, ijzer, zwavel en
fosfor er in de buitenlagen voorkomt. Ongeveer een op de drie witte
dwergen blijkt relatief veel van die zware elementen te bevatten, en de
verhouding koolstof/silicium is gelijk aan die in rotsachtige planeten
zoals de aarde. Vermoedelijk raken de witte dwergen vervuild door
materiaal dat afkomstig is van verbrijzelde planeten en planetoïden. De
banen van die hemellichamen raken verstoord wanneer de oorspronkelijke
ster veel materie de ruimte in blaast en daardoor steeds lichter wordt.
Ze kunnen dan met elkaar in botsing komen, of de ster heel dicht naderen
en door getijdenkrachten uiteengerukt worden. De FUSE-metingen doen
vermoeden dat minstens een op de drie sterren zoals de zon vergezeld
wordt door een planetenstelsel waarin aardeachtige planeten voorkomen.
(GS)
→ Riddle of Celestial Archaeology Solved (origineel persbericht)
25 maart 2014
Binnen enkele weken na de ingebruikname heeft de Automated Planet
Finder van de Lick-sterrenwacht in Californië zijn eerste twee
planetenstelsels ontdekt. Naar verwachting zullen de komende jaren nog
veel meer planetenstelsels gevonden worden rond relatief nabije sterren.
Zelfs de ontdekking van een aardeachtige planeet behoort tot de
mogelijkheden, aldus de projectleiders.De Automated Planet Finder (APF)
maakt gebruik van een gevoelige spectroscoop die bevestigd is in het
brandpunt van de 2,4-meter telescoop van de sterrenwacht. Volledig
automatisch doet hij precisiemetingen aan een aantal vooraf
geselecteerde sterren. De spectroscoop kan kleine periodieke variaties
op het spoor komen in de radiale snelheid van zo'n ster (naar ons toe of
van ons af). Zulke schommelingen worden veroorzaakt door de
aanwezigheid van een of meer planeten. De 12 miljoen dollar kostende APF
is begin dit jaar in gebruik genomen en heeft inmiddels vier
reuzenplaneten gevonden in kleine omloopbanen rond de ster HD141399 (het
bestaan daarvan werd al vermoed op basis van eerdere metingen) en één
Neptunus-achtige planeet rond de rode dwergster GJ687. (GS)
→ Lick's Automated Planet Finder: First robotic telescope for planet hunters (origineel persbericht)
10 maart 2014
Zware, hete sterren verhinderen de vorming van planetenstelsels bij
lichtere sterren in hun omgeving. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen die
zijn verricht met ALMA (Atacama Large Millimeter and submillimeter
Array), een netwerk van 66 schotelantennes op 5000 meter hoogte in de
Chileense Atacama-woestijn. Planetenstelsel ontstaan uit ronddraaiende
schijven van gas en stof rond pasgeboren sterren. Zulke protoplanetaire
schijven (protoplanetary disks, of kortweg proplyds) zijn door de Hubble
Space Telescope onder andere ontdekt in de Orionnevel, een groot
stervormingsgebied op ruim duizend lichtjaar afstand. De
Hubble-waarnemingen deden al vermoeden dat sommige van de proplyds last
hebben van zware, hete reuzensterren in hun directe omgeving: de
energierijke ultraviolette straling van deze zogeheten O-sterren blaast
het gas en stof in de naburige schijf in één richting weg, zodat er
uiteindelijk misschien onvoldoende materiaal overblijft voor de vorming
van planeten. Met ALMA is nu bevestigd dat dat inderdaad het geval is.
Op de lange golflengten waarop ALMA waarneemt, kunnen sterrenkundigen
vrij nauwkeurig meten hoe veel stof ze bevatten. ALMA heeft een paar
honderd extra proplyds in de Orionnevel ontdekt, en uit de
massabepalingen blijkt dat de schijven die zich dicht bij een O-ster
bevinden, veel minder materie bevatten dan de schijven op grotere
afstanden. In Astrophysical Journal rapporteert het onderzoeksteam
dat de hoeveelheid massa op afstanden van minder dan 0,1 lichtjaar (ca.
één biljoen kilometer) kleiner is dan een halve Jupitermassa. Proplyds
op grotere afstanden bevatten soms wel tachtig Jupitermassa's aan
materie. (GS)
→ ‘Death Stars’ in Orion Blast Planets before They Even Form (origineel persbericht)
6 maart 2014
Astronomen die zich bezighouden met het ontstaan van sterren worstelen
al tientallen jaren met de vraag waarom babysterren meer
infraroodstraling uitzenden dan verwacht. Nieuwe computerberekeningen
hebben een mogelijke verklaring opgeleverd. Pasgeboren sterren zijn
omgeven door een schijf van restmateriaal, waaruit later planeten kunnen
ontstaan. Deze schijf wordt door de ster opgewarmd en gloeit daardoor
in het infrarood. Waarnemingen met infraroodsatellieten zoals IRAS
(jaren tachtig) en Spitzer (nu) laten echter zien dat dit niet álle
infraroodstraling kan verklaren. Nieuwe driedimensionale modellen van
planeetvormende schijven bieden mogelijk uitkomst. De modellen geven aan
dat ook gas en stof dat door reusachtige magnetische lussen uit de
schijf omhoog wordt getild sterlicht absorbeert. De berekende
hoeveelheid infraroodstraling die daarbij vrijkomt is voldoende om het
hele overschot te kunnen verklaren. Het idee dat planeetvormende
schijven zijn gehuld in een soort atmosfeer van gas en stof is niet
nieuw, maar het is voor het eerst dat deze in verband wordt gebracht met
het overschot aan infraroodstraling dat jonge sterren produceren. (EE)
→ Mystery of Planet-forming Disks Explained by Magnetism
6 maart 2014
Astronomen hebben een ophoping van koolstofmonoxidegas ontdekt in de
stofrijke schijf rond de ster Bèta Pictoris. Dat komt als een
verrassing, omdat dit gas snel wordt afgebroken door sterlicht. Iets
moet er dus voor zorgen dat de voorraad steeds wordt aangevuld (Science,
7 maart). De nabije ster Bèta Pictoris is het prototype van een jong
planetenstelsel. Het is een van de eerste sterren waarbij een grote
omringende schijf van stofrijk puin is ontdekt. Ook is bekend dat er, op
een afstand van ongeveer 1,2 miljard kilometer, een planeet om de ster
cirkelt. De concentratie van koolstofmonoxidegas die nu op ongeveer
dertien miljoen kilometer van de ster is ontdekt, is opgespoord met de
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een speciale
radiotelescoop in het noorden van Chili. Waarom het gas zich op één
bepaalde plek in de stofschijf heeft verzameld is nog onduidelijk. Maar
vermoedelijk moet de bron ervan gezocht worden bij ijsachtige objecten,
zoals kometen. Kometen bestaan weliswaar voor het overgrote deel uit
bevroren water en vaste deeltjes, maar bevatten daarnaast ook andere
stoffen, waaronder koolstofmonoxide. Volgens de astronomen moet er, om
de waargenomen concentratie koolstofmonoxide te kunnen verklaren, in de
schijf rond Bèta Pictoris om de vijf minuten een botsing tussen kometen
plaatsvinden. En dat kan alleen maar betekenen dat zich hier een zeer
dichtbevolkte kometenzwerm bevindt. Die omvangrijke samenscholing van
kometen kan op verschillende manieren zijn ontstaan. Mogelijk zijn de
kometen bijeengebracht door de zwaartekracht van een nog niet
waargenomen planeet met ongeveer de massa van Saturnus. Een andere
mogelijkheid is de kometen overblijfselen zijn van een kolossale botsing
tussen twee ijsplaneten van het kaliber Mars. (EE)
→ Botsende kometen verklaren verrassende gasophoping bij jonge ster
5 maart 2014
Wetenschappers van de universiteit van Arizona hebben een nieuwe
opname gemaakt van de grote planeet die om de jonge ster Bèta Pictoris
cirkelt. Het bijzondere aan de foto is dat hij niet – zoals gebruikelijk
in de exoplanetenfotografie – is vastgelegd met een infrarooddetector,
maar met een ccd-detector zoals je die ook in gewone digitale camera’s
tegenkomt. Hoewel de nieuwe foto is gemaakt op een golflengte die net
buiten het bereik van het menselijk oog ligt, wordt het gebruik van een
ccd gezien als een belangrijke stap vooruit. Met dezelfde beeldchips
zijn ook opnamen in zichtbaar licht mogelijk. En dat betekent dat in de
nabije toekomst ook koude, aarde-achtige planeten kunnen worden
vastgelegd. Alle foto’s van exoplaneten die tot nu toe met telescopen op
aarde zijn gemaakt, zijn infraroodopnamen. Anders gezegd: het zijn in
feite warmtebeelden. Hierdoor beperken de opnamen zich tot ‘gasreuzen’ –
grote planeten die nog jong genoeg zijn om veel warmte uit te stralen.
Oudere, mogelijk leefbare planeten die al zijn afgekoeld zenden veel
minder infraroodstraling uit en vereisen camera’s die gevoelig zijn voor
zichtbaar licht. (EE)
→ A Small Step Toward Discovering Habitable Earths
4 maart 2014
Elke rode dwergster in het Melkwegstelsel wordt waarschijnlijk
vergezeld door minstens één planeet. Die conclusie trekken astronomen
van de Universiteit van Hertfordshire uit een analyse van
spectroscopische metingen, verricht met Europese telescopen in Chili. De
resultaten worden gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal
Astronomical Society. Rode dwergsterren zijn kleiner, lichter en
koeler dan de zon. Eerder zijn al enkele tientallen 'superaardes'
ontdekt bij rode dwergen: planeten die twee tot vier keer zo groot zijn
als de aarde. De Britse astronomen, die samenwerkten met sterrenkundigen
uit Chili, voegen daar nu acht nieuwe exemplaren aan toe. Ze zijn
gevonden bij rode dwergen op kleine afstanden van de zon: tussen 15 en
80 lichtjaar. Drie van de acht nieuwe planeten bevinden zich in de
zogeheten bewoonbare zone van hun moederster, waar de temperatuur het
bestaan van vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk maakt. Het
bestaan van de acht planeten blijkt uit een zeer zorgvuldige analyse van
meetgegevens van twee Europese spectrografen: UVES, op de Very Large
Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) op de
Paranal-sterrenwacht, en HARPS, op de 3,6-meter telescoop van ESO op de
La Silla-sterrenwacht. Met de spectrografen zijn de kleine, periodieke
schommelingen van de ster gemeten die veroorzaakt worden door de
zwaartekracht van de rondcirkelende planeet. De omlooptijden van de
nieuw ontdekte planeten varieert tussen twee weken en negen
jaar. Naar schatting driekwart van alle sterren in het
Melkwegstelsel zijn rode dwergen. Op basis van de nieuwe resultaten
concluderen de sterrenkundigen dat het zo goed als zeker is dat elke
rode dwerg door minstens één planeet wordt vergezeld. De hoop is dat in
de toekomst ook kleinere en lichtere planeten ontdekt zullen worden, die
meer overeenkomsten vertonen met de aarde. (GS)
→ Every Red Dwarf Star Has at Least One Planet (origineel persbericht)
26 februari 2014
Het aantal bekende exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – is
in één klap flink toegenomen. Een zorgvuldige analyse van gegevens die
de NASA-satelliet Kepler tussen mei 2009 en maart 2011 heeft verzameld,
heeft maar liefst 715 nieuwe werelden opgeleverd. En daarmee is de
teller op ongeveer 1700 komen te staan. De ruim zevenhonderd ontdekte
planeten zijn bijna allemaal kleiner dan Neptunus, die bijna vier keer
zo groot is als de aarde. Ze cirkelen om 305 verschillende sterren – het
gaat in alle gevallen om stelsels met meer dan één planeet, waarvan
sommige enige overeenkomst vertonen met ons eigen zonnestelsel. Slechts
vier van de nieuwe planeten zijn minder dan 2,5 keer zo groot als de
aarde en cirkelen binnen de zogeheten leefbare zone om hun moederster.
Dat hoeft overigens niet per se te betekenen dat de omstandigheden op
deze planeten leefbaar zijn: daar komen meer factoren bij kijken. Zo zou
de planeet Kepler-296f, die om een zwakke rode dwergster cirkelt, een
waterwereld met diepe oceanen kunnen zijn, maar ook een gasplaneet met
een verstikkend dichte atmosfeer van waterstof en helium. Sinds zijn
lancering in maart 2009 heeft de Kepler-satelliet 3600 kandidaatplaneten
opgespoord. Die kandidaten werden tot nu toe één voor één nader bekeken
met andere instrumenten, om te kunnen bevestigen dat het inderdaad om
planeten ging. Dat was een tijdrovend proces, dat nog maar enkele
honderden treffers had opgeleverd. Dankzij een statistische truc is de
Kepler-oogst nu opgelopen tot 961. Dat wil zeggen dat meer dan de helft
van alle nu bekende exoplaneten door deze satelliet is opgespoord. De
truc maakt gebruik van een eenvoudig statistisch gegeven. Kepler hield
150.000 sterren in de gaten en ontdekte dat enkele duizenden daarvan de
kleine, regelmatige helderheidsvariaties vertonen die op de aanwezigheid
van planeten wijzen. Als deze kandidaten willekeurig over de
Kepler-sterren verdeeld waren, zou slechts een handjevol sterren meer
dan één kandidaatplaneet mogen hebben. Maar Kepler ontdekte honderden
sterren met meerdere kandidaatplaneten. Door deze subgroep met voorrang
te behandelen, kon het aantal ontdekte planeten in relatief korte tijd
flink worden opgevoerd. De resultaten van dit onderzoek worden op 10
maart gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
→ NASA's Kepler Mission Announces a Planet Bonanza, 715 New Worlds
26 februari 2014
De afgelopen jaren zijn met de NASA-satelliet Kepler veel zogeheten
superaardes ontdekt: exoplaneten die niet veel groter zijn dan de aarde.
Sommige van deze planeten bevinden zich zelfs binnen de ‘leefbare zone’
van hun moederster, waar gematigde temperaturen heersen en water in
vloeibare vorm zou kunnen bestaan. Dat klinkt veelbelovend, maar nieuw
onderzoek door een internationaal team van wetenschappers laat zien dat
het op de meeste superaardes bepaald niet goed toeven is (Monthly
Notices of the Royal Astronomical Society). Vermoed wordt dat de
geboorte van een planeet begint met het samenklonteren van stof en puin
in de zogeheten protoplanetaire schijf rond een jonge ster. Hierbij
ontstaat een vaste, rotsachtige kern die vervolgens waterstofgas uit
zijn omgeving aantrekt, dat onder invloed van het ultraviolette licht
van de moederster deels weer ontsnapt. Met behulp van computermodellen
hebben de wetenschappers onderzocht hoeveel waterstofgas planeetkernen
van uiteenlopende massa’s in de leefbare zone van een zonachtige ster
weten te verzamelen. De berekeningen laten zien dat protoplaneten met
dezelfde dichtheid als de aarde, maar met minder dan de helft van haar
massa niet veel gas aan zich binden. Bij planeetkernen die ongeveer net
zo zwaar zijn als de aarde kan het twee kanten op gaan: sommige
ontwikkelen een atmosfeer die rijk is aan waterstofgas, andere niet.
Maar de zwaarste kernen, zoals die van superaardes, houden bijna alle
waterstof vast en eindigen als Neptunus-achtige gasplaneten. Met zulke
dichte atmosferen is de druk op het planeetoppervlak zodanig groot dat
er vrijwel zeker geen leven kan voorkomen. (EE)
→ ‘Super-Earths’ may be dead worlds
24 februari 2014
Amerikaanse astronomen hebben waterdamp ontdekt in de dampkring van
een Jupiter-achtige planeet die in een krappe baan om de nabije ster Tau
Boötis cirkelt. Het is niet voor het eerst dat er waterdamp in de
atmosfeer van zo’n ‘hete jupiter’ is opgespoord, maar ditmaal is een
andere techniek gebruikt dan in voorgaande gevallen. Het nieuwe
resultaat is op 24 februari gepubliceerd in de online editie van The
Astrophysical Journal Letters. Eerdere ontdekkingen van atmosferische
waterdamp bij een exoplaneet waren afhankelijk van zeer specifieke
omstandigheden. Wanneer een planeet vanaf de aarde gezien regelmatig
voor zijn moederster langs schuift, laat de waterdamp een ‘vingerafdruk’
van lijnen achter in het spectrum van die ster. En als een planeet maar
ver genoeg van zijn ster staat, kan de waterdamp rechtstreeks worden
gedetecteerd in het spectrum van de planeet zelf. De exoplaneet Tau
Boötis b voldoet echter aan geen van beide voorwaarden. Om de
samenstelling van zijn atmosfeer toch te kunnen onderzoeken hebben de
astronomen gebruik gemaakt van het feit dat de golflengte van het door
Tau Boötis b uitgezonden (infrarood)licht enigszins varieert. Dat komt
door de beweging van de planeet rond zijn moederster, die in een klein
dopplereffect resulteert. Dit effect zorgt ervoor dat sommige lijnen in
het gezamenlijke spectrum van ster en planeet een beetje heen en weer
schuiven. Dat zijn de spectraallijnen die voor rekening komen van de
planeet. Al in 2012 heeft een ander onderzoeksteam met deze slimme
techniek aangetoond dat de atmosfeer van Tau Boötis b koolmonoxidegas
bevat. En nu is dus vastgesteld dat er ook waterdamp in zit. (EE)
→ Detection of Water Vapor in the Atmosphere of a Hot Jupiter
19 februari 2014
Het Europese ruimteagentschap ESA zal in 2024 een nieuwe
ruimtetelescoop lanceren die naar planeten buiten ons zonnestelsel gaat
speuren. De nieuwe missie heeft de naam PLATO gekregen, de afkorting van
‘Planetary Transits and Oscillations of stars’. Net als de
NASA-satelliet Kepler zal PLATO op exoplaneten jagen door te speuren
naar regelmatige helderheidsdipjes in het licht van sterren, die door
zogeheten planeetovergangen of ‘transits’ worden veroorzaakt. Daartoe
zullen een slordige miljoen sterren in de gaten worden gehouden – niet
met één telescoop, maar met 34 afzonderlijke telescoopjes en camera’s.
Daarnaast zal de ruimtetelescoop ook de seismische activiteit van de
sterren onderzoeken. Dat laatste levert informatie op over hun massa,
grootte en leeftijd. Naar verwachting zal PLATO duizenden exoplaneten
ontdekken. Maar de nadruk zal liggen op het opsporen van planeten die
niet veel groter zijn dan de aarde, waar leefbare omstandigheden
heersen. (EE)
→ ESA selects planet-hunting PLATO mission
6 februari 2014
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft, na een onderbreking van
bijna een jaar, weer een exoplaneet ontdekt. Nou ja, ‘ontdekt’... De
Jupiter-achtige planeet, WASP-28, is in feite zes jaar geleden al
opgespoord met de geautomatiseerde camera van een sterrenwacht op aarde.
Maar dat de enigszins gehavende ruimtetelescoop hem ook kan zien, is
goed nieuws. Kepler maakt jacht op exoplaneten door te speuren naar
periodieke helderheidsdipjes in het licht van sterren, veroorzaakt door
zogeheten planeetovergangen of ‘transits’. Voor dat soort metingen is
het noodzakelijk dat de ruimtetelescoop heel nauwkeurig op een ster
wordt gericht. Maar door het uitvallen van een deel van zijn
standregelsysteem lukte dat sinds het voorjaar van 2013 niet meer. De
wisselende druk van onder meer de zonnewind (de stroom deeltjes die de
zon voortdurend uitstoot) brengt Kepler een beetje aan het schommelen.
Eind vorig jaar hebben technici een methode bedacht om dat probleem te
omzeilen. Door de ruimtetelescoop zodanig te oriënteren dat de zonnewind
een volledig symmetrische druk uitoefent, kan hij gedurende een periode
van maximaal 75 dagen stabiel worden gehouden. De testwaarnemingen van
WASP-28, die in januari zijn gedaan, tonen aan dat dit lapmiddel werkt.
In mei beslist NASA of Kepler inderdaad aan een tweede leven – de
K2-missie – mag beginnen. Anders dan voorheen zal hij daarbij niet
langer op één hemelgebied worden gericht, maar verschillende delen van
de dierenriem in het oog houden. Jammer genoeg is de ruimtetelescoop hoe
dan ook niet meer in staat om planeten op te sporen die veel op onze
aarde lijken. Om het bestaan van een planeet te bevestigen, moet Kepler
drie transits registreren, wat betekent dat het opsporen van een
tweeling-aarde enkele jaren zou duren. En zo lang kan de ruimtetelescoop
niet meer op een ster worden gericht. (EE)
→ NASA’s revived exoplanet-hunter sees its first world (New Scientist)
4 februari 2014
Misschien is het wel de planeet met de meest extreme seizoenen. De
oriëntatie van de draaiingsas van exoplaneet Kepler-413b varieert in elf
jaar tijd over een hoek van dertig graden. Kepler-413b is een
gasvormige reuzenplaneet die in 66 dagen tijd een kleine omloopbaan
beschrijft rond een dubbele dwergster op 2300 lichtjaar afstand van de
aarde. De baan van de planeet valt echter niet samen met de baan die de
twee sterren om elkaar heen beschrijven. Door zwaartekrachtseffecten
verandert het baanvlak van de planeet daardoor continu, met als
resultaat dat ook de stand van de planeet in de ruimte aan grote, snelle
variaties onderhevig is.Kepler ontdekt planeten doordat ze minieme
helderheidsdipjes veroorzaken in het licht van hun moederster wanneer ze
daar voor langs bewegen. Kepler-413b vertoonde aanvankelijk wel zulke
overgangen, maar daarna ruim twee jaar niet: door de wiebelingen in de
baan bewoog de planeet (gezien vanaf de aarde) lange tijd niet exact
voor de ster langs. Naar verwachting zullen er pas vanaf het jaar 2020
weer overgangen te zien zijn.De nieuwe ontdekking wordt beschreven in
een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Kepler Finds a Very Wobbly Planet (origineel persbericht)
31 januari 2014
De exoplaneet Kepler 34b, die nu in een vrij krappe baan om een
dubbelster cirkelt, is vermoedelijk op veel grotere afstand van dat
stellaire tweetal ontstaan. Tot die conclusie komen Britse en Franse
astronomen na computersimulaties van de beginstadia van planeetvorming
bij dubbelsterren. Die simulaties laten zien dat een dubbelster zulke
sterke gravitationele verstoringen veroorzaakt, dat de vorming van
planeten in zijn naaste omgeving wordt belemmerd. Door die verstoringen
komen planetaire bouwstenen zo vaak met elkaar in botsing, dat ze als
het ware tot gruis vermalen worden. Volgens de astronomen moeten
Kepler-34b en bijna alle andere ‘circumbinaire’ planeten die tot nu toe
zijn ontdekt dus op veel grotere afstand van hun dubbele moederster zijn
ontstaan. Ze zouden pas later naar hun huidige baan zijn opgeschoven.
Een mogelijke uitzondering is de planeet Kepler-47c, die in een veel
ruimere baan om een dubbelster cirkelt dan zijn soortgenoten. (EE)
→ One planet, two stars: new research shows how circumbinary planets form
30 januari 2014
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA nodigt het grote publiek uit om
planetenstelsels-in-wording te helpen opsporen. Daartoe moeten, via de
website DiskDetective.org,
vele duizenden opnamen van de infraroodsatelliet WISE en de Digitized
Sky Survey 2 worden geanalyseerd. WISE heeft in 2010 en 2011 twee
volledige scans van de sterrenhemel gemaakt. Daarbij zijn alles bij
elkaar meer dan 745 miljoen objecten op infraroodgolflengten vastgelegd.
Astronomen hebben deze hooiberg aan gegevens met behulp van computers
uitgevlooid en alvast een voorselectie van een slordige half miljoen
interessante objecten gemaakt. Omdat ook sterrenstelsels, interstellaire
stofwolken en planetoïden heldere infraroodobjecten kunnen zijn, moeten
al die objecten stuk voor stuk worden bekeken. Op basis van enkele
eenvoudige criteria kunnen de deelnemers de meest veelbelovende
kandidaten helpen selecteren. Astronomen zullen die objecten vervolgens
in meer detail onderzoeken. Bij het DiskDetective-project wordt naar
twee soorten protoplanetaire objecten gezocht. Dat zijn allereerst de
gasrijke schijven rond sterren die slechts enkele miljoenen jaren oud
zijn. De tweede categorie bestaat uit de gasarme ‘puinschijven’ rond
oudere sterren waarin zich al planetoïden en kometen hebben gevormd.
(EE)
→ NASA-Sponsored ‘Disk Detective’ Lets Public Search for New Planetary Nurseries
22 januari 2014
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Belgen Vincent
Van Eyen en Connie Aerts, heeft een planeet opgespoord bij Kepler-410A,
een relatief heldere ster die samen met een zwakkere soortgenoot een
dubbelster vormt. De planeet is ongeveer drie keer zo groot als onze
aarde en draait in een krappe baan met een omlooptijd van ruwweg
achttien dagen rond zijn moederster. Het reilen en zeilen van de
exoplaneet, die de aanduiding ‘Kepler-410A b’ heeft gekregen, is vier
jaar lang gevolgd met de NASA-satelliet Kepler. Deze satelliet hield de
helderheden van meer dan 150.000 sterren in de gaten, om de kleine,
regelmatige ‘helderheidsdipjes’ te kunnen registreren die erop wijzen
dat er een planeet rond de ster cirkelt. Uit kleine verstoringen van de
omloopbaan van de planeet kan worden afgeleid dat er waarschijnlijk nog
een tweede planeet om Kepler-410A draait. De momenten waarop Kepler-410A
b, vanaf de aarde gezien, voor zijn ster langs trekt volgen elkaar
namelijk niet met vaste tussenpozen op. Soms begint de planeetovergang
tot wel een kwartier te vroeg of te laat. (EE)
→ Bright star reveals new exoplanet
17 januari 2014
Een team van Japanse astronomen heeft een duidelijke aanwijzing
gevonden dat er in de stofschijf rond de jonge ster HD 142527 planeten
ontstaan. De ontdekking – een verhoogde stofconcentratie in een deel van
de schijf – is gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter
Array (ALMA) in het noorden van Chili. Bekend was al dat de schijf rond
HD 142527 in feite uit twee delen bestaat: een relatief kleine
binnenschijf die door een breed leeg gebied is gescheiden van een
omvangrijke buitenschijf. Bovendien zijn eerder
met ALMA gasstromen tussen de beide delen van de schijf waargenomen,
die in verband worden gebracht met planeetvorming op kleinere afstand
van de ster. De nieuwe ALMA-waarnemingen laten nu zien dat de
stofconcentratie in een deel van de buitenschijf vijf keer zo hoog is
als elders in de schijf. Het stofrijke gebied ligt ver van de ster, op
ongeveer vijf keer de afstand zon-Neptunus. Nooit eerder is op zo’n
grote afstand van een ster zo’n opvallende verdichting van stof
waargenomen. Volgens de astronomen is de dichtheid van de
stofconcentratie hoog genoeg om grote hoeveelheden gas uit de omgeving
aan te trekken. Het is dus denkbaar dat we hier getuige zijn van de
geboorte van een grote gasplaneet. Een andere mogelijkheid is dat het om
een zogeheten stofval gaat: een ‘veilige haven’ die bijvoorbeeld kan
ontstaan door een werveling in het gas van de schijf. In zo’n gebied
worden stofdeeltjes als het ware naar elkaar toe gejaagd en nemen ze
door onderlinge botsingen in omvang toe. Eerder zijn ook bij de ster Oph-IRS 48
aanwijzingen voor het bestaan van zo’n stofval ontdekt.
Computermodellen laten zien dat als er in een protoplanetaire schijf
eenmaal een stofval is ontstaan, het stof vrij gemakkelijk kan
samenklonteren tot grotere objecten zoals kometen. Daarom worden
stofvallen ook wel ‘kometenfabrieken’ genoemd. Later kunnen de gevormde
kometen weer samenklonteren tot planeten. (EE)
→ ALMA Discovers a Formation Site of a Giant Planetary System
15 januari 2014
Astronomen hebben drie planeten ontdekt die rond sterren van de
sterrenhoop Messier 67 (M67) draaien. Opvallend detail is dat de
moederster van een van de nieuwe exoplaneten in bijna alle opzichten
identiek is aan onze zon. Hoewel buiten ons zonnestelsel inmiddels al
meer dan duizend planeten zijn ontdekt, bevindt slechts een handjevol
daarvan zich in een sterrenhoop. Ergens is dat vreemd, omdat bekend is
dat de meeste sterren in zulke groepen worden geboren. Daarom begonnen
astronomen zich al af te vragen of deze vreemde schaarste ontstaat
doordat planeetvorming in sterrenhopen anders verloopt dan elders in de
Melkweg. Dankzij een zes jaar durende zoektocht met HARPS, een
instrument voor het opsporen van exoplaneten op de 3,6-meter telescoop
van de ESO-sterrenwacht op La Silla, is dit probleem nu uit de wereld
geholpen. Met dat instrument is naar 88 van de ongeveer vijfhonderd
sterren in M67 gekeken, en bij drie ervan is een planeet ontdekt. Dat
lijkt weinig, maar de sterrenhoop staat relatief ver weg (2500
lichtjaar), waardoor de afzonderlijke sterren niet erg helder zijn en
hun eventuele schommelbewegingen ten gevolge van de aanwezigheid van
planeten zich niet gemakkelijk laten meten. In feite is met het nieuwe
onderzoek juist aangetoond dat planeten in M67 net zo talrijk zijn dan
elders. Twee van de planeten in M67 draaien rond zonachtige sterren, de
derde rond een rode reuzenster. De eerste twee hebben ongeveer een derde
van de massa van Jupiter en cirkelen in respectievelijk zeven en vijf
dagen om hun moederster. Daarmee behoren ze tot de klasse van hete
Jupiters. De derde planeet heeft een omlooptijd van 122 dagen en is
zwaarder dan Jupiter. (EE)
→ Eerste planeet ontdekt bij evenbeeld zon in sterrenhoop
8 januari 2014
Astronomen van de universiteit van Toronto (Canada) hebben een object
ontdekt dat het midden houdt tussen een (mislukte) ster en een planeet.
Het hemellichaam draait om een zeer jonge ster op ongeveer 440 lichtjaar
van de aarde. De astronomen onderzoeken het object, dat door het leven
gaat als ROXs 42Bb, al zeven jaar. Het cirkelt om de ster ROXs 42B en is
ongeveer negen keer zo zwaar als de planeet Jupiter. Daarmee is het te
licht voor een bruine dwerg – een mislukte ster dus. Maar anderzijds is
zijn afstand tot de ster zó reusachtig – 150 keer de afstand zon-aarde –
dat het maar moeilijk voorstelbaar is dat het om een ‘normale’ planeet
gaat. De meeste astronomen denken dat zware gasplaneten, zoals Jupiter
en Saturnus, ontstaan door een proces dat kernaccretie wordt genoemd.
Daarbij vormt zich eerst een vaste kern, die vervolgens gas uit zijn
omgeving aantrekt. Dit proces werkt het best op niet al te grote afstand
van de moederster – tot op ruwweg 75 keer de afstand zon-aarde. Gezien
zijn veel wijdere omloopbaan lijkt het onwaarschijnlijk dat ROXs 42Bb op
deze manier is ontstaan. Op zo’n grote afstand van een jonge ster
worden doorgaans alleen veel zwaardere ster-achtige objecten
aangetroffen – bruine dwergsterren bijvoorbeeld. Dergelijke objecten
ontstaan waarschijnlijk door zogeheten schijfinstabiliteiten – een
proces waarbij een deel van de gasschijf rond een jonge ster onder zijn
eigen gewicht ‘ineenstort’. ROXs 42Bb lijkt in geen van beide
categorieën te passen. Volgens zijn ontdekker valt het object in het
grijze gebied tussen planeten en bruine dwergen. Het zou een nieuw soort
planeet kunnen zijn, maar ook een absurd lichte bruine dwerg. (EE)
→ Newly discovered celestial object defies categories
7 januari 2014
Sterrenkundigen hebben vandaag op de 223ste bijeenkomst van de
American Astronomical Society in Washington, D.C., de eerste foto's
vrijgegeven die gemaakt zijn met de nieuwe Gemini Planet Imager - een
camera die ontworpen is om planeten bij andere sterren te fotograferen.
De camera is eind oktober geïnstalleerd op de 8,2-meter Gemini
South-telescoop op Cerro Pachón in Chili. Hij maakt gebruik van
geavanceerde adaptieve optiek (ontwikkeld door het Lawrence Livermore
National Laboratory) om storende atmosferische trillingen te
compenseren. Een speciale 'coronagraaf' blokkeert het licht van de
waargenomen ster, zodat kleine, zwakke objecten vlak bij die ster in
beeld gebracht kunnen worden.Tijdens de testfase van de camera zijn
opnamen gemaakt van bekende exoplaneten, zoals Beta Pictoris b. De
camera blijkt boven verwachting te functioneren. Bij één ster, HR 4796A,
zijn scherpe afbeeldingen verkregen van een smalle stofring rond de
ster. In de komende jaren zullen tientallen jonge sterren op afstanden
van enkele tientallen tot enkele honderden lichtjaren bestudeerd worden.
De verwachting is dat met de Gemini Planet Imager zeker dertig tot
vijftig nieuwe exoplaneten ontdekt zullen worden. (GS)
→ Persbericht Lawrence Livermore National Laboratory
7 januari 2014
Superaardes - planeten die een paar keer zo groot zijn als onze eigen
thuisplaneet - hebben mogelijk ook oceanen en continenten. Tot die
conclusie komt Nick Cowan van de Northwestern University. Eerder was
altijd aangenomen dat de grote broertjes van de aarde volledig bedekt
zouden zijn door een wereldwijde oceaan.Met de ruimtetelescoop Kepler
zijn de afgelopen jaren veel superaardes ontdekt. Door de bank genomen
zijn ze twee keer zo groot als de aarde, en bestaan ze uit min of meer
dezelfde materialen. Dat betekent dat hun oppervlak vier keer zo groot
is als dat van de aarde, en hun massa ongeveer tien keer zo groot. Als
de hoeveelheid water op en in de planeet gerelateerd is aan de massa,
bevatten superaardes dus ook tien keer zo veel water. Omdat het
oppervlak 'slechts' vier keer zo groot is, zijn de oceanen er dieper, en
omdat het reliëf van een superaarde geringer is dan dat van onze eigen
planeet, als gevolg van de sterkere zwaartekracht, is de verwachting dat
ze geheel door een oceaan zijn bedekt.Maar volgens Cowan kunnen
superaardes toch ook continenten hebben. Een deel van de watervoorraad
van een planeet bevindt zich namelijk in de gesteentemantel, en dat
percentage is voor superaardes hoger dan voor onze eigen planeet: de
hogere druk op de oceaanbodems heeft tot gevolg dat er meer water in de
mantel terechtkomt. Het gevolg is dat de oceanen aan het oppervlak van
een superaarde minder diep zijn dan tot nu toe altijd is aangenomen, en
dat er ondanks het geringere reliëf wel degelijk continenten kunnen
voorkomen.De vraag of een planeet continenten heeft is van belang voor
de leefbaarheid. Verwering van oppervlaktegesteenten, met de
bijbehorende atmosferische koolstofcyclus, heeft een stabiliserende
invloed op het klimaat van een planeet. Het klimaat op een 'waterwereld'
is dus veel minder stabiel.Cowan presenteerde zijn conclusies vandaag
op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society. Het zal
nog wel even duren voordat zijn 'voorspelling' kan worden getest;
daarvoor zijn extreem krachtige ruimtetelescopen nodig. (GS)
6 januari 2014
Een internationaal team van astronomen heeft voor het eerst een
planeet van ongeveer dezelfde massa als de aarde opgespoord die tijdens
elke omloop voor zijn moederster langs schuift. De planeet, die de
aanduiding KOI-314c draagt, is de lichtste waarvan zowel massa als
afmetingen bekend zijn. Gezien zijn omvang – 60 procent groter dan onze
eigen planeet – is KOI-314c verrassend licht. Dat betekent dat de
planeet voor een belangrijk deel uit gassen moet bestaan. KOI-314c
draait om een zwakke rode dwergster op ongeveer tweehonderd lichtjaar
van de aarde. Hij volgt een krappe baan om de ster met een omlooptijd
van 23 dagen. De afstand tot zijn relatief koele moederster is dermate
klein, dat de planeet toch nog ongezond heet is: zijn temperatuur
bedraagt ongeveer 100 graden Celsius. De gemiddelde dichtheid van
KOI-314c is slechts 30 procent groter dan die van water. Dat wijst erop
dat hij is gehuld in een honderden kilometers dikke atmosfeer van
waterstof- en heliumgas. Volgens de astronomen, die hun ontdekking
vandaag tijdens de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical
Society in Washington DC presenteren, kan KOI-314c oorspronkelijk groter
en zwaarder zijn geweest. Mogelijk is hij zijn bestaan begonnen als een
kleinere versie van de gasplaneet Neptunus en door de intense straling
van zijn moederster een deel van zijn atmosferische gassen kwijtgeraakt.
(EE)
→ Newfound Planet Is Earth-Mass But Gassy
6 januari 2014
Twee exoplaneten die ontdekt zijn met de Amerikaanse ruimtetelescoop
Kepler blijken een soortelijke dichtheid te hebben gelijk aan die van
lood. Het gaat om de planeten Kepler-99b en Kepler-406b, die allebei
zo'n veertig procent groter zijn dan de aarde. Ook drie andere
Kepler-planeten (tussen de 10 en 80 procent groter dan de aarde) blijken
uit zware elementen te bestaan. De resultaten zijn vandaag
bekendgemaakt op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical
Society in Washington, D.C., en gepubliceerd in The Astrophysical
Journal.Kepler kan alleen de middellijn van een planeet vaststellen,
door te meten hoeveel licht hij onderschept wanneer hij eens per omloop
voor zijn moederster langs beweegt. Om iets over de samenstelling te
kunnen zeggen, moet echter ook de massa bekend zijn.Met de 10-meter
Keck-telescoop op Hawaii is nu voor 16 exoplaneten de massa afgeleid uit
de periodieke schommelingen van de moederster, veroorzaakt door de
zwaartekracht van de planeet. Voor 30 andere planeten is de massa
bepaald op basis van onderlinge baanverstoringen die twee planeten in
één stelsel op elkaar uitoefenen.Inmiddels is duidelijk dat driekwart
van alle exoplaneten die door Kepler zijn ontdekt minder dan vier keer
zo groot is als de aarde. Maar de meeste van deze planeten vertonen toch
weinig overeenkomsten met onze thuisplaneet: in veel gevallen gaat het
om relatief kleine 'kernen', die omgeven worden door dikke mantels van
lichte gassen, zoals waterstof en helium. Over hun ontstaan is nog
weinig bekend.Op basis van de massabepalingen hopen sterrenkundigen te
achterhalen welke fractie van de kleine planeten (in middellijn
vergelijkbaar met de aarde) ook daadwerkelijk een aardeachtige
samenstelling heeft. (GS)
→ Kepler Provides Insight on Enigmatic, Ubiquitous Planets (origineel persbericht)
31 december 2013
Twee teams van astronomen zijn, met behulp van de
Hubble-ruimtetelescoop, meer te weten gekomen over de atmosferen van
twee exoplaneten (Nature, 2 januari 2014). Het betreft de warme planeet
GJ 436b, die ongeveer zo zwaar is als de planeet Neptunus, en zijn
lichtere soortgenoot GJ 1214b. Vanaf de aarde gezien bewegen de twee
planeten tijdens elke omloop gedurende korte tijd vóór hun beider
sterren langs. Dat biedt de mogelijkheid om, aan de hand van het
sterlicht dat door hun atmosfeer heen gaat, meer te weten te komen over
de atmosferische eigenschappen van deze planeten. Uit het onderzoek van
GJ 436b blijkt dat deze planeet geen duidelijke chemische
‘vingerafdrukken’ achterlaat in het spectrum van zijn ster. Dat betekent
ofwel dat deze planeet een hoge wolkenlaag heeft die zijn atmosfeer
ondoorzichtig maakt, ofwel dat zijn atmosfeer – in tegenstelling tot de
atmosfeer van Neptunus – weinig waterstof bevat. In plaats daarvan zou
de atmosfeer van GJ 436b uit grote hoeveelheden zwaardere moleculen
kunnen bestaan, zoals waterdamp of koolstofdioxide. De chemische
signatuur van een dichte atmosfeer van die samenstelling laat zich veel
moeilijker detecteren. Over de atmosfeer van GJ 1214b bestaat nu meer
duidelijkheid. De eerste spectra van deze planeet lieten ook geen
details zien, wat dezelfde mogelijkheden openliet als bij GJ 436b: een
atmosfeer van voornamelijk waterdamp of een waterstofrijke atmosfeer met
hoge bewolking. Nieuwe Hubble-waarnemingen hebben nu echter laten zien
dat de atmosfeer van GJ 1214b weinig of geen waterdamp, methaan,
stikstof of koolstofdioxide bevat. Dat maakt het waarschijnlijk dat in
dit geval sprake is van een hoge, dichte wolkenlaag. Modelberekeningen
laten zien dat deze, gezien de hoge temperaturen, heel anders van aard
moet zijn dan de wolken op onze eigen planeet. Mogelijk bestaat hij uit
een mist van kaliumchloride of zinksulfide. (EE)
→ Hubble Sees Cloudy Super-Worlds with Chance for More Clouds
26 december 2013
Planeten ontstaan in de schijf van gas en stof rond een
ster-in-wording, maar wanneer en hoe zo’n protoplanetaire schijf
ontstaat is nog steeds een mysterie. Een team van astronomen, onder
leiding van de Leidse promovenda Nadia Murillo en hoogleraar Ewine van
Dishoeck, heeft met de ALMA-radiotelescoop de jongste protoplanetaire
schijf ooit opgespoord. Deze schijf is jonger dan op basis van de meeste
modellen mogelijk wordt geacht. De astronomen hebben ALMA gebruikt om
de driedubbele ster-in-wording VLA1623 te onderzoeken, die zich in het
stervormingsgebied rond de ster Rho Ophiuchus (sterrenbeeld
Slangendrager) bevindt. In de richting van VLA1623A, een jong object dat
nog steeds gehuld is in een dichte cocon van stof en gas, is een
schijfstructuur waargenomen. De straal van deze schijf is ongeveer vijf
keer zo groot als de straal van de omloopbaan van de planeet Neptunus.
Maar de centrale protoster is vijf keer lichter dan onze zon: dat wijst
erop dat hij nog in de groei is. De ALMA-waarnemingen laten zien
dat het gas in de schijf rond VLA1623A ‘kepleriaans’ roteert. Dat wil
zeggen: de binnenste regionen draaien sneller om de ster dan de
buitenste – net zoals de binnenste planeten van ons zonnestelsel sneller
rond de zon draaien dan de buitenste. In kepleriaanse schijven ontstaan
waarschijnlijk planeten met stabiele banen. De ontdekking van zo’n
schijf in het stadium waarin de protoster nog diep in zijn geboortewolk
verscholen zit, levert inzicht op in het ontstaansproces van
planeten. Computermodellen voorspellen dat kepleriaanse schijven
niet kunnen ontstaan in de eerste fasen van stervorming. De grote
kepleriaanse schijf van VLA1623A bewijst echter het tegendeel. Dat wijst
erop dat er factoren een rol spelen waarmee deze modellen onvoldoende
rekening houden. Recent onderzoek wijst er bijvoorbeeld op dat een
verkeerde uitlijning van het magnetisch veld en de rotatieassen, of
turbulentie, het ontstaan van schijven bevordert. (EE)
→ ALMA vindt jongste protoplanetaire schijf ooit
19 december 2013
Astronomen hebben inmiddels al meer dan duizend exoplaneten ontdekt –
planeten buiten ons zonnestelsel. Van veel van deze werelden is de massa
onbekend, en daardoor is ook onduidelijk of ze voornamelijk uit gassen
of uit gesteenten bestaan. Een nieuwe methode, ontwikkeld door
onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), biedt
mogelijk uitkomst (Science, 20 december). Tot nu toe kunnen astronomen
de massa van een exoplaneet eigenlijk maar op één manier meten: door te
kijken naar de schommelbeweging die de planeet bij zijn moederster
veroorzaakt. Deze methode is echter lang niet altijd bruikbaar, vooral
niet bij lichte planeten in relatief wijde omloopbanen. De
MIT-wetenschappers gooien het over een heel andere boeg: zij maken
gebruik van het feit dat als een exoplaneet, vanaf de aarde gezien, vóór
zijn moederster langs schuift, een klein deel van het sterlicht door de
atmosfeer van die planeet heen gaat. En daarbij worden bepaalde
golflengten van dat licht geabsorbeerd en andere doorgelaten: de
planeetatmosfeer laat als het ware een vingerafdruk achter in het
spectrum van de ster. Uit het MIT-onderzoek blijkt dat uit de kenmerken
van die vingerafdruk de temperatuur, de gemiddelde dichtheid en het
verticale drukprofiel (de mate waarin de luchtdruk naar boven toe
verandert) van de planeetatmosfeer kunnen worden afgeleid. Er bestaat
bovendien een standaardvergelijking die het verband beschrijft tussen
deze drie atmosferische kengetallen en de zwaartekracht aan het
planeetoppervlak. Anders gezegd: als je temperatuur, dichtheid en
drukprofiel kent, ken je ook de grootte van de aantrekkingskracht van de
planeet. En daaruit kan eenvoudig zijn massa worden afgeleid. Bij de in
2005 ontdekte exoplaneet HD189733b, waarvan de massa al redelijk goed
bekend was, blijkt de nieuwe methode goed te werken. Maar hij zal zijn
waarde pas echt kunnen bewijzen als toekomstige ruimtetelescopen, zoals
de James Webb Space Telescope, straks nauwkeurige waarnemingen van de
atmosferen van grote aantallen exoplaneten gaan afleveren. (EE)
→ New Technique Measures Mass Of Exoplanets
18 december 2013
Het stelsel van de nabije drievoudige ster Fomalhaut blijkt nóg
ingewikkelder in elkaar te zitten dan tot nu werd aangenomen. Bekend was
al dat de zwaarste van de drie sterren – Fomalhaut A – is omgeven door
een spectaculaire gordel van kometen. Ook zou er een planeet om deze
ster draaien, al bestaat daar enige twijfel
over. Waarnemingen met de Europese infraroodsatelliet Herschel hebben
nu laten zien dat de lichtste ster van het stelsel – Fomalhaut C –
eveneens een kometengordel heeft (Monthly Notices of the Royal
Astronomical Society). Het meest bijzondere aan het Fomalhaut-stelsel is
dat de kometengordel van de ster A niet volmaakt rond is, maar
ellipsvormig. Datzelfde geldt ook voor de omloopbaan van de planeet die
(vermoedelijk) om deze ster draait. Een en ander wordt toegeschreven aan
een ontmoeting met een ander object in het stelsel, bijvoorbeeld met
een tweede (nog onontdekte) planeet of met een van de beide andere
sterren. De ontdekking van de kometengordel rond de ster C versterkt dat
idee. Zo’n ontmoeting kan er namelijk niet alleen voor zorgen dat een
kometengordel elliptisch wordt, maar maakt deze ook helderder doordat er
meer onderlinge botsingen tussen kometen optreden. Zowel Fomalhaut A
als Fomalhaut C heeft een kometengordel die helderder is dan
gebruikelijk is voor sterren als deze. Daarmee is de complexiteit van
het Fomalhaut-stelsel overigens nog niet geheel verklaard. Want de derde
ster, Fomalhaut B, lijkt geen opvallend heldere kometengordel te
hebben. (EE)
→ Companion’s comets the key to curious exoplanet system?
17 december 2013
Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd het bestaan van een
'voorspelde' exoplaneet op een onafhankelijke manier te bevestigen. De
ruimtetelescoop Kepler heeft bij de ster Kepler-88 een planeet ontdekt
met een grootte van ca. veertig procent van Jupiter en een omlooptijd
van 10,9 dagen. Deze planeet, Kepler-88b geheten, schuift elke omloop
voor zijn moederster langs, en verraadt zijn bestaan door periodieke
helderheidsdipjes in het licht van de ster. Uit afwijkingen in de
precieze overgangstijdstippen hebben sterrenkundigen het bestaan
afgeleid van een tweede planeet in het stelsel, op grotere afstand van
de ster, die géén overgangen vertoont, maar die met zijn zwaartekracht
wel verstoringen veroorzaakt in de beweging van Kepler-88b. Deze planeet
zou volgens de 'voorspellingen' ongeveer 60 procent van de massa van
Jupiter moeten hebben, en een omlooptijd van ruim 22 dagen. Met de
Sophie-spetrograaf op het Observatorie de Haute Provence in
Zuid-Frankrijk is het bestaan van deze planeet, Kepler-88c, nu
onafhankelijk bevestigd: de planeet veroorzaakt ook periodieke
schommelingen in de beweging van de moederster, en die zijn door de
spectrograaf opgemeten. Uit de metingen blijkt dat de omlooptijd van
Kepler-88c 22,1 dagen bedraagt, en dat de planeet driekwart van de massa
van Jupiter heeft - in goede overeenstemming met de voorspellingen.
(GS)
→ Persbericht van de Universiteit van Porto (Portugees)
16 december 2013
De dubbele bruine dwerg Luhman 16AB, die eerder dit jaar werd ontdekt
op een afstand van slechts 6,6 lichtjaar, is mogelijk een drievoudig
systeem. Precisiemetingen aan de bewegingen van de twee bruine
dwergsterren, uitgevoerd met de Europese Very Large Telescope (VLT) in
Chili, wijzen op de aanwezigheid van een derde, lichte begeleider -
vermoedelijk een planeet in een baan rond een van de twee sterren.
Bruine dwergen zijn kleine, zwakke sterren die te licht zijn voor de
spontane fusie van waterstof in hun kern; ze worden ook wel 'mislukte
sterren' genoemd. Omdat ze zo zwak zijn, zijn ze vrijwel niet
waarneembaar. De dubbele bruine dwerg Luhman 16AB werd daardoor pas
begin dit jaar voor het eerst opgemerkt, al bevindt hij zich zeer dicht
bij de zon. Henri Boffin (ESO), Yuri Beletsky (Carnegie Institution for
Science) en collega's hebben de dubbele bruine dwerg nu regelmatig
opgemeten met het FORS2-instrument van de Europese VLT. Uit de metingen
blijkt dat de twee sterren tijdens hun beweging om elkaar heen kleine
afwijkingen vertonen. Die kunnen het best verklaard worden door aan te
nemen dat een van de twee bruine dwergen wordt vergezeld door een
planetair object met een omlooptijd van enkele maanden. De resultaten
zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Nearby Failed Stars May Harbor Planet (origineel persbericht)
16 december 2013
Amerikaanse astronomen hebben een nieuw instrument ontwikkeld waarmee
over niet al te lange tijd planeten bij andere sterren in beeld gebracht
kunnen worden. De eerste veelbelovende waarnemingen met het nieuwe
instrument, van de ster Capella, zijn deze maand gepubliceerd. FIRST
(Fibered Imager foR Single Telescope) combineert twee astronomische
afbeeldingstechnieken: adaptieve optiek (om trillingen in de aardse
dampkring te compenseren) en interferometrie (om de beeldscherpte enorm
te verhogen). Prototypes van het nieuwe instrument zijn uitgetest op de
3-meter Shane-telescoop van de Lick-sterrenwacht in Californië en op de
Japanse 8-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii.In Astronomy and
Astrophysics van december 2013 publiceren de astronomen
waarnemingsresultaten van de dubbelster Capella, op 43 lichtjaar afstand
van de aarde. Dat Capella een dubbelster is, blijkt uit
spectroscopische metingen aan het licht van de ster, maar de twee
componenten van de dubbelster staan zo dicht bij elkaar (ca. 100 miljoen
kilometer) dat ze vanaf de aarde nooit afzonderlijk gezien zijn. Dat is
nu wél gelukt.In de toekomst zal het FIRST-instrument verder ontwikkeld
worden, waardoor ook veel zwakkere begeleiders op kleine afstand van
een ster in beeld gebracht kunnen worden. Dan moet het mogelijk zijn om
exoplaneten - planeten bij andere sterren dan de zon - te fotograferen.
(GS)
→ Novel instrument probes close binary stars, may soon image exoplanets (origineel persbericht)
11 december 2013
Als de afstand tussen zon en aarde vijf procent kleiner was geweest
dan nu, zou een op hol geslagen broeikaseffect onze planeet onleefbaar
hebben gemaakt. Dat volgt uit een klimaatmodel dat is doorgerekend door
een team van Franse en Amerikaanse klimaatwetenschappers (Nature, 12
december). De computersimulatie tempert optimistische schattingen over
het aantal leefbare planeten in de Melkweg. Voor zover bekend is leven
afhankelijk van vloeibaar water. De aarde heeft daar heel veel van, maar
als onze planeet ongeveer tien procent meer zonnestraling zou ontvangen
dan nu, zou al dat water juist een nadeel zijn. Een hogere temperatuur
leidt tot meer waterdamp, en dat leidt weer tot een nóg hogere
temperatuur. Waterdamp is namelijk een sterk broeikasgas. Tot nu toe
waren schattingen van het stralingsniveau waarbij het broeikaseffect van
een planeet op hol slaat gebaseerd op ééndimensionale
atmosfeermodellen. Dat wil zeggen: modellen waarbij alleen wordt gekeken
naar hoe variabele grootheden, zoals de temperatuur, met de hoogte
veranderen. Veranderingen in horizontale richting werden buiten
beschouwing gelaten. Ook het mogelijk verkoelende effect van bewolking
werd in deze modellen opgeofferd aan de eenvoud. Het nieuwe model is
driedimensionaal en brengt meer details in rekening. Waar eerdere
modellen lieten zien dat bij opwarming vooral lage bewolking ontstaat,
die de planeet relatief koel houdt, verschuift in het nieuwe model de
wolkenvorming naar grotere hoogten. En die hoge (sluier)bewolking houdt
netto juist meer warmte vast. Al met al heeft dit tot gevolg dat de
leefbare zone van ons zonnestelsel – voor een natte planeet als de aarde
althans – op ongeveer 142 miljoen kilometer van de zon begint: slechts
acht miljoen kilometer binnen de aardbaan. Veel andere modellen
schetsten juist een veel rooskleuriger beeld: volgens sommige zouden
zelfs planeten op de helft van die afstand nog leefbaar kunnen zijn. Dat
laatste zou betekenen dat om misschien wel een kwart van alle
zonachtige sterren in de Melkweg een leefbare planeet cirkelt. Het
verbeterde klimaatmodel halveert dat aantal. (EE)
→ Earth is only just within the Sun's habitable zone
9 december 2013
Exoplaneten zullen ook zogeheten tropopauzes in hun dampkring hebben.
Dat stellen onderzoekers van de University of Washington in een
publicatie in Nature Geoscience. Op basis van een rekenkundig model
hebben ze een verklaring gevonden voor de vorming van tropopauzes, die
ook moet gelden voor planeten bij andere sterren dan de zon.De
tropopauze in de aardse dampkring is de overgang tussen de lager gelegen
troposfeer, waar de temperatuur daalt met toenemende hoogte boven het
oppervlak, en de stratosfeer, waar de temperatuur juist stijgt met
toenemende hoogte. Ook in de atmosferen van de reuzenplaneten zijn
vergelijkbare tropopauzes aangetroffen, steeds ongeveer op de hoogte
waar de luchtdruk in de dampkring ca. 0,1 bar bedraagt.Tyler Robinson en
David Catling rekenen nu voor dat die omkering ontstaat door de
absorberende eigenschappen van een dampkring op infrarode golflengten
bij verschillende dichtheden. Op geringere hoogte wordt de temperatuur
van een dampkring bepaald door de mate waarin infrarode warmtestraling
van het planeetoppervlak (of van dieper gelegen delen in de atmosfeer)
wordt geabsorbeerd; vandaar dat de temperatuur daalt bij toenemende
hoogte. Maar onder een bepaalde luchtdruk wordt een dampkring
transparant voor infrarode straling en vindt die absorptie niet langer
plaats. In plaats daarvan is het de energie van zichtbaar licht en
ultraviolette straling die van buitenaf in de dampkring terecht komt die
bepalend is voor de temperatuur.Door gebruik te maken van de nieuwe
modellen zullen astronomen beter in staat zijn om de dampkring van een
verre exoplaneet te modelleren, verwachten de twee onderzoekers. (GS)
→ Astronomers solve temperature mystery of planetary atmospheres (origineel persbericht)
5 december 2013
Een internationaal team van astronomen, onder wie Tiffany Meshkat en
Matthew Kenworthy van de Universiteit Leiden, heeft een reusachtige
exoplaneet ontdekt op enorme afstand van de zonachtige ster HD 106906.
De planeet is elf keer zo zwaar als Jupiter en draait op meer dan 650
maal de afstand zon-aarde rond zijn ster, wat hem tot recordhouder
maakt. Ter vergelijking: de afstand tussen de zon en de buitenste
planeet van ons zonnestelsel (Neptunus) is twintig keer zo klein.
Planeten ontstaan in een protoplanetaire schijf rond een jonge ster door
de samensmelting van planetoïde-achtige objecten. Dit proces verloopt
op grote afstand van de ster echter te langzaam om de vorming van een
reuzenplaneet mogelijk te maken. Ook het alternatieve mechanisme – de
snelle samentrekking van materie – werkt daar niet: het buitengebied van
een protoplanetaire schijf bevat zelden genoeg materie om een planeet
ter grootte van HD 106906 b te kunnen vormen. De vraag is dus hoe de
reuzenplaneet zo ver van zijn ster is geraakt. Een boeiende mogelijkheid
is dat hij oorspronkelijk wellicht op veel kleinere afstand om zijn
ster cirkelde en door een tweede, nog onbekende planeet dichter bij de
ster uit zijn baan is geslingerd. Het stelsel van HD 106906 is nog maar
13 miljoen jaar oud en daardoor gloeit planeet HD 106906 b nog na van
zijn geboorte. Hij heeft een temperatuur van ongeveer 1500 graden
Celsius en is een sterke bron van infraroodstraling. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht
3 december 2013
Met de Hubble Space Telescope is bij vijf 'hete Jupiters' - gasvormige
reuzenplaneten op kleine afstand van hun moederster - waterdamp
aangetroffen in de atmosfeer. De resultaten voor drie van de vijf
exoplaneten worden vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal; van de
twee andere planeten zijn de metingen eerder dit najaar al
gepubliceerd.Het gaat om de exoplaneten WASP-17b, HD209458b, WASP-12b,
WASP-19b en XO-1b. De metingen zijn verricht op infrarode golflengten
tijdens zogeheten planeetovergangen. Een klein deel van het sterlicht
bereikt ons dan via de dampkring van de planeet, en atomen en moleculen
in de atmosfeer kunnen hun spectrale vingerafdruk achterlaten in het
waargenomen sterlicht.In veel gevallen is het watersignaal minder sterk
dan werd verwacht, mogelijk als gevolg van de absorberende werking van
een heiïge laag in de dampkring. De astronomen denken dat zulke
smog-lagen vrij veel voorkomen bij hete Jupiters. (GS)
→ Hubble Traces Subtle Signals of Water on Hazy Worlds (origineel persbericht)
25 november 2013
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, die sinds het voorjaar van 2013
buiten bedrijf is als gevolg van een probleem met de standregeling, kan
binnenkort misschien weer jacht gaan maken op exoplaneten. Een voorstel
voor een aangepaste missie, K2 genoemd, is voorgelegd aan het
hoofdkwartier van NASA. Vermoedelijk zal nog dit jaar besloten worden of
de K2-missie daadwerkelijk wordt uitgevoerd. Kepler maakt jacht op
exoplaneten door te speuren naar minieme periodieke helderheidsdipjes in
het licht van sterren, veroorzaakt door de zogeheten 'overgangen' van
planeten. Voor dat soort metingen is een extreem nauwkeurige
standregeling nodig. Door het uitvallen van twee van de vier
reactiewielen van de ruimtetelescoop kan de vereiste nauwkeurigheid niet
langer worden behaald: de variërende druk van onder andere de zonnewind
(een stroom van elektrisch geladen deeltjes van de zon) duwt de
ruimtetelescoop een klein beetje heen en weer. Technici hebben nu een
methode ontwikkeld om dat probleem te omzeilen. Door de ruimtetelescoop
voortdurend zodanig te oriënteren dat de zonnewind een volledig
symmetrische druk uitoefent, wordt de invloed van de zonnewind
geminimaliseerd. Een testopname heeft uitgewezen dat op die manier 95%
van de oorspronkelijke richtnauwkeurigheid kan worden
teruggewonnen.Tijdens de voorgestelde K2-missie zal Kepler niet langer
op één gebied aan de hemel worden gericht, maar verschillende gebieden
in het oog houden in de Dierenriem. Daarnaast kunnen ook metingen
verricht worden aan o.a. sterrenhopen en supernova's. (GS)
→ A Sunny Outlook for NASA Kepler's Second Light
14 november 2013
Onderzoekers van de universiteit van Bern hebben een methode
ontwikkeld die de zoektocht naar ‘leefbare’ exoplaneten kan
vergemakkelijken. Aan de hand van een eenvoudig criterium – de
gemiddelde dichtheid – kan een grote categorie planeten op voorhand al
buiten beschouwing worden gelaten, óók als ze zich in de zogeheten
leefbare zone rond hun moederster bevinden. De jacht op planeten buiten
ons zonnestelsel waar leven kan voorkomen is in volle gang. Maar met de
huidige middelen kan onmogelijk met zekerheid worden vastgesteld of een
exoplaneet geschikt is voor leven of niet – al was het maar omdat we
niet alle voorwaarden kennen waaraan een planeet moet voldoen om
leefbaar te zijn. Om de zoektocht wat te vergemakkelijken, kiezen de
Zwitserse wetenschappers voor een andere aanpak: zij sluiten bepaalde
planeten uit van verder onderzoek. De achterliggende gedachte is dat
voor leven zoals wij dat kennen in elk geval aan twee voorwaarden moet
zijn voldaan: op de planeet moet vloeibaar water aanwezig zijn en er
moet een zogeheten koolstofkringloop bestaan. De koolstofkringloop is
een geologisch proces dat het CO2-niveau in de atmosfeer, en daarmee ook
de temperatuur op de planeet, reguleert. CO2 komt vrij bij vulkanische
uitbarstingen en wordt door oceanen weer aan de atmosfeer onttrokken en
teruggegeven aan de gesteenten in de mantel van de planeet. Als een
planeet van een zekere massa heel groot is, is zijn gemiddelde dichtheid
heel laag. Dat betekent dat de planeet veel gas en/of water bevat en
onleefbaar is. Veel gas wijst er namelijk op dat de luchtdruk aan het
oppervlak zo hoog is dat er geen vloeibaar water in vloeibare vorm kan
voorkomen. Maar een teveel aan water is ook niet goed: de druk onderin
de oceaan wordt dan zo groot dat water een exotische vaste toestand
aanneemt: ‘ijs VII’. IJs VII heeft zo’n hoge dichtheid dat het naar de
bodem zakt en een barrière vormt tussen de oceaanbodem en het vloeibare
water daarboven – einde koolstofcyclus. De zoektocht naar leefbare
planeten kan dus in eerste instantie worden beperkt tot planeten die de
juiste verhouding van massa en straal hebben. Dat betekent bijvoorbeeld
dat planeten die dezelfde massa hebben als de aarde maar meer dan
zeventig procent groter zijn, buiten beschouwing kunnen worden gelaten.
En ‘superaardes’ die twaalf keer zo zwaar zijn als de aarde mogen niet
veel meer dan twee keer zo groot zijn als onze planeet. Daarmee krijgt
het overgrote deel van de relatief kleine exoplaneten die tot nu toe
zijn opgespoord het stempel ‘onleefbaar’. (EE)
→ Ausschlussverfahren hilft bei der Suche nach erdähnlichen Planeten
4 november 2013
Een op de vijf zonachtige sterren in het Melkwegstelsel wordt
vergezeld door een aarde-achtige planeet in de bewoonbare zone, waar de
temperatuur in principe geschikt is voor de aanwezigheid van water en
eventueel leven. Die conclusie trekken Amerikaanse sterrenkundigen op
basis van een grondige analyse van de meetresultaten van de
ruimtetelescoop Kepler.Kepler heeft vier jaar lang ruim 150.000 sterren
in het oog gehouden. Minieme periodieke helderheidsdipjes van die
sterren wijzen op de aanwezigheid van een planeet die eens per omloop
voor de ster langs beweegt. Er zijn ruim drieduizend kandidaatplaneten
gevonden. De meeste daarvan zijn groot en bewegen op kleine afstand rond
hun ster (die exemplaren zijn het gemakkelijkst te vinden), maar Kepler
heeft ook planeten ontdekt die minder dan twee keer zo groot zijn als
de aarde.Een team onder leiding van promovendus Erik Petigura van de
Universiteit van Californië in Berkeley heeft de Kepler-resultaten nu
uitvoerig statistisch geanalyseerd. Daarbij lag de nadruk op sterren die
vergelijkbaar zijn met onze eigen zon. Door rekening te houden met het
feit dat niet elke planeetbaan zo georiënteerd is dat er overgangen
optreden, kon de conclusie worden getrokken dat 22 procent van alle
zonachtige sterren een relatief kleine planeet in de bewoonbare zone
heeft.Dat betekent dat de dichtstbijzijnde potentieel bewoonbare
exo-aarde zich waarschijnlijk op minder dan twaalf lichtjaar afstand
bevindt, schrijven de onderzoekers deze week in Proceedings of the
National Academy of Sciences.In de eerste drie jaar heeft Kepler in
totaal 3553 kandidaatplaneten gevonden bij 2658 individuele sterren; 85%
daarvan is kleiner dan Neptunus, en ruim 600 planeten zijn kleiner dan
twee maal de middellijn van de aarde. Iets meer dan honderd exoplaneten
bevinden zich in de bewoonbare zone van de moederster; tien procent
daarvan is minder dan twee keer zo groot als de aarde. Volgens
Kepler-onderzoekster Natalie Batalha wordt minstens 70 procent van alle
hoofdreekssterren vergezeld door minstens één planeet met een omlooptijd
van minder dan 400 dagen. (GS)
→ Astronomers answer key question: How common are habitable planets? (origineel persbericht)
30 oktober 2013
De exoplaneet Kepler-78b, waarvan al bekend was dat hij niet veel
groter is dan de aarde, heeft vrijwel dezelfde dichtheid als onze
planeet. Dat blijkt uit massabepalingen die twee teams van astronomen –
onafhankelijk van elkaar – hebben gedaan (Nature, 31 oktober).
Kepler-78b schuift vanaf de aarde gezien eens in de 8,5 uur voor zijn
ster langs. Vandaar dat de NASA-satelliet Kepler, waarmee naar sterren
werd gezocht die kleine regelmatige helderheidsdipjes vertonen, in staat
was om deze planeet op te sporen. Uit de mate waarin de helderheid van
de ster tijdens deze planeetovergangen afnam, volgde direct al dat
Kepler-78b slechts ongeveer twintig procent groter is dan de aarde. Maar
zijn massa was tot nu toe onbekend. Door met instrumenten van de
3,6-meter telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla en de
Keck-telescoop op Hawaï heel nauwkeurig naar het spectrum van de
moederster te kijken, hebben astronomen nu gemeten in hoeverre de ster
door de om hem heen cirkelende planeet aan het schommelen wordt
gebracht. Uit de grootte van die schommelbeweging kan de massa van
Kepler-78b worden afgeleid. De resultaten van de beide massabepalingen
liggen dicht bij elkaar. Het Keck-team (o.l.v. Andrew Howard) komt uit op 1,69 aardmassa, het ESO-team (o.l.v. Francesco Pepe) op
1,86 aardmassa. Daaruit volgt dat de gemiddelde dichtheid van
Kepler-78b ergens tussen 5,3 en 5,6 gram per kubieke centimeter ligt.
Ter vergelijking: de gemiddelde dichtheid van de aarde bedraagt 5,5 gram
per kubieke centimeter. Dat betekent dat de globale samenstelling van
Kepler-78b waarschijnlijk op die van de aarde lijkt: veel gesteente en
ijzer. Maar daar houden de overeenkomsten ook wel zo’n beetje op.
Doordat hij op een afstand van slechts anderhalf miljoen kilometer om
zijn ster wentelt, stijgt de temperatuur aan de dagzijde van Kepler-78b
tot ongeveer 3000 kelvin – hoog genoeg om gesteente te laten smelten.
(EE)
→ First Earth-Sized, Rocky Exoplanet Found
28 oktober 2013
Twee teams van astronomen hebben onafhankelijk van elkaar aangetoond
dat de ster KIC 11442793 vergezeld wordt door niet minder dan zeven
planeten. Drie daarvan waren eerder al gevonden in meetgegevens van de
Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. De vier nieuw ontdekte planeten zijn
ook gevonden in Kepler-data: alle zeven planeten bewegen eens per
omloop voor hun moederster langs, waarbij ze minieme periodieke
helderheidsdipjes in het sterlicht veroorzaken.De ster, ook aangeduid
als KOI-351 (Kepler Object of Interest) staat op een afstand van ca.
2500 lichtjaar. Het planetenstelsel lijkt in zoverre op dat van ons, dat
ook hier kleine, rotsachtige planeten dichter bij de ster staan dan
grotere gasplaneten. De buitenste planeet van KOI-351 staat echter op
ongeveer dezelfde afstand van zijn ster als de aarde van de zon - het
planetenstelsel is dus veel compacter dan het onze, en op de binnenste
planeten is de temperatuur veel te hoog voor het bestaan van vloeibaar
water of leven.De ontdekking van de vier nieuwe exoplaneten is
geubliceerd in twee artikelen op de preprint-server arXiv. Eén van de
twee teams wordt geleid door de Amerikaans-Duitse astronoom Artie
Hatzes; het andere team bestaat uit vrijwilligers van Planet Hunters,
een citizen science-project waarin burgers mee kunnen zoeken naar
exoplaneten in de Kepler-data. (GS)
→ Vakpublicatie van het Planet Hunters-team
25 oktober 2013
Planeten die rijk zijn aan koolstof, inclusief de zogeheten
diamantplaneten, hebben waarschijnlijk geen oceanen. Tot die conclusie
komen Amerikaanse wetenschappers aan de hand van computermodellen van
planetenstelsels bij sterren die veel meer koolstof bevatten dan onze
zon. De oorzaak van het watertekort in zulke planetenstelsels ligt bij
de koolstof zelf. Die vormt zo gemakkelijk verbindingen met zuurstof,
dat er weinig of geen water – een verbinding van waterstof en zuurstof –
kan ontstaan. In zulke stelsels komen dus ook geen kometen en
planetoïden voor zoals wij ze kennen. Bij de zoektocht naar ‘leefbare’
planeten moet dus niet alleen worden gelet op de afstand van een planeet
tot zijn ster c.q. zijn oppervlaktetemperatuur. Ook de samenstelling
van de materie waaruit hij is ontstaan speelt een belangrijke rol. (EE)
→ Carbon Worlds May be Waterless, Finds NASA Study
24 oktober 2013
Planeten ontstaan uit de schijven van gas en stof rond
sterren-in-wording. De ALMA-submillimetertelescoop en de
infraroodsatelliet Herschel hebben een voorbeeld van zo’n ‘planetaire
bouwplaats’ in beeld gebracht. Uit de waarnemingen blijkt dat de schijf
rond de ster HD 21997 een vreemde samenstelling vertoont: hij bevat
zowel gas dat is overgebleven van de vorming van de ster zelf als stof
dat is vrijgekomen bij botsingen tussen planetesimalen (planetaire
bouwstenen). Kort na zijn ontstaan is een ster zoals onze zon
omgeven door een schijf van stof en gas. Binnen die schijf komt een
proces op gang waarbij stofdeeltjes samenklonteren tot kilometers grote
brokken gesteente: planetesimalen. Deze laatste klonteren verder samen
tot volwaardige planeten of blijven achter als zelfstandige planetoïden
en kometen. De bestaande modellen voor planeetvorming voorspellen dat
zodra het planetesimalenstadium is bereikt, de schijf geen grote
hoeveelheden gas meer bevat. Een deel ervan is naar de ster toe
gestroomd, een deel wordt opgenomen door grote gasplaneten-in-wording en
de rest wordt door de intense straling van de jonge ster de ruimte in
geblazen. Dat proces zou ongeveer tien miljoen jaar moeten duren. Maar
nu heeft een internationaal team van astronomen, onder wie Attila Juhász
en Markus Schmalzl van de Leidse Sterrewacht, ontdekt dat de schijf
rond de ongeveer dertig miljoen jaar oude ster HD 21997 niet alleen veel
oergas bevat, maar ook stof dat bij botsingen tussen planetesimalen is
ontstaan. Het stof bevindt zich in een gordel waarvan de binnenste
begrenzing op 8 miljard kilometer van de ster ligt. De gordel van gas
begint veel dichter bij de ster. Het feit dat de gordels van gas en stof
niet precies samenvallen wijst erop dat zij niet door één en hetzelfde
fysische mechanisme zijn ontstaan. Hoe de hybride structuur van de
schijf rond HD 21997 dan wél tot stand is gekomen, is vooralsnog een
raadsel. (EE)
→ A rare snapshot of a planetary construction site
22 oktober 2013
Met de aankondiging van elf nieuwe exoplaneten die gevonden zijn door
het WASP-project, is het aantal bekende planeten bij andere sterren de
1000 gepasseerd. WASP (Wide-Angle Search for Planets) maakt gebruik van
geautomatiseerde groothoekcamera's op verschillende sterrenwachten die
planeetovergangen registreren. Tot nu toe heeft WASP ruim honderd
exoplaneten ontdekt - iets meer dan tien procent van het totaal. De
teller van de exoplaneten-catalogus van de Franse astronoom Jean
Schneider klom vandaag van 999 naar 1010. NASA hanteert een iets andere
telmethode, en komt nog op een wat lager aantal uit. De ontdekking van
de eerste exoplaneet bij een zonachtige ster werd achttien jaar geleden
bekendgemaakt, in oktober 1995. (GS)
→ Exoplanetencatalogus van Jean Schneider
17 oktober 2013
Een internationale groep astronomen, onder wie Saskia Hekker
(UvA/Max-Planck-Institute für Sonnensystemforschung, Duitsland), heeft
het eerste meervoudige planetenstelsel ontdekt waarbij het baanvlak van
de planeten heel schuin staat ten opzichte van de evenaar van hun
moederster. De ontdekking, die op 18 oktober in Science wordt
gepubliceerd, werpt nieuw licht op het vraagstuk van de vorming van de
zogeheten ‘hete Jupiters’ – zware planeten die in een zeer nauwe
omloopbaan om hun ster draaien.Theoretisch gezien kunnen hete Jupiters
nooit op hun huidige plek zijn ontstaan. Een mogelijk scenario is dat ze
op grote afstand van hun moederster zijn gevormd en door de interactie
met het stof en gas rond de ster naar binnen zijn gemigreerd. Deze
theorie kwam ter discussie toen hete Jupiters werden ontdekt die
helemaal niet uitgelijnd zijn met hun moederster en soms zelfs in
tegengestelde richting draaien. Dit als gevolg van interacties met
andere hemellichamen, zo werd gesuggereerd. Het eenvoudige
migratiescenario kan deze afwijkende baanoriëntaties namelijk niet
verklaren. Als de verstoring van het baanvlak van sommige hete Jupiters
inderdaad wordt veroorzaakt door hun vormingsproces, zouden meervoudige
systeem zónder hete Jupiters wél netjes uitgelijnd moeten zijn. De
astronomen hebben nu echter vastgesteld dat dit niet altijd het geval
is: in gegevens van de NASA-satelliet Kepler hebben ze een
niet-uitgelijnd planetenstelsel ontdekt dat géén hete Jupiter bevat. Dat
planetenstelsel behoort toe aan Kepler-56, een rode reuzenster, vier
keer zo groot als onze zon, op 3000 lichtjaar van de aarde. Bij deze
ster ontdekte de Kepler-satelliet twee planeten, waarvan uit nader
onderzoek is gebleken dat hun baanvlak een forse hoek maakt met het
evenaarsvlak van de moederster. Vervolgonderzoek met de Keck-telescoop
op Hawaï heeft de oorzaak daarvan aan het licht gebracht: in een wijde
baan om de ster draait nog een derde planeet. Berekeningen laten zien
dat deze zware planeet de stand van de baanvlakken van zijn beide
soortgenoten laat variëren. Of dit kantelscenario ook de verklaring is
voor het bestaan van niet-uitgelijnde hete Jupiters zal uit verder
onderzoek moeten blijken. (EE)
→ Eerste meervoudig planeetstelsel ontdekt met niet-uitgelijnde planeten
10 oktober 2013
Astronomen hebben de verbrijzelde overblijfselen ontdekt van een
waterrijke planetoïde die ooit om de witte dwergster GD 61 draaide. De
ontdekking kan erop wijzen dat er rond deze 150 lichtjaar verre ster ook
waterrijke exoplaneten hebben gecirkeld (Science, 11 oktober). Het puin
van de planetoïde heeft de atmosfeer van zijn oude, bijna uitgeblust
moederster ‘vervuild’. Daarbij heeft het karakteristieke
‘vingerafdrukken’ achtergelaten in het lichtspectrum van de ster. En die
spectrale vingerafdrukken verraden niet alleen de chemische
samenstelling van de voormalige planetoïde, maar geven ook een indicatie
van zijn omvang. Uit waarnemingen met de Cosmic Origins Spectrograph
van de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat de planetoïde ongeveer 26
procent water heeft bevat. Dit watergehalte is vergelijkbaar met dat van
Ceres, het grootste object in de planetoïdengordel tussen de banen van
Mars en Jupiter. De grootte van de verbrijzelde planetoïde wordt geschat
op minstens negentig kilometer. In ons eigen zonnestelsel hebben
planetoïden als deze waarschijnlijk een belangrijke rol gespeeld bij het
ontstaan van leven. Meer dan vier miljard jaar geleden brachten zij
aanzienlijke hoeveelheden water naar de aarde, die van zichzelf
eigenlijk gortdroog was. De ontdekking van de overblijfselen van een
waterrijke planetoïde bij een andere ster vormt een aanwijzing dat
dergelijk ‘watertransport’ ook in veel andere planetenstelsels optreedt.
(EE)
→ Watery asteroid in dying star points to habitable exoplanets
9 oktober 2013
Een internationaal team van astronomen heeft een planeetachtig object
ontdekt dat moederloos – dus zonder ster – in de ruimte zweeft. Het is
niet voor het eerst dat zo’n solitaire planeet is opgespoord, maar dit
nieuwe exemplaar is wel erg jong en licht. Vervolgonderzoek aan een van
zijn naaste soortgenoten wijst erop dat objecten als deze op dezelfde
manier ontstaan als sterren. Vroeger was het simpel. Je had sterren –
grote, fel stralende nucleaire ovens – en je had planeten – kleinere
objecten die rond een ster cirkelen en het licht ervan weerkaatsen.
Sterren ontstonden door het samentrekken van kolossale gaswolken,
planeten door het samenklonteren van de materie die rond hun moederster
was achtergebleven. Later kwamen daar nog de bruine dwergen bij:
objecten die zwaarder zijn dan planeten, maar niet genoeg massa hebben
om aan stellaire kernfusie te doen. En nu is de grens tussen sterren en
planeten nóg verder vervaagd. Met de Pan-STARRS 1-telescoop op Hawaï
hebben astronomen een exotisch jong object opgespoord dat zes keer zo
zwaar is als de planeet Jupiter en geen moederster lijkt te hebben. Het
object, met de aanduiding PSO J318.5-22, bevindt zich op een afstand van
tachtig lichtjaar in het sterrenbeeld Steenbok. Het vertoont dezelfde
kenmerken als de grote gasplaneten die rond veel jonge sterren cirkelen.
PSO J318.5-22 is een astronomisch buitenkansje. Het object biedt
astronomen de kans om een zware exoplaneet te onderzoeken zonder dat
deze wordt overstraald door het hinderlijk felle licht van zijn
moederster. Zijn leeftijd wordt geschat op 12 miljoen jaar – heel
jong naar kosmische begrippen. Nóg jonger is OTS44, een vergelijkbaar
object van ongeveer twaalf Jupitermassa’s, dat acht jaar geleden in het
zuidelijke sterrenbeeld Kameleon is opgespoord. Deze eenzame planeet
lijkt pas twee miljoen jaar geleden te zijn ontstaan. En in feite is dat
ontstaansproces nog niet afgerond: nieuwe waarnemingen met de Very
Large Telescope in Chili laten zien dat OTS44, net als veel jonge
sterren, is omgeven door een schijf van gas en stof van waaruit nog
steeds materie naar de planeet toe stroomt. De nieuwe
onderzoeksresulaten zijn gepubliceerd in de tijdschriften Astrophysical Journal Letters en Astronomy & Astrophysics Letters. (EE)
→ Blurring the lines between stars and planets
8 oktober 2013
De superaarde 55 Cancri e bestaat waarschijnlijk toch
niet voornamelijk uit diamant, zoals in 2010 werd gesuggereerd.
Volgens masterstudente Johanna Teske van de Universiteit van Arizona
heeft de exoplaneet vermoedelijk een veel normalere, rotsachtige
samenstelling. 55 Cancri e is ongeveer twee keer zo groot en acht keer
zo zwaar als de aarde, en beweegt op zeer kleine afstand in 18 uur rond
zijn moederster. Op grotere afstand wordt de ster door nog vier andere
planeten vergezeld.In 2010 deden sterrenkundigen metingen aan de
samenstelling van de ster. Die bleek veel meer koolstof dan zuurstof te
bevatten. Als diezelfde koolstof-zuurstofverhouding ook zou gelden voor
de rotsachtige planeten van 55 Cancri, zo luidde indertijd de
argumentatie, is het waarschijnlijk dat planeet e voor een belangrijk
deel uit diamant - een extreem sterk samengeperste vorm van koolstof -
bestaat.Teske en haar collega's hebben nu echter veel nauwkeuriger
metingen aan de samenstelling van de ster gedaan. Daaruit blijkt dat 55
Cancri in verhouding weliswaar meer koolstof bevat dan onze zon, maar
zeker niet zoveel als drie jaar geleden werd verondersteld. Het lijkt
dan ook niet waarschijnlijk dat de binnenste planeet van de ster een
'diamanten planeet' is, zo concluderen de astronomen in The
Astrophysical Journal. (GS)
→ Diamond 'Super-Earth' May Not be Quite as Precious, UA Graduate Student Finds (origineel persbericht)
8 oktober 2013
Een team van astronomen onder leiding van Brian Jackson van het
Carnegie Institution for Science in Washington heeft mogelijk een
exoplaneet gevonden die in slechts vier uur een omloop rond zijn
moederster beschrijft. Als de ontdekking wordt bevestigd, is het de
planeet met het kortst bekende 'jaar'. Jackson vond nog een handvol
andere planeetkandidaten in zeer kleine omloopbanen, allemaal met
omlooptijden van minder dan een halve dag.De kandidaten zijn gevonden in
waarnemingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, maar er is een
onafhankelijke bevestiging nodig voordat met zekerheid vaststaat dat het
echt om exoplaneten gaat. Het zou om planeten gaan die een paar keer zo
zwaar zijn als de aarde - mogelijk de waterrijke kernen van
Uranus-achtige gasplaneten die hun buitenste gaslagen hebben verloren
onder invloed van de hitte van de moederster.Jackson presenteert zijn
resultaten vandaag op de 45ste bijeenkomst van de Division for Planetary Sciences (DPS) van de American Astronomical Society in Denver, Colorado. (GS)
→ Found: Planets Skimming a Star’s Surface
7 oktober 2013
De aanwezigheid van zuurstof in de dampkring van een verre exoplaneet
wijst niet noodzakelijkerwijs op het bestaan van leven op die planeet,
zelfs niet wanneer de dampkring ook waterdamp en koolzuur bevat. Die
conclusie trekken Chinese en Argentijnse onderzoekers op basis van
berekeningen aan de effecten van ultraviolette straling van rode
dwergsterren. De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de 45ste
bijeenkomst van de Division for Planetary Sciences (DPS) van de American
Astronomical Society in Denver, Colorado.Bij de speurtocht naar
bewoonde exoplaneten richten astronomen zich in eerste instantie op
planeten rond rode dwergsterren. Daarvan zijn er verreweg het meest, en
hun planetenstelsels zijn gemakkelijker in detail te bestuderen,
inclusief - in de nabije toekomst - de precieze samenstelling van de
planeetatmosferen. Algemeen werd altijd aangenomen dat een combinatie
van zuurstof (O2), waterdamp (H2O) en koolzuur (CO2) in de dampkring van
een exoplaneet alleen verklaard zou kunnen worden door biologische
activiteit aan het oppervlak. Feng Tian van de Tsinghua-universiteit in
Beijing heeft nu de ultraviolette straling van de rode dwergsterren
GJ876 en GJ667C bestudeerd, en berekend wat voor effect die heeft op
scheikundige reacties in de dampkring van rondcirkelende exoplaneten.
Uit de nieuwe modelberekeningen blijkt dat er toch significante
hoeveelheden zuurstof kunnen ontstaan, ook zonder biologische
activiteit. Zuurstof in combinatie met waterdamp en koolzuur kan dus
niet langer beschouwd worden als een betrouwbare 'biomarker'. Eerder
werd door Duitse onderzoekers al aangetoond dat
de hoeveelheid ultraviolette straling van een (dwerg-)ster zeer
bepalend is voor het gemak waarmee eventuele biomarkers in de dampkring
van een planeet aangetoond kunnen worden. (GS)
→ 45ste bijeenkomst van de DPS
30 september 2013
Het westelijk halfrond van exoplaneet Kepler-7b gaat schuil onder een
dik wolkendek. Aan de oostzijde is de gasvormige reuzenplaneet relatief
onbewolkt, en veel variatie zit er niet in dat patroon. Dat blijkt uit
onderzoek van de planeet door de infrarode ruimtetelescoop Spitzer.
Kepler-7b werd enkele jaren geleden al ontdekt door de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler, die de minieme periodieke lichtdipjes
registreert die ontstaan wanneer een exoplaneet - gezien vanaf de aarde -
voor zijn moederster langs beweegt. Kepler-7b is een slag groter dan
Jupiter, en draait op een afstand van slechts 9 miljoen kilometer rond
zijn moederster. Uit Kepler-metingen blijkt dat het westelijk halfrond
van de planeet relatief helder is. Er was echter niet duidelijk of het
hier ging om gereflecteerd sterlicht, of om het gloeien van de planeet
zelf. De Spitzer-metingen wijzen nu echter uit dat Kepler-7b vrij koel
is, met een 'oppervlakte'-temperatuur van nog geen 1000 graden Celsius.
Dat betekent dat het heldere westelijke halfrond alleen te verklaren is
door aan te nemen dat het schuilgaat onder een dikke wolkenlaag die het
sterlicht weerkaatst. Het is voor het eerst dat de wolkenverdeling van
een planeet bij een andere ster 'in kaart' is gebracht. De resultaten
worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.
(GS)
→ NASA Space Telescopes Find Patchy Clouds on Exotic World (origineel persbericht)
10 september 2013
Het gemak waarmee toekomstige grote telescopen de aanwezigheid van
zogeheten biomarkers kunnen aantonen in de atmosferen van aardeachtige
exoplaneten, wordt voor een groot deel bepaald door de hoeveelheid
ultraviolette straling die uitgezonden wordt door de moederster van de
planeet. Dat blijkt uit computersimulaties en modelberekeningen van
onderzoekers van het Duitse ruimtevaartinstituut DLR die vandaag
gepresenteerd zijn op het European Planetary Science Congress 2013 in
Londen.Biomarkers zijn moleculen in de dampkring van een planeet die
geproduceerd worden door biologische activiteit aan het
planeetoppervlak. Bekende voorbeelden zijn methaan, distikstofmonoxide,
zuurstof en ozon. Gevoelige spectrografen op toekomstige
monstertelescopen zoals de geplande European Extremely Large Telescope
zijn misschien nét in staat om de aanwezigheid van zulke verbindingen
aan te tonen in de dampkring van een kleine exoplaneet op maximaal
enkele tientallen lichtjaren afstand van de aarde, vooropgesteld dat hij
een baan beschrijft rond een rode dwergster.De onderzoekers, onder
leiding van Lee Grenfell, hebben nu ontdekt dat de hoeveelheid
UV-straling van de rode dwerg van grote invloed is op het gemak waarmee
biomarkers gedetecteerd kunnen worden. Te weinig UV-straling betekent
bijvoorbeeld dat er weinig ozon in een planeetdampkring wordt
aangemaakt. Bij te veel UV-straling vindt er een sterkere verticale
menging in de middelste lagen van de dampkring plaats, waardoor het
biomarker-signaal zwakker wordt.De resultaten zijn voor publicatie
aangeboden aan Planetary & Space Science. (GS)
→ Detecting biomarkers on faraway planets
4 september 2013
Een nieuw computerprogramma helpt amateurastronomen bij het opsporen
van exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel. Het programma, dat
Open Source Differential Photometry Code for Amateur Astronomy Research
(OSCAAR) heet, is mede-ontwikkeld door Luuk Visser (Universiteit Leiden
en TU Delft) en deels gefinancierd door NASA. Amateurs die beschikken
over een telescoop voorzien van een ccd-detector kunnen exoplaneten
opsporen door nauwkeurige metingen te doen van de helderheden van
sterren. Bij een zeker percentage van de planeten die om veel sterren
cirkelen is de omloopbaan zo georiënteerd, dat de planeten vanaf de
aarde gezien steeds weer voor hun ster langs schuiven. Tijdens zo’n
planeetovergang of transit is de ster tijdelijk minder helder dan
normaal. Die kleine, regelmatige optredende ‘helderheidsdipjes’ zijn
meetbaar met instrumenten waar veel amateurs en kleine sterrenwachten al
over beschikken. Wat nog ontbrak was geschikte software om de zoektocht
naar sterren die dipjes vertonen te vergemakkelijken. Die software,
OSCAAR dus, is nu gratis beschikbaar
voor Windows 7 en hoger, Mac OS X 10.6 en hoger en recente
Linux-varianten. OSCAAR maakt gebruik van differentiële fotometrie. Dat
wil zeggen dat de helderheden van sterren onderling worden vergeleken.
Op die manier worden helderheidsveranderingen ten gevolge van de invloed
van aardatmosfeer automatisch buiten beschouwing gelaten. Door de
helderheden van alle sterren in het beeldveld van de telescoop
gelijktijdig te meten, wordt bovendien de detectiekans vergroot. Met
OSCAAR zullen vooral ‘hete Jupiters’ – grote planeten met kleine
omlooptijden – worden opgespoord. De echte liefhebber kan het
computerprogramma ook aan zijn eigen wensen aanpassen. In principe kan
het geschikt worden gemaakt voor de detectie van alle objecten die
regelmatige helderheidsveranderingen vertonen. (EE)
→ NASA-funded Program Helps Amateur Astronomers Detect Alien Worlds
3 september 2013
De dampkring van de superaarde GJ1214b, op ca. 40 lichtjaar afstand in
het sterrenbeeld Slangendrager, bevat veel waterdamp. Dat blijkt uit
nieuwe waarnemingen die verricht zijn met de Japanse 8,2-meter
Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii.Tot nu toe konden astronomen
weinig met zekerheid zeggen over de samenstelling van de superaarde -
een exoplaneet die een paar keer zo groot en een paar keer zo zwaar is
als onze eigen thuisplaneet. Het zou kunnen gaan om een mini-versie van
de gasrijke planeten Uranus en Neptunus in ons eigen zonnestelsel; in
dat geval zou er sprake zijn van een zeer dikke, waterstofrijke
atmosfeer. Het alternatief: een planeet die wat meer op de aarde lijkt,
met een dampkring die rijk is aan watermoleculen.Met twee gevoelige
optische camera's in het brandpunt van de Subaru-telescoop zijn nu
waarnemingen verricht aan de periodieke overgangen van de planeet voor
zijn moederster. Daarbij maakten de astronomen gebruik van een
blauwfilter. Op die manier kon bepaald worden of er in de
planeetdampkring sprake was van een sterke mate van (voorwaartse)
lichtverstrooiing, zoals je die met name zou verwachten in den
waterstofatmosfeer.In een artikel in The Astrophysical
Journal concluderen de astronomen dat die zogeheten
Rayleigh-verstrooiing zeer zwak is, Dat doet vermoeden dat GJ1214b geen
dikke dampkring van (voornamelijk) waterstof heeft, maar vermoedelijk
een veel minder uitgestrekte atmosfeer waarin veel waterdamp voorkomt.
(GS)
→ Blue Light Observations Indicate Water-Rich Atmosphere of a Super-Earth
22 augustus 2013
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de
Subaru-telescoop op Hawaï de stofschijf rond de jonge ster RY Tauri
onderzocht. Uit analyse van de gegevens blijkt dat deze schijf is
omgeven door een ‘donzige’ laag. Waarschijnlijk bestaat deze laag uit
materiaal dat is overgebleven uit de tijd dat er nog stof en gas op de
schijf ‘neerdwarrelde’. Sterren ontstaan door het samentrekken van grote
wolken van gas en stof. Rond de uiteindelijke ster blijft doorgaans een
schijf van restmateriaal achter, waar nog een hele tijd materie naartoe
blijft vallen. Door samenklontering van de materie in de schijf kunnen
later planeten ontstaan. Het lijkt erop dat de schijf rond RY Tau in een
vroeger ontwikkelingsstadium verkeert dan de meeste andere
protoplanetaire schijven die de afgelopen jaren bij jonge sterren zijn
ontdekt. Bij die zijn althans doorgaans geen ‘donzige’ lagen te zien. Of
dat komt doordat de schijfvorming bij RY Tau trager verloopt dan
normaal, is nog onduidelijk. RY Tau staat op een afstand van ongeveer
460 lichtjaar in het sterrenbeeld Stier en is pas ongeveer een half
miljoen jaar oud. Zijn schijf heeft een diameter van 20 miljard
kilometer – ongeveer tweemaal de middellijn van de omloopbaan van de
planeet Neptunus. (EE)
→ A Fluffy Disk Around a Baby Star
19 augustus 2013
Astronomen hebben een exoplaneet ontdekt met een omlooptijd van
slechts 8,5 uur. In de tijd dat onze aarde één keer om haar as is
gedraaid, volbrengt deze planeet, die Kepler-78b heet, dus bijna drie
rondjes om zijn ster. De planeet is een zogeheten superaarde – een slag
groter dan de aarde dus. Uit de korte omlooptijd volgt dat de afstand
tussen de planeet en zijn jonge moederster heel klein moet zijn: slechts
anderhalf miljoen kilometer. Door die geringe afstand loopt de
temperatuur aan het planeetoppervlak op tot ongeveer 3000 kelvin – hoog
genoeg om gesteente te laten smelten. Je zou zeggen dat een kortere
omlooptijd bijna niet mogelijk is. Toch is eerder al een exoplaneet
ontdekt die maar ruim vier uur over één omloop doet: KOI 1843.03.
Berekeningen laten zien dat deze planeet een kolossale dichtheid moet
hebben om niet door de getijkrachten van zijn moederster uit elkaar
getrokken te worden. Mogelijk bestaat hij vrijwel geheel uit ijzer. De
twee bijzondere planeten zijn ontdekt met de NASA-satelliet Kepler. Ze
verraden hun bestaan doordat ze, vanaf de aarde gezien, met korte
tussenpozen voor hun ster langs schuiven, waardoor deze eventjes wat in
helderheid afneemt. (EE)
→ MIT team discovers an exoplanet that orbits its star in 8.5 hours
15 augustus 2013
Met de succesvolle Keplersatelliet zijn de afgelopen jaren vele
honderden kandidaat-exoplaneten gevonden. Daartoe moet de satelliet de
hele tijd precies naar hetzelfde gebiedje aan de hemel kijken en de
helderheid van sterren in zijn beeldveld meten. Soms beweegt een planeet
voor een ster langs en wordt zo'n ster daardoor iets minder helder.
Maar om zo precies gericht te blijven heeft de satelliet reactiewielen
nodig. Door deze wielen te draaien, kan een satelliet zijn stand regelen
zonder stuwstof te gebruiken. Kepler heeft vier van die wielen. Daarvan
ging er in juli 2012 al één stuk. Hij heeft er minimaal drie nodig,
maar helaas ging er in mei dit jaar weer één stuk. De afgelopen
maanden hebben NASA-technici hun uiterste best gedaan om het derde wiel
weer aan de praat te krijgen, maar vandaag maakte NASA bekend deze
pogingen te staken. Daarmee komt de huidige missie van Kepler definitief
ten einde. Wel gaat onderzocht worden of de minder goed gestabiliseerde
satelliet nog steeds nuttig onderzoek kan doen. Kepler is in maart 2009
gelanceerd met een verwachte levensduur van 3,5 jaar. Maar omdat de
satelliet nog zo goed functioneerde was eind vorig jaar juist besloten
om de missie met nog eens vier jaar te verlengen. (Edwin Mathlener)
→ NASA ends attempts to fully recover Kepler spacecraft, potential new missions considered
5 augustus 2013
Met de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is een
'tweede Jupiter' gefotografeerd in een baan rond een ster die veel op
de zon lijkt. Het gaat om de ster GJ 504, die zich op ca. 60 lichtjaar
afstand in het sterrenbeeld Maagd bevindt. De ster is vanaf de aarde net
met het blote oog zichtbaar; de planeet (GJ 504b geheten) is echter
enorm veel zwakker. Op basis van de waarnemingen (verricht op
nabij-infrarode golflengten) is GJ 504b naar schatting zo'n drie keer zo
zwaar als Jupiter. Daarmee is het de lichtste exoplaneet die ooit
direct gefotografeerd is. De afstand van de planeet tot de moederster is
ca. 44 maal zo groot als de afstand van de aarde tot de zon
(vergelijkbaar met de afstand van Pluto). Onduidelijk is hoe er op zo'n
grote afstand van een ster gasvormige reuzenplaneten kunnen ontstaan. De
ontdekking. die gepubliceerd wordt in The Astrophysical
Journal, is gedaan in het kader van het SEEDS-programma, dat zich
richt op het fotograferen van protoplanetaire schijven en exoplaneten
rond nabijgelegen sterren. (GS)
→ Subaru
Telescope’s Imaging Discovery of a Second Jupiter Shows the Power and
Significance of the SEEDS Project (origineel persbericht)
30 juli 2013
Met behulp van gegevens van de Franse satelliet CoRoT zijn astronomen
erin geslaagd om de draaisnelheid van een 90 lichtjaar verre soortgenoot
van de zon te meten. Ook kon met redelijke nauwkeurigheid de massa van
de om de ster cirkelende planeet worden vastgesteld. Sterren zoals onze
zon 'borrelen': heet plasma uit het inwendige stijgt op naar het
oppervlak, geeft zijn warmte af en daalt weer af. Bij dit proces
ontstaan drukgolven – een soort geluid – die in het inwendige van de
ster heen en weer kaatsen. Deze golven kunnen worden gebruikt om het
inwendige van de ster te onderzoeken, ongeveer zoals seismologen het
inwendige van onze planeet kunnen bestuderen door de golven van
aardbevingen te registreren. De draaiing van de ster veroorzaakt
subtiele variaties in de frequenties van de golven die door de ster heen
gaan. Golven die met de draaiing mee gaan, planten zich iets sneller
voort dan de golven die tegen de draaiing in gaan. Dat resulteert in een
klein frequentieverschil waaruit de draaisnelheid en de stand van de
rotatie-as van de ster kan worden afgeleid. Uit de CoRoT-gegevens blijkt
dat HD52265, een ster in het sterrenbeeld Eenhoorn, 2,3 keer zo snel om
zijn as draait als onze zon, en dat zijn rotatie-as een hoek van dertig
graden met onze gezichtslijn maakt. Dat laatste gegeven kon worden
gebruikt om de massa van de planeet HD52265b te berekenen. Tot nu toe
was alleen bekend hoe zwaar de planeet minimaal moest zijn om de gemeten
schommelbeweging van zijn moederster te kunnen verklaren. Maar zijn
exacte massa kon niet worden bepaald, omdat de stand van zijn omloopbaan
onbekend was. Daardoor was het theoretisch zelfs mogelijk dat HD52265b
geen planeet was, maar een 'bruine dwerg' – een mislukte ster. Aan deze
onzekerheid is nu een einde gekomen. Omdat de stand van de rotatie-as
van de ster ook een goede indicatie geeft van de oriëntatie van de
omloopbaan van de planeet, kon nu een veel nauwkeurigere schatting
worden gemaakt van diens massa. Hij blijkt 1,85 keer zo zwaar te zijn
als Jupiter en is dus echt een planeet. (EE)
→ Interior rotation of a distant star revealed
29 juli 2013
Het broeikasklimaat van een planeet kan sneller op hol slaan dan tot
nu toe werd gedacht. Dat blijkt uit nieuwe computermodellen van
onderzoekers van de University of Washington en de University of
Victoria die op 28 juli gepubliceerd zijn in Nature Geoscience.Dankzij
de aanwezigheid van broeikasgassen in de dampkring van een planeet (m.n.
waterdamp en kooldioxide) is de temperatuur aan het planeetoppervlak
hoger dan je op basis van de afstand tot de moederster zou verwachten.
Wanneer een bepaalde kritische temperatuur wordt bereikt, zullen de
oceanen van de planeet beginnen te verdampen, waardoor er nóg meer
waterdamp in de atmosfeer terecht komt, en het broeikaseffect in sterkte
toeneemt. Zo ontstaat een zelfversterkend proces. Uiteindelijk slaat
het klimaat op hol, kookt de planeet droog, en ontstaat er een
oververhitte wereld zoals Venus. Uit de nieuwe computermodellen blijkt
dat de drempeltemperatuur waarbij het broeikaseffect op hol begint te
slaan lager is dan tot nu toe werd aangenomen. Exoplaneten die zich aan
de binnenzijde van de zogeheten bewoonbare zone van hun moederster
bevinden (het gebied waar vloeibaar water aan het planeetoppervlak kan
voorkomen) kunnen uiteindelijk dus gemakkelijker 'onbewoonbaar' worden
door een op hol geslagen broeikaseffect. Onze eigen aarde staat
overigens een zelfde lot te wachten. Gelukkig duurt dat nog ongeveer
anderhalf miljard jaar. (GS)
→ Planetary ‘runaway greenhouse’ more easily triggered, research shows (origineel persbericht)
29 juli 2013
Voor het eerst is een planeetovergang waargenomen op
röntgengolflengten. Bij een planeetovergang beweegt een exoplaneet
(gezien vanaf de aarde) voor zijn moederster langs, waarbij een klein
deel van de straling van de ster wordt onderschept. De Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler heeft op die manier tal van exoplaneten ontdekt
door te speuren naar minieme periodieke helderheidsdipjes in de
zichtbare straling van sterren.Bij exoplaneet HD189733b is het
verschijnsel nu ook waargenomen in röntgenstraling: tijdens de overgang
onderschept de planeet een deel van de röntgenstraling van de ster.
HD189733b is een zogeheten 'hete Jupiter' - een grote gasvormige
reuzenplaneet in een zeer kleine omloopbaan - op een afstand van slechts
63 lichtjaar. De planeet is de afgelopen jaren uitgebreid bestudeerd;
zo is onder andere ontdekt dat hij langzaam maar zeker verdampt onder
invloed van de straling van de moederster, en dat hij een overwegend
blauwe kleur heeft als gevolg van lichtverstrooiing in de dampkring.De
röntgenmetingen zijn verricht door twee röntgenruimtetelescopen: de
Amerikaanse Chandra en de Europese XMM-Newton. De resultaten worden op
10 augustus gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Opmerkelijk
genoeg blijkt de helderheidsafname op röntgengolflengten drie keer zo
groot te zijn als in zichtbaar licht. Dat doet vermoeden dat de planeet
een zeer uitgebreide dampkring heeft, waarvan het buitenste deel wel
transparant is voor zichtbaar licht, maar niet (of minder) voor
röntgenstraling.Dat de dampkring van HD189733b zo uitgestrekt is, vormt
een mooie verklaring voor het feit dat de gemeten verdampingssnelheid
van de planeetatmosfeer eigenlijk hoger is dan je zou verwachten: een
paar honderd miljoen ton per seconde.Met Chandra is ook ontdekt dat de
moederster van de planeet een zwakkere begeleider heeft. De twee sterren
moeten tegelijkertijd zijn ontstaan, maar de hoofdster 'lijkt' ruim
drie miljard jaar jonger dan de begeleider: hij roteert sneller en
vertoont een hogere magnetische activiteit dan je zou verwachten als hij
even oud was als de begeleider. Volgens de onderzoekers wordt die
snellere rotatie (en de bijbehorende magnetische activiteit) wellicht
veroorzaakt door de getijwerking van de naburige planeet. (GS)
→ NASA's Chandra Sees Eclipsing Planet in X-rays for First Time (origineel persbericht)
19 juli 2013
Astronomen hebben ontdekt dat dubbelsterren onder bepaalde
omstandigheden een geschiktere leefomgeving voor planeten zijn dan
enkelvoudige sterren. Dat betekent dat het aantal leefbare planeten in
de Melkweg nog groter kan zijn dan tot nu toe werd aangenomen.
'Leefbaar' is de term die astronomen gebruiken voor planeten waar de
basisomstandigheden geschikt zijn voor leven zoals wij dat kennen: niet
te warm en niet te koud om water vloeibaar te laten zijn. Dat zijn
echter niet de enige voorwaarden waar een planeet aan moet voldoen om
echt leefbaar te zijn. Hij moet ook een dichte atmosfeer kunnen
vasthouden. En dat is minder makkelijk dan het lijkt: in zijn prille
jeugd wordt een planeet voortdurend bestookt met de energierijke
straling en uitbarstingen van zijn jonge, dan nog snel roterende
moederster. Een ster komt pas tot rust als zijn rotatie, onder invloed
van zijn eigen magnetische veld, afremt. En bij enkelvoudige sterren kan
dat heel lang duren. Volgens een team van Spaanse en Amerikaanse
astronomen kunnen de omstandigheden rond een compacte dubbelster veel
sneller verbeteren. Sterren die op kleine afstand om elkaar heen
draaien, vervormen elkaar namelijk en vertragen elkaars rotatie.
Uiteindelijk resulteert dat in een situatie die we kennen van onze eigen
maan: de beide sterren zullen altijd met de dezelfde kant naar elkaar
toe wijzen. En ondertussen neemt de activiteit van beide sterren sterk
af. De voordelen van deze snelle 'rotationele veroudering' zijn evident:
planeten die om de dubbelster heen cirkelen krijgen al veel vroeger in
hun bestaan minder energierijke straling te verwerken. En dat is gunstig
voor het instandhouden van een atmosfeer. Volgens de astronomen zouden
ook de planeten Venus en Mars wellicht nog leefbaar zijn geweest als er
twee sterren in plaats van één in het centrum van ons zonnestelsel
hadden gestaan. (EE)
→ Two Suns Are Probably Better Than One, Or Not?
18 juli 2013
Planeten die rond koelere sterren draaien maken een grotere kans op
een ijsvrij bestaan dan planeten bij hetere sterren. Deze schijnbare
paradox is het gevolg van de interactie tussen de straling van de ster
en sneeuw op het planeetoppervlak. Sterren zenden verschillende soorten
straling uit. Hetere sterren produceren veel blauw licht en
ultraviolette straling, koelere sterren juist veel rood licht en
infrarode straling – straling met met minder energie en (dus) een
langere golflengte. Het lijkt logisch dat de temperatuur van een
rotsachtige planeet voornamelijk wordt bepaald door het soort straling
dat deze van zijn ster ontvangt. Maar een nieuw klimaatmodel van
astronomen van de universiteit van Washington toont aan dat de kwestie
niet zo eenvoudig ligt. Dat komt door het gedrag van ijs: dat absorbeert
relatief veel langgolvige straling, terwijl kortgolvige straling juist
wordt weerkaatst. En hoe meer straling er wordt geabsorbeerd, des te
warmer wordt de planeet. Dit effect kan bovendien nog worden versterkt
door atmosferische broeikasgassen. Het netto resultaat is dat planeten
die rond koelere sterren draaien, bij een vergelijkbare hoeveelheid
straling, minder kans lopen om in een ‘sneeuwbaltoestand’ te geraken dan
planeten bij hetere sterren. In die toestand, waarin vermoedelijk ook
onze eigen aarde enkele malen is terechtgekomen, is de planeet van pool
tot evenaar met ijs bedekt. (EE)
→ A warmer planetary haven around cool stars, as ice warms rather than cools
18 juli 2013
Voor het eerst is het astronomen gelukt om de zogeheten sneeuwgrens in
de protoplanetaire schijf rond een jonge ster in beeld te brengen. De
waarneming is gedaan met de internationale Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili (Science,
19 juli). Op aarde ligt de sneeuwgrens op grote hoogte, waar de
temperatuur zo laag is dat het vocht in de lucht in sneeuw verandert.
Deze grens is het duidelijkst te zien bij een berg: hij ligt op de plek
waar de besneeuwde top overgaat in kaal gesteente. Voor de sneeuwgrens
rond een jonge ster geldt iets vergelijkbaars: hij ligt in de verder
naar buiten gelegen, koudere delen van de protoplanetaire schijf. Van de
ster uit gezien ligt de eerste sneeuwgrens op de plek waar water
bevriest. Verder naar buiten, waar de temperaturen nog lager zijn,
beginnen ook andere moleculen in sneeuw te veranderen, zoals
koolstofdioxide, methaan en koolstofmonoxide. Deze verschillende soorten
sneeuw geven de in de schijf aanwezige stofdeeltjes een plakkerige
coating en spelen een essentiële rol bij het samenklonteringsproces waar
uiteindelijk de bouwstenen van planeten en kometen uit voortkomen. De
ALMA-waarneming laat zien dat bij de jonge, zonachtige ster TW Hydrae de
sneeuwgrens van koolstofmonoxide op 30 astronomische eenheden van de
ster ligt. Deze afstand is vergelijkbaar met de afstand tussen
zon-Neptunus in ons eigen zonnestelsel. Astronomen vermoeden dat de
schijf rond TW Hydrae veel overeenkomsten vertoont met ons zonnestelsel,
toen dit nog maar een paar miljoen jaar oud was. (EE)
→ Sneeuw in een jong planetenstelsel
11 juli 2013
Twee onderzoekers van verschillende onderzoekscentra in de VS hebben
met een computersimulatie twijfel gezaaid over een aantal recente
exoplaneetontdekkingen. Hun resultaten wijzen erop dat de
onregelmatigheden die in de stofschijven van sommige sterren zijn
waargenomen niet op de aanwezigheid van planeten hoeven te wijzen (Nature,
12 juli). Da afgelopen jaren hebben astronomen in de stofschijven rond
diverse jonge sterren lege gordels ontdekt. Tot nu toe werden die
leemten steevast toegeschreven aan rond de ster cirkelende planeten (in
wording). Het idee was dat ze ontstaan onder invloed van de
zwaartekracht van zo'n planeet. Maar volgens Wladimir Lyra en Marc
Kuchner is daarbij geen rekening gehouden met de invloed die gassen in
de schijf hebben op de structuur ervan. Nadat zij in hun simulaties warm
gas aan de stofschijven hadden toegevoegd, bleek dat het stof in
sommige delen van de schijf vanzelf begon samen te klonteren. Op die
manier kunnen er leemten in de schijf ontstaan, zonder dat er een
planeet in het spel is. Dit effect zou wel eens gevolgen kunnen hebben
voor de vermeende planeet (of planeten) die rond de ster Fomalhaut
cirkelt (cirkelen). De smalle excentrische verdichtingen die in de
stofschijf van deze ster zijn waargenomen, lijken namelijk sterk op de
uitkomsten van de planeetloze computersimulaties. En dat zou wel eens de
reden kunnen zijn waarom het zoveel moeite kost om het bestaan van deze
planeet onomstotelijk aan te tonen. (EE)
→ New simulation shows disk anomalies around stars may not be planets after all (Phys.org)
11 juli 2013
Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat de in 2005
ontdekte exoplaneet HD 189733b een diepblauwe kleur heeft. Het is voor
het eerst dat de werkelijke kleur van een planeet buiten ons
zonnestelsel is gemeten. Bij een blauwe planeet denken we al snel aan de
aarde. Maar afgezien van de kleur vertoont HD 189733b absoluut geen
overeenkomsten met onze planeet. Het is een gasreus van het kaliber
Jupiter die op zo'n kleine afstand om zijn moederster cirkelt, dat zijn
temperatuur meer dan 1000 graden Celsius bedraagt. HD 189733b weerkaatst
maar weinig licht en bevindt zich altijd dicht bij zijn ster. Daardoor
is het, met de huidige middelen, niet mogelijk om de kleur van de
planeet rechtstreeks vast te stellen. De kleurbepaling is dan ook via
een omweg gebeurd. Astronomen hebben gekeken naar het gezamenlijke
spectrum van ster en planeet op de momenten dat deze laatste zich
respectievelijk naast, voor en achter zijn ster bevond. Op het moment
dat HD 189733b achter de ster verdwijnt, blijkt niet alleen de
gezamenlijke helderheid af te nemen, maar is een extra afname in het
blauwe deel van het spectrum te zien. Daaruit volgt dat HD 189733b
vooral blauw licht weerkaatst. Die blauwe tint kan (uiteraard) niet
worden toegeschreven aan omvangrijke oceanen, maar wordt vermoedelijk
veroorzaakt door fijne siliciumdeeltjes in de atmosfeer, die blauw licht
verstrooien. (EE)
→ Hubble spots azure blue planet
8 juli 2013
Sterrenkundigen van de Duitse Friedrich Schiller Universität Jena
hebben bij zes sterren zogeheten puinschijven ontdekt die veel koeler
zijn dan normaal. Dat doet vermoeden dat ze weinig kleine stofdeeltjes
bevatten, maar uitsluitend grotere deeltjes, met afmetingen van enkele
millimeters tot een paar kilometer. Puinschijven zijn een overblijfsel
van de vorming van een planetenstelsel. Ook in ons eigen zonnestelsel
komen ze voor: de planetoïdengordel en de Kuipergordel. Ze bevatten
grotere objecten (tot honderden kilometers in middellijn) maar ook veel
kleine stofdeeltjes, gevormd door onderlinge botsingen. De nieuw
ontdekte puinschijven - gevonden met de Europese
infraroodruimtetelescoop Herschel - hebben een temperatuur van slechts
zo'n twintig graden boven het absolute nulpunt - ongeveer zeventig
graden koeler dan normaal. Uit de gemeten infraroodstraling leiden de
astronomen af dat er om de een of andere reden vrijwel geen kleine
stofdeeltjes in de schijven voorkomen. Maar groter dan een paar
kilometer kunnen de afzonderlijke deeltjes ook niet zijn, anders zouden
zwaartekrachtsstoringen tot botsingen leiden, waarbij juist wél kleine
stofdeeltjes geproduceerd worden. Volgens de sterrenkundigen is er
overigens een kleine kans dat de door Herschel gemeten infraroodstraling
afkomstig is van verre sterrenstelsels die toevallig in dezelfde
richting worden waargenomen als de zes bestudeerde sterren. De nieuwe
resultaten worden later deze maand gepubliceerd in The Astrophysical
Journal. (GS)
→ Cosmic Dust Belts without Dust (origineel persbericht)
5 juli 2013
Exoplaneten kunnen dienen als natuurlijke detectors van de 'wind' van
geladen deeltjes die hun ster uitzendt. Dat maakt postdocstudent Joe
Llama van de universiteit van St Andrews vandaag bekend op de National
Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in St Andrews
(Schotland). Als een exoplaneet vanaf de aarde gezien tijdens elke
omloop eventjes voor zijn ster langs beweegt, resulteert dat in een
'dipje' in het licht van de ster. Dankzij zulke planeetovergangen of
transits zijn al honderden exoplaneten ontdekt. Sommige van deze
planeten zijn zogeheten hete Jupiters: grote planeten die op geringe
afstand om hun ster cirkelen. Tijdens hun frequent optredende overgangen
bedekken deze planeten een relatief groot gedeelte van hun moederster,
waardoor ze gemakkelijk detecteerbaar zijn. Als zo'n hete Jupiter wordt
bestookt met energierijke deeltjes van zijn ster, ontstaat een schokgolf
die het magnetische veld van de planeet samendrukt. De dichtheid van
deze 'sterrenwind' is niet in alle richtingen even groot en ook varieert
de intensiteit ervan met de activiteit van de ster. Llama en zijn
collega's hebben nu berekend dat als de planeet door een gebied trekt
waar de dichtheid van de sterrenwind heel groot is, zich in de schokgolf
zoveel deeltjes ophopen dat tijdens een planeetovergang een extra diepe
helderheidsdip te zien is. Nauwkeurige metingen van de kleine variaties
in de sterhelderheid tijdens verschillende planeetovergangen zouden dus
inzicht kunnen geven in de activiteit van de ster waar de planeet
omheen cirkelt. (EE)
→ Finding the deadly stellar winds that could put a stop to life
5 juli 2013
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope
(VLT), de karakteristieke spectrale vingerafdruk van watermoleculen
gedetecteerd in de atmosfeer van een planeet die om een andere ster
cirkelt. De detectie is te danken aan een relatief nieuwe techniek die
de speurtocht naar water op exoplaneten in een stroomversnelling kan
brengen. De afgelopen twintig jaar hebben astronomen bijna duizend
planeten buiten ons zonnestelsel ontdekt. Sommige van deze exoplaneten
zijn zogeheten hete Jupiters – planeten die op geringe afstand om hun
moederster draaien. Astronomen kunnen zulke exoplaneten opsporen door
gebruik te maken van de zwaartekrachtsinvloed die de planeet op zijn
ster uitoefent. Deze geeft de ster een regelmatige schommelbeweging die
kleine, maar meetbare verschuivingen van de lijnen in het sterspectrum
veroorzaakt. Een team astronomen onder leiding van Jayne Birkby van
de Sterrewacht Leiden heeft deze techniek nu omgedraaid door juist
gebruik te maken van de veel grotere zwaartekrachtsinvloed van de ster
op de planeet. Deze zorgt ervoor dat de planeet met een snelheid van
honderdduizenden kilometers per uur om zijn ster cirkelt. Dat resulteert
in veel grotere verschuivingen van spectraallijnen, maar daar staat
tegenover dat het spectrum van de planeet veel moeilijker detecteerbaar
is. Toch is het met deze techniek nu gelukt om water op te sporen in de
atmosfeer van HD 189733b, een Jupiter-achtige planeet die in iets meer
dan twee dagen om zijn ster cirkelt en een temperatuur van meer dan 1500
graden heeft. Eerder was met dezelfde techniek ook al koolmonoxide in
de atmosfeer van deze exoplaneet aangetoond. De detectie van water is
moeilijker dan die van koolmonoxide, omdat de spectraallijnen van water
in een golflengtegebied liggen waar veel last wordt ondervonden van de
aardatmosfeer. Vooraf stond dus niet vast dat de meting zou lukken. Nu
dat wel is gelukt, zal ook worden geprobeerd om andere moleculen op te
sporen, zoals die van methaan en kooldioxide. Jayne Birkby
presenteert het nieuwe resultaat vandaag op de National Astronomy
Meeting van de Royal Astronomical Society in St Andrews (Schotland).
(EE)
→ Novel technique boosts hunt for water on planets around other stars
5 juli 2013
De eerste resultaten van onderzoek van acht hete, Jupiter-achtige
exoplaneten wijzen erop dat wind en wolken van grote invloed zijn op de
gemeten samenstelling van hun atmosfeer. Dat maken astronomen vandaag
bekend op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical
Society in St Andrews (Schotland). Astronomen kunnen de atmosferische
samenstelling van een hete Jupiter vaststellen door het spectrum van
zijn moederster te analyseren op het moment dat de planeet vanaf de
aarde gezien voor die ster langs schuift. Op dat moment gaat een deel
van het sterlicht door de planeetatmosfeer en wordt licht van bepaalde
golflengten geabsorbeerd. Metingen met de Hubble-ruimtetelescoop hebben
nu laten zien dat de atmosferen van hete Jupiters soms verrassende
kenmerken vertonen. De huidige theoretische modellen voorspellen dat de
krachtige winden in deze atmosferen ervoor zorgen dat zware moleculen,
zoals die van titaniumoxide, hoog in de atmosfeer terechtkomen. Bij een
van de onderzochte exoplaneten is echter geen spoor van titaniumoxide
gevonden. Dat kan erop wijzen dat de wind op deze planeet minder hevig
is dan gedacht of dat de titaniumoxidemoleculen tot grotere deeltjes
samenklonteren die lager in de atmosfeer blijven. Bij twee andere
planeten is een hoeveelheid waterdamp gemeten die overeenstemt met de
theoretische verwachtingen, terwijl bij eerder waargenomen exoplaneten
juist een tekort aan waterdamp was geconstateerd. Volgens de astronomen
is het denkbaar dat bij deze laatste planeten de waterdamphoudende
luchtlagen schuilgaan onder hoge bewolking. (EE)
→ Hubble Space Telescope reveals variation between hot extrasolar planet atmospheres
2 juli 2013
Op planeten die rond rode dwergsterren draaien komt mogelijk minder
vaak leven voor dan algemeen wordt aangenomen. Rode dwergen zijn zeer
talrijk, en ze worden vaak vergezeld door planeten. Maar ook al bewegen
die planeten in de zogeheten 'bewoonbare zone', waar de temperatuur goed
is voor water aan het oppervlak, dan nog zal leven zich er niet
gemakkelijk kunnen ontwikkelen, aldus Aline Vidotto van de Universiteit
van St Andrews in Schotland.Vidotto en haar collega's wijzen erop dat
met name jonge rode dwergen zeer krachtige magneetvelden hebben. De
wisselwerking tussen dat stellaire magneetveld en het magnetisch veld
van de planeet kan ertoe leiden dat het planetaire magneetveld enorm
wordt samengedrukt. Daardoor verliest het veld zijn beschermende
werking, en kan de planeet op den duur zijn dampkring kwijtraken door de
inwerking van energierijke elektrisch geladen deeltjes in de kosmische
straling.De astronomen presenteren hun bevindingen vandaag op de
National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in St
Andrews. (GS)
→ Red dwarf stars could strip away planetary protection (origineel persbericht)
1 juli 2013
Sterrenkundigen van de Unviersiteit van Californië in Santa Barbara
hebben ontdekt dat de planeet van de heldere ster HD97658, op 70
lichtjaar van de aarde, een zogeheten superaarde is. De planeet was in
2011 al ontdekt met de dopplermethode: als gevolg van de aanwezigheid
van de planeet vertoont de ster kleine, periodieke schommelingen. De
precieze massa van een exoplaneet kan met die methode echter niet
vastgesteld worden.De astronomen hebben nu met de Canadese
MOST-ruimtetelescoop ook overgangen van de planeet waargenomen: eens per
omloop beweegt hij voor zijn heldere moederster langs. Uit de grootte
van de resulterende (periodieke) helderheidsdipjes kan de middellijn van
de planeet worden afgeleid. Omdat de baanoriëntatie nu ook bekend is,
valt ook de massa te berekenen. Op die manier is vast komen te staan dat
het om een superaarde gaat: een planeet die een paar keer zo zwaar en
een paar keer zo groot is als onze eigen aarde.De gemiddelde dichtheid
blijkt ca. vier gram per kubieke centimeter te zijn - ongeveer 70
procent van de dichtheid van de aarde. HD97658b, zoals de planeet heet,
heeft mogelijk een uitgebreide dampkring. Leven is er echter niet
mogelijk: hij bevindt zich op kleine afstand van zijn hete
moederster.HD97658b is pas de tweede superaarde bij een heldere ster die
met behulp van de overgangsmethode is waargenomen. De resultaten zijn
vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ UCSB Astronomer Uncovers The Hidden Identity Of An Exoplanet (origineel persbericht)
1 juli 2013
De bewoonbare zone van rode dwergen is veel breder dan gedacht. Dat
betekent dat er veel meer bewoonbare planeten in het Melkwegstelsel zijn
dan tot nu toe werd aangenomen.De bewoonbare zone is het gebied rond
een ster waar de temperaturen goed zijn voor water aan het oppervlak van
een rondcirkelende planeet. Bij rode dwergsterren ligt die bewoonbare
zone op kleine afstand van de ster, omdat rode dwergen relatief koel
zijn. Planeten die op zo'n kleine afstand rondcirkelen, vertonen een
zogeheten synchrone rotatie: ze keren de ster altijd hetzelfde halfrond
toe, net zoals de maan dat doet bij de aarde.Computersimulaties van
onderzoekers van de Universiteit van Chicago en Northwestern University,
gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, wijzen nu uit dat er aan
de 'hete' kant van zo'n synchroon roterende planeet wolken ontstaan,
die het licht van de moederster reflecteren en op die manier een
verkoelend effect tot gevolg hebben. Dat betekent dat de bewoonbare zone
zich verder naar binnen uitstrekt dan je op het eerste gezicht zou
verwachten. Omdat er bij rode dwergen (de talrijkste sterren in het
heelal) veel exoplaneten zijn ontdekt, betekent dit nieuwe inzicht dat
er veel meer potentieel bewoonbare planeten in het Melkwegstelsel zijn
dan tot nu toe is gedacht - volgens de onderzoekers misschien wel zestig
miljard.De toekomstige James Webb Space Telescope, waarvan de lancering
gepland staat voor 2018, kan de conclusies van de onderzoekers mogelijk
bevestigen: op infraroodgolflengten zijn de 'bewolkte' planeten
misschien nét waarneembaar. (GS)
→ Clouds Expand Habitable Zone of Alien Planets (origineel persbericht)
27 juni 2013
De resultaten van een ‘planetenjacht’ die door de Gemini-sterrenwacht
is opgezet, laten zien dat zware gasplaneten die in wijde banen om hun
moederster draaien schaars zijn. De meeste hangen aan moeders rokken.
Bij de waarneemcampagne is niet, zoals gebruikelijk, gekeken naar de
kleine schommelbewegingen of helderheidsvariaties die sterren vertonen
als er planeten omheen draaien. In plaats daarvan is de omgeving van
zeventig nabije, relatief zware sterren, waaronder Bèta Pictoris en
Fomalhaut, gefotografeerd. Daarbij zijn verschillende zwakke stellaire
begeleiders ontdekt, maar dat bleken zogeheten bruine dwergen te zijn.
Er zat niet één zware gasplaneet bij. Na een statistische analyse komen
de onderzoekers tot de conclusie dat bij minder dan één op de vijf
sterren van deze klasse zware planeten te vinden zijn die een wijde
omloopbaan volgen. 'Wijd' wil in dit geval zeggen: wijder dan de
omloopbaan van de planeet Neptunus in ons eigen zonnestelsel. De nog
niet gepubliceerde resultaten van verder onderzoek laten zien dat dit
gebrek aan zware planeten in wijde omloopbanen ook voor veel andere
soorten sterren geldt. Het lijkt er dus op dat de planetenfamilie die in
2008 bij de ster HR 8799 is ontdekt een vreemde eend in de bijt is.
Rond deze jonge ster cirkelen vier ‘gasreuzen’, stuk voor stuk minstens
vijf keer zo zwaar als Jupiter, waarvan er twee omloopbanen volgen die
wijder zijn dan die van Neptunus. Dat dit planetenstelsel al na
onderzoek van slechts enkele sterren werd opgespoord, wekte de indruk
dat zware-planeten-op-afstand een normale verschijning zijn. Maar dat
blijkt dus niet zo te zijn. (EE)
→ Gas-Giant Exoplanets Cling Close to Their Parent Stars
26 juni 2013
Amerikaanse astronomen hebben twee planeten ontdekt in de
dichtbevolkte sterrenhoop NGC 6811 (Nature, 26 juni). De planeten
verraden hun ontstaan doordat ze vanaf de aarde gezien tijdens elke
omloop voor hun ster langs bewegen. Dat resulteert in regelmatige
'helderheidsdipjes' die met de Kepler-satelliet zijn waargenomen. Alle
sterren worden in groepen geboren. De meeste sterren, zoals onze zon,
ontstaan in kleine groepjes die vrij snel uit elkaar vallen. Maar andere
ontstaan in enorme zwermen van duizenden zwermen die miljarden jaren
bijeen blijven. Binnen zulke rijke sterrenhopen voeren de sterren
onderling strijd om de beschikbare ruimte en bestoken ze elkaar met
intense straling en sterrenwinden. Niet bepaald een omgeving die
bevorderlijk is voor het planeetvormingsproces, zou je zeggen. Dat in
sterrenhopen tot nu toe pas een handjevol planeten was ontdekt, leek dus
begrijpelijk. Maar afgezet tegen het beperkte aantal sterren van NGC
6811 dat door Kepler in de gaten is gehouden, kan uit de nieuwe dubbele
ontdekking worden afgeleid dat planeetvorming in sterrenhopen net zo
vaak voorkomt als elders. De nieuwe planeten hebben de aanduidingen
Kepler-66b en Kepler-67b gekregen. Beide zijn minder dan drie keer zo
groot als de aarde. (EE)
→ First Transiting Planets In A Star Cluster Discovered
25 juni 2013
Een team van astronomen heeft met een combinatie van nieuwe
waarnemingen en bestaande gegevens van het HARPS-instrument van de
3,6-meter ESO-telescoop ontdekt dat het planetenstelsel van de ster
Gliese 667C minstens zes planeten telt. Maar liefst drie van deze
planeten zijn ‘superaardes’ die zich in de zone rond de ster bevinden
waar vloeibaar water en eventueel ook leven kan bestaan. Daarmee is dit
het eerste planetenstelsel dat we kennen met een volgepakte leefbare
zone.Gliese 667C is een heel goed onderzochte ster van iets meer dan een
derde zonsmassa. Hij is het minst heldere lid van een drievoudige ster,
bekend als Gliese 667 (of GJ 667), die op een afstand van 22 lichtjaar
in het sterrenbeeld Schorpioen staat. Dat is erg dichtbij – veel
dichterbij dan de sterren die met telescopen zoals de op planeten
jagende Kepler-ruimtetelescoop worden onderzocht.Eerdere onderzoeken
hadden al laten zien dat er drie planeten rond Gliese 667C draaien,
waarvan één in de leefbare zone. En nu heeft een team van astronomen,
onder leiding van Guillem Anglada-Escudé van de Universiteit van
Göttingen (Duitsland) en Mikko Tuomi van de Universiteit van
Hertfordshire (VK), het stelsel opnieuw onderzocht door nieuwe
HARPS-waarnemingen en gegevens van andere telescopen aan het al
bestaande beeld toe te voegen. Ze hebben aanwijzingen gevonden dat er
mogelijk zeven planeten om de ster cirkelen. Vanaf deze planeten zijn de
beide andere sterren van het Gliese 667-stelsel overdag waarneembaar
als zeer heldere sterren, en ’s nachts geeft dit tweetal ongeveer net
zoveel licht als onze volle maan. De nieuwe planeten vullen de leefbare
zone rond Gliese 667C helemaal op: meer ruimte voor stabiele
planeetbanen is er niet.
→ Origineel persbericht
24 juni 2013
De missie van de Franse kunstmaan CoRoT (Convection, Rotation and
planetary Transits) is beëindigd. Sinds eind 2012 is er geen
communicatie meer met de ruimtetelescoop. Hij zal in een lagere baan om
de aarde worden gebracht en uiteindelijk verbranden in de
dampkring.CoRoT werd in december 2006 gelanceerd. Met behulp van een 30
cm-telescoop is onderzoek verricht aan sterbevingen en -trillingen,
waaruit veel informatie afgeleid kon worden over de inwendige structuur
en de rotatiesnelheden van sterren. Daarnaast nam CoRoT (net als de
Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler) planeetovergangen waar. In totaal
heeft de Franse ruimtetelescoop 32 nieuwe exoplaneten ontdekt, en ca.
100 planeetkandidaten, waarvan de ware aard via andere metingen nog
bevestigd moet worden. (GS)
→ Nieuwsbericht op www.phys.org
12 juni 2013
Astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat er ver van de ster TW
Hydrae een planeet aan het ontstaan is. De planeet-in-wording bevindt
zich op een afstand die bijna drie keer zo groot is als de afstand
tussen de zon en Neptunus – de buitenste ‘echte’ planeet van ons
zonnestelsel. TW Hydrae is een kleine, koele ster die omgeven is door
een grote schijf van restmaterie – gas en stof dat is overgebleven na de
geboorte van de ster, ongeveer tien miljoen jaar geleden. Met de
Hubble-ruimtetelescoop is in die circumstellaire schijf een relatief
lege zone ontdekt op 12 miljard kilometer van de ster. Modelberekeningen
laten zien dat in de ongeveer 3 miljard brede gordel een planeet van 6
tot 28 aardmassa’s zou kunnen ontstaan. De ontdekkers zijn verrast dat
op zo’n grote afstand van de ster een relatief kleine planeet-in-wording
zou kunnen bestaan. Volgens de gangbare scenario’s kunnen zulke lichte
planeten niet op zo’n grote afstand van een lichte ster ontstaan.
Planeetvorming – het geleidelijk samenklonteren van stof, gesteenten en
gas – is meer iets voor de nabijere omgeving van een ster. (EE)
→ Exoplanet Formation Surprise
12 juni 2013
Een Japans onderzoeksteam heeft voor de eerste keer de atmosfeer van
de exoplaneet GJ3470b onderzocht. Uit de waarnemingen, die gedaan zijn
met twee telescopen van de Okayama Astrophysical Observatory, blijkt dat
deze zeer hete planeet waarschijnlijk geen dicht wolkendek heeft.
GJ3470b draait om een ster in het sterrenbeeld Kreeft en is 'maar' 14
keer zo zwaar als onze planeet. Daarmee is hij de op één na lichtste
exoplaneet die tot nu toe is opgespoord. De omlooptijd van GJ3470b
bedraagt slechts iets meer dan drie dagen. Dat betekent dat de afstand
tussen hem en zijn moederster heel klein is: enkele miljoenen
kilometers. Vanwege de hoge temperaturen die dat oplevert wordt de
planeet ook wel een 'hete Neptunus' genoemd, al omschrijven de Japanse
astronomen hem liever als een 'superaarde'. Op de momenten dat de
planeet voor zijn ster langs schuift, kan worden gemeten of zijn
atmosfeer bepaalde golflengten uit het spectrum van de ster absorbeert
of verstrooit. De Japanse waarnemingen laten zien dat de schijnbare
afmetingen van de planeet op nabij-infrarode golflengten kleine
verschillen vertonen. Dikke bewolking zouden dit effect, dat wordt
toegeschreven aan de atmosferische absorptie, maskeren. Het lijkt er dus
op dat het altijd zonnig is op GJ3470b. Zonnig, maar veel te heet. (EE)
→ Sunny Super-Earth?
12 juni 2013
Steeds vaker wordt de hulp van het grote publiek gezocht bij het
verwerken van grote hoeveelheden wetenschappelijke gegevens. Het
succesvolle Zooniverse
heeft inmiddels al bijna een miljoen deelnemers. Een nieuwe trend is
dat geprobeerd wordt om nieuwe onderzoeksprojecten op te starten door
middel van crowdfunding. Twee recente voorbeelden op dit gebied zijn Lone Signal
en Arkyd. De eerste heeft tot doel om voortdurend signalen uit te
zenden naar planetenstelsels waar zich intelligent leven kan hebben
ontwikkeld. Arkyd wil een eigen satelliet lanceren om naar planeten bij
andere sterren te zoeken. Lone Signal is een initiatief van de
Amerikaanse astrobioloog Jacob Haqq-Misra.
Hij en zijn team van wetenschappers en ondernemers willen een stroom
berichten sturen naar de nabije ster Gliese 526, waar mogelijk leefbare
planeten omheen cirkelen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een oude
NASA-radioschotel in Californië. Iedereen die dat wil kan gratis een
tweet met het datasignaal van Lone Signal meesturen. Tegen een
vergoeding kunnen ook grotere berichten of foto's worden verzonden. Het
Arkyd-project is een reactie op de problemen met de NASA-satelliet
Kepler, die de speurtocht naar exoplaneten ernstig vertragen. Net als
Kepler zou de Arkyd-satelliet gaan letten op planeetovergangen
('transits') bij sterren. Dat zijn kleine, regelmatige 'dipjes' in de
helderheid van de ster waaruit onder meer grootte en omlooptijd van de
betreffende planeet kunnen worden afgeleid. Arkyd streeft naar een
startkapitaal van minstens een miljoen dollar, dat al bijna binnen is.
Maar eigenlijk is voor het project minimaal het dubbele nodig:
belangstellenden kunnen geld doneren via de eind mei gestarte Kickstarter-campagne. (EE)
6 juni 2013
Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili een
gebied in de schijf rond een jonge ster ontdekt waar stofdeeltjes bezig
zijn om samen te klonteren. In deze ‘stofval’ kunnen de minuscule
deeltjes zo groot worden dat er uiteindelijk objecten van komeetformaat
kunnen ontstaan. De resultaten van het onderzoek, onder leiding van de
Leidse promovenda Nienke van der Marel, verschijnen morgen (7 juni) in
het wetenschappelijke tijdschrift Science. Astronomen weten inmiddels
dat planeten bij andere sterren talrijk zijn en dat veel jonge sterren
zijn omgeven door een schijf van gas en stof. Ze begrijpen echter nog
niet helemaal hoe het fijne stof in zo'n schijf uiteindelijk in planeten
kan veranderen. Computermodellen laten zien dat stofdeeltjes die met
elkaar in botsing komen aan elkaar vast kunnen blijven plakken. Maar als
deze grotere korrels weer met hoge snelheid botsen, spatten ze vaak
uiteen. En zelfs wanneer dit niet gebeurt, zouden de grotere deeltjes
volgens de modellen door de wrijving met het stof en gas in de schijf
snel naar binnen toe migreren en op hun moederster vallen vóórdat ze nog
groter zijn geworden. Op de een of andere manier moeten er dus veilige
havens bestaan waar stofdeeltjes kunnen blijven groeien totdat ze groot
genoeg zijn om zelfstandig te kunnen overleven. Het bestaan van zulke
‘stofvallen’, die bijvoorbeeld het gevolg kunnen zijn van wervelingen in
de schijf, was al theoretisch voorspeld, maar tot nu toe waren ze nog
nooit waargenomen. Nienke van der Marel heeft samen met haar teamleden
ALMA ingezet om de ster Oph-IRS 48 te onderzoeken. Daarbij hebben ze
ontdekt dat deze jonge ster is omgeven door een schijf van gas met een
centraal gat dat waarschijnlijk is schoongeveegd door een (nog) niet
waarneembare planeet of begeleidende ster. Eerdere waarnemingen met de
Europese Very Large Telescope hadden al laten zien dat ook uiterst fijne
stofdeeltjes zo’n ringstructuur hebben gevormd. Maar uit de nieuwe
ALMA-gegevens blijkt dat grotere stofdeeltjes, met afmetingen van
millimeters, een heel andere verdeling laten zien. De grovere deeltjes
vormen geen complete ring, maar beperken zich tot een segment daarvan.
Hierdoor is op de ALMA-beelden een structuur te zien die aan een enorme
cashewnoot doet denken. Dit is een gebied waar grotere stofdeeltjes als
het ware in de val lopen en door onderlinge botsingen nog groter kunnen
worden – precies waar theoretici naar op zoek waren. De omstandigheden
in deze 'stofval' zijn zodanig dat de deeltjes tot kometen kunnen
uitgroeien. (EE)
→ ALMA ontdekt kometenfabriek
6 juni 2013
Nieuw onderzoek, op basis van gegevens van de Kepler-satelliet, wijst
erop dat 'hete Jupiters' pas heel laat door hun moederster worden
opgegeten. De planeten blijven steken in een krappe omloopbaan die
miljarden jaren tamelijk stabiel blijft. Hete Jupiters zijn zware
gasplaneten die op kleine afstand om hun ster cirkelen. Dat is
waarschijnlijk niet de plek waar ze ontstaan zijn: net als de planeet
Jupiter in ons zonnestelsel zijn ze op ruime afstand van de ster
geboren. Pas later zijn de planeten, om redenen die nog niet goed
begrepen worden, naar het centrum gemigreerd. Uit het nieuwe onderzoek
blijkt dat dit migratieproces niet bij de ster eindigt, maar kort
voordien stopt. Doorgaans dwingen getijkrachten de planeet net op tijd
in een stabiele cirkelbaan met een omlooptijd van enkele dagen. Eerder
bestond nog het vermoeden dat de planeten door het magnetische veld van
de ster werden tegengehouden of dat hun migratie stopt zodra ze het lege
hart bereiken van de protoplanetaire schijf waarin ze geboren zijn. Dat
die beide laatste theorieën waarschijnlijk niet kloppen volgt uit een
analyse van de omloopbanen van duizenden (kandidaat-)planeten. Daarbij
is gekeken naar hoe de afstanden tussen de planeten en hun sterren
correleren met de massa van de ster. Anders dan de beide andere
theorieën voorspelde de getijkrachttheorie dat de hete Jupiters van de
zwaarste sterren gemiddeld een wijdere omloopbaan volgen. En dat blijkt
inderdaad zo te zijn. (EE)
→ Stars Don't Obliterate Their Planets (Very Often)
4 juni 2013
Promovenda Karen Collins van de universiteit van Louisville heeft een
hete exoplaneet ter grootte van Saturnus ontdekt bij een zonachtige ster
in het sterrenbeeld Haar van Berenice. Het instrument waarmee de
planeet is ontdekt, de Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT), is
in feite niet veel meer dan een digitale camera met een lichtsterke lens
die autonoom functioneert. Met KELT wordt een aantal hemelgebieden met
grote regelmaat gefotografeerd om sterren op te sporen die met vaste
tussenpozen een beetje minder helder zijn dan normaal. In sommige
gevallen worden zulke helderheidsdipjes veroorzaakt doordat er vanaf de
aarde gezien een planeet voor zijn moederster langs schuift. Dezelfde
opsporingsmethode wordt ook gebruikt door de onlangs in problemen
geraakte Kepler-satelliet. Planeet KELT-6b bevindt zich op een afstand
van 700 lichtjaar en draait in iets minder dan acht dagen om zijn ster.
Dat betekent dat een 'jaar' op deze planeet niet veel langer dan een
aardse week duurt. Gedurende elke omloop bevindt hij zich ongeveer vijf
uur vóór zijn ster. Vervolgonderzoek met de grote Keck-telescoop op
Hawaï heeft geleerd dat KELT-6b weinig elementen zwaarder dan waterstof
en helium bevat. In dat opzicht lijkt hij op HD 209458b, een uitvoerig
onderzochte exoplaneet die al in 1999 werd ontdekt. Collins, die haar
ontdekking vandaag heeft gepresenteerd op de 222ste bijeenkomst van de
American Astronomical Society in Indianapolis, hoopt binnenkort nog het
bestaan van een tweede planeet bij de ster KELT-6 te kunnen bevestigen.
(EE)
→ Little Telescope Discovers Metal-Poor Cousin Of Famous Planet
4 juni 2013
Uit waarnemingen met de 4-meter Mayall-telescoop op Kitt Peak
(Arizona) blijkt dat veel van de sterren waarbij de Kepler-satelliet
planeten heeft ontdekt wat groter zijn dan tot nu werd aangenomen. Dat
betekent automatisch dat ook de afmetingen van hun planeten onderschat
zijn. Het nieuwe onderzoek laat zien dat een kwart van de
'Kepler-sterren' minstens 35% groter is dan gedacht. Omdat de afmetingen
van hun planeten worden afgeleid uit de hoeveelheid sterlicht die deze
wegnemen op het moment dat zij voor hun ster langs bewegen, moeten ook
die naar boven toe worden bijgesteld. En dat heeft weer tot gevolg dat
de Kepler-catalogus waarschijnlijk minder kandidaat-planeten van het
formaat aarde bevat dan gehoopt. De bijstelling is het gevolg van een
andere meetmethode. De geschatte afmetingen van de Kepler-sterren waren
afgeleid uit hun kleuren en helderheden. Met de Mayall-telescoop zijn nu
meer dan driehonderd van deze sterren spectraal onderzocht, wat
nauwkeurigere resultaten oplevert. De astronomen, die hun resultaten
vandaag op de 222ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in
Indianapolis hebben gepresenteerd, zullen de komende tijd nog meer
Kepler-sterren opmeten. (EE)
→ Kepler Stars and Planets are Bigger than Previously Thought
4 juni 2013
Hete Jupiters, zware exoplaneten die op zeer kleine afstand om hun
moederster cirkelen, zijn mogelijk nog vreemder dan astronomen al
dachten. Een nieuw model wijst erop dat zij gedeeltelijk worden verwarmd
door elektrische stromen die door het magnetische veld van hun
moederster worden veroorzaakt. Een van de bijzondere eigenschappen van
de hete Jupiters is dat ze sterk opgezwollen zijn – sterker zelfs dan je
op grond van hun kleine afstanden tot hun moedersterren zou verwachten.
Dit 'opgeblazen' karakter wordt doorgaans toegeschreven aan processen
die de planeet extra opwarmen, zoals getijkrachten of interacties tussen
de sterke winden en de magnetische velden die op deze planeten worden
verwacht. Maar deze modellen kunnen niet verklaren waarom de meest
opgezwollen hete Jupiters bij magnetisch actieve sterren worden
aangetroffen. Bij de planeten in ons eigen zonnestelsel werkt het
elektrische verwarmingsmodel niet goed, omdat de buitenste delen van hun
atmosferen koud zijn en elektriciteit niet goed geleiden. Maar bij toch
al hete planeten die zich dicht bij hun moederster bevinden is dat
anders. Daarin kunnen zeer sterke elektrische stromen
optreden. Astronomen van Florida Gulf Coast University hebben hun
model vandaag gepresenteerd op de 222ste bijeenkomst van de American
Astronomical Society in Indianapolis. (EE)
→ Stellar Winds May Electrify Exoplanets (via Phys.org)
3 juni 2013
Astronomen van het Space Telescope Science Institute in Baltimore gaan
de komende jaren met behulp van de Hubble Space Telescope op zoek naar
kleine, lichte planeten in een baan rond de rode dwergster Proxima
Centauri - de ster die het dichtst bij de zon staat, op slechts 4,3
lichtjaar afstand. Andere waarnemingen hebben al uitgewezen dat Proxima
in elk geval niet door zware planeten wordt vergezeld.Als gevolg
van zijn kleine afstand vertoont de dwergster een grote eigenbeweging
aan de sterrenhemel. Daarbij zal hij de komende paar jaar twee keer
vrijwel exact voor een verre achtergrondster langs bewegen. Het licht
van die verre ster wordt dan door het zwaartekrachtsveld van de ster een
heel klein beetje afgebogen. Ook de zwaartekracht van eventuele
planeten in een baan rond Proxima zal zeer kleine afwijkingen
veroorzaken in de waargenomen positie van de achtergrondster.Uit zulke
microlens-waarnemingen kan het bestaan van een planeet worden afgeleid.
De waarnemingscampagne werd vandaag aangekondigd op de 222ste
bijeenkomst van de American Astronomical Society in Indianapolis. (GS)
→ NASA's Hubble Will Use Rare Stellar Alignment to Hunt for Planets (origineel persbericht)
3 juni 2013
Met de Europese Very Large Telescope in Chili zijn opnamen gemaakt van
een object dat met de jonge ster HD95086 mee beweegt. Het gaat volgens
de onderzoekers om een gasvormige reuzenplaneet op relatief grote
afstand van de ster: ca. 56 keer de afstand tussen de aarde en de zon.
De planeet, HC95086b genoemd, zou vier à vijf keer zo zwaar zijn als
Jupiter. Daarmee is het de lichtste exoplaneet die tot nu toe ooit
direct in beeld is gebracht. Dat lukt alleen door het licht van de ster
zelf weg te filteren. (Er zijn veel lichtere exoplaneten bekend, maar
die zijn nooit direct waargenomen.) Hoe de planeet precies is ontstaan
is niet bekend; de moederster is minder dan 20 miljoen jaar oud. (GS)
→ Tot nu toe lichtste exoplaneet in beeld gebracht? (origineel persbericht)
29 mei 2013
In een artikel in het juninummer van het Amerikaanse
populair-wetenschappelijke maandblad Astronomy beschrijven vier
astronomen hoe buitenaardse beschavingen gevonden zouden kunnen worden
met behulp van een kolossale infraroodtelescoop op aarde. De
Colossus-telescoop, die uit ca. zestig spiegels van acht meter groot
moet bestaan, krijgt een effectieve diameter van 77 meter. Hij moet in
staat zijn om de warmtestraling van planeten bij nabijgelegen sterren
nauwkeurig te meten. Op die manier zou ontdekt kunnen worden of een
bewoonbare planeet meer warmte uitstraalt dan hij van zijn moederster
ontvangt. Die energieproductie zou kunnen wijzen op het bestaan van een
intelligente beschaving op de planeet. Overigens bestaat de
Colossus-telescoop voorlopig nog alleen op papier. (GS)
→ Publicatie in Astronomy.
15 mei 2013
Voor de tweede keer deze maand heeft NASA's ruimtetelescoop Kepler
zichzelf in de 'spaarstand' gezet. Hoewel de directe oorzaak nog niet
bekend is, gaat het waarschijnlijk om een probleem met het
standregelsysteem. De satelliet, die zijn zonnepanelen op de zon heeft
gericht, draait momenteel langzaam om zijn as. En dat heeft tot gevolg
dat de radioverbinding met de aarde steeds onderbroken wordt. Het
standregelsysteem van de satelliet is niet alleen nodig om in contact te
blijven met de vluchtleiding, maar ook om de nauwkeurige metingen te
kunnen doen die nodig zijn om planeten buiten ons zonnestelsel op te
sporen. Het hart van dit systeem bestaat uit een aantal snel
ronddraaiende vliegwielen. Bij zijn lancering in 2009 had Kepler er
vier, maar één ervan heeft het in juli 2012 al begeven. Nu lijkt ook een
tweede vliegwiel defect te zijn. Volgens NASA is het mogelijk om Kepler
met behulp van zijn stuurraketjes weer zodanig te stabiliseren, dat de
radioverbinding met de aarde kan worden hersteld. Maar dat betekent nog
niet dat de satelliet zijn planetenjacht dan weer kan hervatten:
daarvoor zijn minstens drie werkende vliegwielen nodig. Afhankelijk van
de uitkomsten van de tests die de komende dagen worden gedaan, zal NASA
besluiten of het waarneemprogramma van Kepler moet worden afgebroken.
Maar zelfs als dat gebeurt, mag de missie een succes worden genoemd: de
satelliet heeft bijna vier jaar gewerkt en honderden
kandidaat-exoplaneten opgespoord. (EE)
→ Kepler Mission Manager Update
13 mei 2013
Sterrenkundigen hebben een exoplaneet ontdekt met behulp van een
nieuwe techniek, die gebruik maakt van subtiele relativistische
effecten. De planeet, Kepler-76b geheten, is een zogeheten 'hete
Jupiter': een gasvormige reuzenplaneet in een zeer kleine omloopbaan
rond zijn moederster.De meeste exoplaneten - planeten bij andere sterren
dan de zon - worden ontdekt doordat ze hun moederster een klein beetje
aan het wiebelen brengen, of doordat ze eens per omloop een klein beetje
sterlicht onderscheppen wanneer ze (gezien vanaf de aarde) voor hun
moederster langs bewegen.Bij de nieuwe techniek wordt het bestaan van de
planeet afgeleid uit extreem kleine helderheidsvariaties van de ster,
die door drie verschillende effecten worden veroorzaakt. Het eerste
effect volgt uit de relativiteitstheorie van Albert Einstein: wanneer de
ster, als gevolg van de zwaartekracht van de rondcirkelende planeet,
periodiek naar ons toe en van ons af beweegt, wordt hij een klein beetje
helderder en zwakker. Vanwege die 'relativistic beaming' wordt
Kepler-76b ook wel de 'Einstein-planeet' genoemd.De andere twee subtiele
helderheidseffecten worden veroorzaakt doordat de ster als gevolg van
getijkrachten van de planeet een klein beetje wordt uitgerekt, en
doordat de planeet een beetje sterlicht weerkaatst. Tijdens de
baanbeweging van de planeet zien we het stelsel vanaf de aarde steeds
vanuit een andere richting, waardoor de gemeten helderheid niet precies
constant is. Kepler-76b is 25 procent groter en ongeveer twee keer zo
zwaar als Jupiter, en beschrijft één omloop in anderhalve dag. Uit de
metingen blijkt bovendien dat er krachtige stormen waaien in de
dampkring van de planeet. (GS)
→ New Method of Finding Planets Scores its First Discovery (origineel persbericht)
9 mei 2013
De Hubble-ruimtetelescoop heeft sporen van aarde-achtige planeten
ontdekt op een onwaarschijnlijke plek: de atmosferen van een tweetal
uitgeputte sterren in een nabije sterrenhoop. Deze witte dwergen raken
'vervuild' met puin van planetoïde-achtige objecten die naar hen toe
vallen. Deze ontdekking wijst erop dat ook sterrenhopen een rijke
vindplaats van rotsachtige planeten kunnen zijn. De witte dwergen –
kleine, zwakke overblijfselen van sterren die een slag groter en
zwaarder waren dan onze zon – zijn 150 lichtjaar van ons verwijderd. Ze
maken deel uit van een bekende open sterrenhoop in het sterrenbeeld
Stier: de Hyaden. Deze sterrenhoop is, met een leeftijd van 625 miljoen
jaar, tamelijk jong. Astronomen gaan ervan uit dat alle sterren ooit
deel hebben uitgemaakt van een sterrenhoop. Maar de zoektocht naar
planeten in deze samenscholingen van sterren heeft nog niet veel
opgeleverd: van de ongeveer 800 exoplaneten die we kennen, cirkelen er
slechts vier rond sterren die deel uitmaken van een sterrenhoop. Dat kan
ermee te maken hebben dat jonge sterren veel uitbarstingen vertonen,
waardoor het moeilijk is om de subtiele schommelbewegingen te ontdekken
die door hun eventuele planeten worden veroorzaakt. Maar nu is dus in de
atmosferen van twee witte dwergen silicium ontdekt – een belangrijk
bestanddeel van vast gesteente. Dat silicium kan afkomstig zijn van
planetoïden die zich te dicht in de buurt van de beide sterren hebben
gewaagd en door de getijkrachten uit elkaar getrokken zijn. Als dat
vermoeden klopt, is de kans groot dat er rond de beide sterren planeten
zoals onze aarde hebben gecirkeld of misschien nog wel cirkelen.
Planetoïden worden immers beschouwd als de bouwstenen van rotsachtige
planeten. (EE)
→ Hubble finds dead stars "polluted" with planetary debris
9 mei 2013
Met verschillende grote telescopen in de ruimte en op aarde zijn
nieuwe metingen verricht aan het planetenstelsel van de ster HR8799. Het
gaat om vier gasvormige reuzenplaneten die zich op grote afstand van
hun moederster bevinden. Omdat het stelsel nog erg jong is, zijn de
planeten warm en relatief eenvoudig te bestuderen met
infraroodinstrumenten: HR8799 is een van de weinige stelsels waarin
exoplaneten direct zijn waargenomen en gefotografeerd.In nieuw
onderzoek, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, worden
waarnemingen van de Hubble Space Telescope en de infrarode Spitzer Space
Telescope beschreven, alsmede spectroscopische metingen die verricht
zijn met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii en de Large Binocular
Telescope in Arizona. Uit de spectra blijkt dat de atmosferen van de
vier planeten grote verschillen in samenstelling vertonen. Zo blijkt er
in sommige gevallen verrassend genoeg geen methaan (CH4) voor te komen,
terwijl er weer wel aanwijzingen zijn gevonden voor het bestaan van
ammoniak (NH3). (GS)
→ Sifting Through the Atmospheres of Far-off Worlds (origineel persbericht)
6 mei 2013
Met de Amerikaanse infraroodruimtetelescoop Spitzer zijn langdurige,
gedetailleerde waarnemingen verricht aan HAT-P-2b, een zware, gasvormige
exoplaneet die in een kleine excentrische baan rond zijn moederster
draait. De planeet behoort tot de klasse van de 'hete Jupiters'. Spitzer
heeft de planeet zes dagen achtereen bestudeerd, op verschillende
infraroodgolflengten, en kon op die manier vaststellen dat de dampkring
van de exoplaneet in ongeveer één dag opwarmt en in vier à vijf dagen
weer afkoelt als gevolg van de variërende afstand tot de moederster.
Door de grote temperatuurverschillen vertoont de atmosfeer van de
planeet veel meer dynamiek dan de dampkring van Jupiter. Ook is ontdekt
dat er tijdens de dichtste nadering tot de ster een zogeheten
inversielaag in de atmosfeer ontstaat. De resultaten zijn gepubliceerd
in The Astrophysical Journal. (GS)
→ NASA's Spitzer Puts Planets in a Petri Dish (origineel persbericht)
29 april 2013
Met de gevoelige HARPS-North-spectrograaf op de Italiaanse
Galileo-telescoop op het Canarische eiland La Palma zijn
precisiemetingen verricht aan twee exoplaneten waarvan het bestaan
eerder al werd vermoed op basis van waarnemingen van de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler. Kepler ontdekt planeten bij andere sterren via
de 'overgangstechniek': wanneer een planeet - gezien vanaf de aarde -
voor zijn moederster langs beweegt, wordt een klein beetje sterlicht
onderschept, waardoor er periodieke helderheidsdipjes optreden in het
licht van de ster. Om de massa van de planeet in kwestie te bepalen, is
het echter nodig om spectroscopische vervolgwaarnemingen te doen.De
sterren die Kepler bestudeert bevinden zich in de noordelijke
sterrenbeelden Zwaan en Lier, en kunnen alleen met spectroscopen op het
noordelijk halfrond bestudeerd worden. De vervolgwaarnemingen gebeurden
tot nu toe vooral met de SOPHIE-spectrograaf op de Haute
Provence-sterrenwacht in Frankrijk. De Europese HARPS-spectrograaf (High
Accuray Radial velocity Planet Searcher) bevindt zich op de La
Silla-sterrenwacht in Chi8li, op het zuidelijk halfrond. Sinds enige
tijd is op La Palma echter een identieke spectrograaf actief,
HARPS-North (of kortweg HARPS-N) geheten.Zowel SOPHIE als HARPS-N hebben
nu vervolgwaarnemingen verricht aan twee kandidaat-exoplaneten van
Kepler, KOI-200b en KOI-889b geheten (KOI staat voor Kepler Object of
Interest). KOI-200b blijkt iets groter maar tegelijkertijd minder zwaar
te zijn dan Jupiter; KOI-889b is even groot als Jupiter maar tien keer
zo zwaar - het is een van de zwaarste exoplaneten die tot nu toe zijn
ontdekt. Beide planeten draaien in excentrische banen rond hun
moederster, met omlooptijden van iets minder dan 7 en bijna 9 dagen;
omdat ze zich zo dicht bij hun moederster bevinden, worden ze 'hete
Jupiters' genoemd. De extreem zware KOI-889b is mogelijk op een andere
manier ontstaan dan 'gewone' exoplaneten, maar veel duidelijkheid
hierover is er nog niet. (GS)
→ Detection of two new exoplanets with Kepler, SOPHIE and HARPS-N (origineel persbericht)
18 april 2013
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler zijn drie planeten ontdekt
die slechts een slag groter zijn dan de aarde en die zich in de
zogeheten bewoonbare zone van hun moederster bevinden - het gebied
waarin er vloeibaar water kan voorkomen op het oppervlak van een
planeet.Twee planeten, Kepler-62e en Kepler-62f, bewegen in een baan
rond een ster die wat kleiner, koeler en zwakker is dan de zon. Dichter
bij de ster bevinden zich nog drie planeten, maar daar is het veel te
heet voor vloeibaar water. De derde planeet, Kepler-69c, draait - samen
met een grotere, hetere planeet - rond een ster die veel op de zon
lijkt. Deze planeet ligt aan de binnenzijde van de bewoonbare zone van
de ster.De drie planeten zijn respectievelijk 40, 60 en 70 procent
groter dan de aarde. De opbouw en samenstelling van de drie superaardes
is niet bekend, omdat alleen de afmetingen maar niet de massa's bekend
zijn. In minstens twee van de drie gevallen gaat het waarschijnlijk om
zogeheten waterwerelden: een rotsachtige planeet, gehuld in een
honderden kilometers dikke mantel van water. (GS)
→ NASA's Kepler Discovers its Smallest 'Habitable Zone' Planets to Date (origineel persbericht)
9 april 2013
Bij de ster Kappa Coronae Borealis, op ca. 100 lichtjaar afstand in
het sterrenbeeld Noorderkroon, is een stofschijf ontdekt die in stand
gehouden wordt door onderlinge botsingen van planetoïde-achtige
objecten. De vondst, verricht met de Europese infraroodruimtetelescoop
Herschel, is opmerkelijk omdat Kappa Coronae Borealis een
ster-op-leeftijd is, die zijn waterstofvoorraad vrijwel heeft opgebruikt
en zich momenteel in het subreuzen-stadium bevindt. De ster is ongeveer
anderhalf keer zo zwaar als de zon en tweeënhalf miljard jaar oud; ook
onze zon zal in de toekomst veranderen in een subreus en vervolgens in
een rode reus. Bij Kappa Coronae Borealis is minstens één zware
reuzenplaneet ontdekt; er zijn aanwijzingen voor het bestaan van een
tweede planetaire begeleider. Kennelijk heeft het planetenstelsel van de
ster de ingrijpende evolutionaire veranderingen van de moederster
overleefd. De nieuwe Herschel-waarnemingen zijn gepubliceerd in Monthlyn
Notices of the Royal Astronomical Society.De precieze structuur van de
stofschijf - een zogheten 'puinschijf', vergelijkbaar met de
planetoïdengordel of de ijzige Kuipergordel in ons eigen zonnestelsel -
is onbekend. Ook is onduidelijk wat de rol is van de planeet (of
planeten) op de ruimtelijke structuur van de stofschijf. Er wordt zelfs
rekening mee gehouden worden dat de tweede begeleider van de ster geen
planeet is maar een zogeheten bruine dwerg - een 'mislukte ster' die
onvoldoende massa heeft om kernfusiereacties van waterstof in het
inwendige op gang te brengen. (GS)
→ Retired star found with planets and debris disc (origineel persbericht)
22 maart 2013
Astronomen zijn er misschien in geslaagd om de eerste directe opname
te maken van een planeet die om twee zonnen wentelt. De vraag is echter
of het gefotografeerde object, 2MASS0103(AB)b, überhaupt wel een planeet
is. Het heeft zoveel massa, dat het ook een bruine dwerg zou kunnen
zijn – een mislukte ster dus. De foto van de planeet/dwergster werd in
november vorig jaar gemaakt met een van de vier telescopen van de
Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili. Bij een
zoektocht in de archieven doken gegevens op van de positie die het
object in 2002 had. Daaruit kan worden afgeleid dat 2MASS0103(AB)b
inderdaad om de dubbelster cirkelt en geen toevallig gefotografeerd
achtergrondobject is. 2MASS0103(AB)b draait op een afstand van ongeveer
12,5 miljard kilometer om zijn dubbele moederster. Die relatief kleine
onderlinge afstand kan erop wijzen dat het object is ontstaan uit een
schijf van stof rond de dubbelster, net als een planeet. Maar
tegelijkertijd is het minstens twaalf keer zo zwaar als de planeet
Jupiter, en dat kan betekenen dat het om een bruine dwergster gaat.
Spectroscopisch onderzoek zal moeten uitwijzen tot welke categorie
2MASS0103(AB)b behoort. Maar het is hoe dan ook een bijzonder object:
het is zo'n beetje de zwaarst mogelijke planeet of de lichtst mogelijke
ster. (EE)
→ Astrophile: Snapshot of a two-faced Tatooine world
14 maart 2013
Een van de zware, jonge exoplaneten die rond de ster HR 8799 draaien
heeft waterdamp en koolmonoxide in zijn atmosfeer, maar geen methaan.
Deze ontdekking wijst erop dat de planeet, die HR 8799c heet, is
ontstaan door een proces dat kernaccretie wordt genoemd (Science, 15
maart). Zware gasplaneten zoals HR 8799c kunnen op twee manieren
ontstaan. De eerste mogelijkheid is dat zich eerst een zware vaste kern
vormt, die vervolgens vluchtige stoffen om zich heen verzamelt:
kernaccretie – het proces dat vermoedelijk ook verantwoordelijk is
geweest voor de vorming van de planeten van ons eigen zonnestelsel. Het
alternatief is een mechanisme dat gravitationele instabiliteit heet. In
dat geval ontstaan kern en atmosfeer van de planeet tegelijkertijd.
Hoewel de atmosfeer van HR 8799c veel waterdamp bevat, is de hoeveelheid
toch iets minder dan het geval zou zijn geweest als de planeet dezelfde
samenstelling had gehad als zijn moederster. Dat wijst erop dat op het
moment dat hij zijn atmosfeer verzamelde er al het nodige water(ijs) uit
de protoplanetaire schijf rond de ster HR 8799 was verdwenen. Anders
gezegd: de atmosfeer van HR 8799c lijkt relatief laat te zijn ontstaan.
Het stelsel van HR 8799 telt nog minstens drie andere zware gasplaneten.
Uit eerder onderzoek bleek al dat de atmosferen van deze planeten
opmerkelijke onderlinge verschillen vertonen. (EE)
→ Exoplanet's spectrum hints at its origin
11 maart 2013
Astronomen hebben het planetenstelsel rond HR 8799, een ster op 128
lichtjaar van de aarde, onder de loep genomen. Daarbij is aan het licht
gekomen dat de atmosferen van de vier reuzenplaneten van de ster
opmerkelijke eigenschappen vertonen. De planeten zijn onderzocht met een
nieuw instrumentenpakket dat speciaal voor dit doel op de 5-meter
Hale-telescoop op Palomar Mountain (Californië) is geïnstalleerd.
Daarmee is het mogelijk om het felle licht van een ster af te schermen,
en het zwakke schijnsel van zijn planeten spectroscopisch te
onderzoeken. Op die manier kan worden vastgesteld welke chemische
samenstelling de atmosferen van deze planeten hebben. Bij het onderzoek
van de planeten van HR 8799 is een opvallende disbalans ontdekt in de
verhouding tussen de gassen ammoniak en methaan. Normaal gesproken
zouden de atmosferen van zulke gasreuzen sporen van beide gassen moeten
vertonen, maar dat blijkt hier niet het geval te zijn. De
planeetatmosferen bevatten methaan óf ammoniak, maar nooit een
combinatie van beide. Ook zijn de planeten roder dan verwacht, wat op de
aanwezigheid van bewolking kan wijzen. Een en ander zou te maken kunnen
hebben met de ster HR 8799 zelf. Deze is aanzienlijk zwaarder en heter
dan onze zon, en vertoont bovendien flinke uitbarstingen waarbij veel
ultraviolette straling vrijkomt. Deze factoren kunnen een grote invloed
hebben op de chemische eigenschappen van haar planeten. (EE)
→ Astronomers Conduct First Remote Reconnaissance of Another Solar System
5 maart 2013
Nieuw theoretisch onderzoek wijst erop dat grote planeten als Jupiter
en Saturnus weinig hinder hebben ondervonden van de grote, langdurige
uitbarstingen die onze jonge zon kort na haar ontstaan moet hebben
vertoond. Een pas gevormde ster is omringd door een draaiende schijf van
gas en stof. Dat gas vormt niet alleen het 'bouwmateriaal' van
planeten: ook de ster zelf put er nog regelmatig uit. Uit waarnemingen
van jonge sterren met zo'n gasschijf blijkt dat dit in hevige
uitbarstingen resulteert die ongeveer een eeuw duren. Modelberekeningen
hebben nu laten zien dat, ongeachte de manier waarop zij zijn ontstaan,
Jupiterachtige planeten niet veel last hebben van het wispelturige
gedrag van hun moederster. Zelfs als zo'n uitbarsting meer dan duizend
jaar aanhoudt, blijven de omloopbanen van zulke planeten stabiel. Ze
lopen dus geen grote kans om naar hun ster toe te spiralen of juist uit
hun planetenstelsel verbannen te worden. (EE)
→ Modeling Jupiter and Saturn’s possible origins
28 februari 2013
Waarschijnlijk hebben astronomen voor het eerst een planeet-in-wording
waargenomen die nog in een dikke circumstellaire schijf van gas en stof
genesteld zit. Indien bevestigd, zal deze ontdekking astronomen in
staat stellen om de huidige theorieën over de vorming van planeten aan
een waarneembaar object te toetsen. De mogelijke protoplaneet is ontdekt
in de schijf van gas en stof rond de jonge ster HD 100546, een relatief
nabije ster op 335 lichtjaar van de aarde. De planeet, die ontdekt is
met de Europese Very Large Telescope, zou een gasplaneet van het kaliber
Jupiter zijn. HD 100546 is een veelvuldig onderzochte ster. Eerder
waren al aanwijzingen gevonden dat er een gasplaneet omheen cirkelt op
een afstand die zes keer zo groot is als de afstand zon-aarde. De nu
ontdekte kandidaat-planeet bevindt zich in het buitengebied van het
stelsel, op een afstand die ruim tien keer zo groot is. Volgens de
huidige inzichten groeien gasplaneten aan door een deel van het gas en
stof op te nemen dat na de vorming van een ster is overgebleven. De
astronomen hebben in de schijf rond HD 100546 verschillende details
ontdekt die de protoplaneet-hypothese ondersteunen. In de buurt van de
gedetecteerde protoplaneet zijn structuren in de stofrijke
circumstellaire schijf te zien, die het gevolg kunnen zijn van
interacties tussen de planeet en de schijf. Ook zijn er aanwijzingen dat
de omgeving van de protoplaneet is opgewarmd door het
planeetvormingsproces. Maar hoewel de protoplaneet de meest
waarschijnlijke verklaring voor de waarnemingen is, is het bestaan ervan
nog niet helemaal zeker. Zo is het denkbaar (maar onwaarschijnlijk) dat
het gedetecteerde signaal afkomstig is van een achtergrondobject. Ook
is het mogelijk dat het recent ontdekte object geen protoplaneet is,
maar een volledig ontwikkelde planeet die uit zijn oorspronkelijke
omloopbaan, dichter bij de ster, is geslingerd. Als echter blijkt dat
het object bij HD 100546 inderdaad een planeet-in-wording is, wordt het
een uniek laboratorium voor het onderzoek van het planeetvormingsproces.
(EE)
→ De geboorte van een reuzenplaneet?
25 februari 2013
Zuurstof in de dampkring van een aardeachtige exoplaneet is het
gemakkelijkst op te sporen wanneer die planeet een baan beschrijft rond
een witte dwerg - een stervende ster. Dat concluderen astronomen van het
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics op basis van een
theoretisch onderzoek waarvan de resultaten gepubliceerd zijn in Monthly
Notices of the Royal Astronomical Society. Zuurstof is een zeer
reactief gas, dat alleen in grote hoeveelheden in een planeetdampkring
kan voorkomen wanneer het continu wordt 'ververst' door biologische
activiteit aan het planeetoppervlak. De detectie van zuurstof in een
planeetdampkring zou dan ook gezien worden als een zeer sterke
aanwijzing voor het bestaan van buitenaards leven. Avi Loeb en zijn
collega's rekenen nu voor dat zuurstof vrij eenvoudig te detecteren is
in de dampkring van een aardeachtige exoplaneet die een kleine
omloopbaan beschrijft rond een witte dwerg. Witte dwergen zijn de
kleine, compacte, en hete kernen van zonachtige sterren die aan het eind
van hun leven zijn gekomen en hun buitenste gasmantels de ruimte in
hebben geblazen. Wanneer een planeet gezien vanaf de aarde voor
zijn moederster langs beweegt, reist een deel van het licht van de ster
door de planeetdampkring, die daarbij een herkenbare spectroscopische
'vingerafdruk' achterlaat. Die is bij een aardeachtige planeet in een
baan rond een witte dwerg veel eenvoudiger te meten en te herkennen dan
bij een planeet die een baan beschrijft rond een gewone zonachtige ster,
aldus de onderzoekers. De vraag is natuurlijk wel of zulke
planeten voorkomen. Er zijn veel indirecte aanwijzingen dat witte
dwergen wel vergezeld worden door planeten, maar om leven te herbergen,
moet zo'n planeet in een zeer kleine omloopbaan bewegen, omdat de kleine
witte dwergster - ondanks zijn hoge temperatuur - weinig straling
produceert. Dat kan alleen wanneer de planeet naar binnen is gemigreerd
of zelfs pas is ontstaan nádat de oorspronkelijke ster zijn buitenlagen
heeft weggeblazen. (GS)
→ Future Evidence for Extraterrestrial Life Might Come from Dying Stars (origineel persbericht)
20 februari 2013
De NASA-satelliet Kepler heeft een kleine planeet ontdekt bij de ster
Kepler-37. De exoplaneet, die niet veel groter lijkt te zijn dan onze
maan, is de binnenste van in totaal drie planeten; de ster is een iets
koeler zusje van onze zon. Dat schrijven astronomen, onder wie Saskia
Hekker van de Universiteit van Amsterdam, deze week in Nature.Sinds de
ontdekking van de eerste exoplaneten is al duidelijk dat
planetenstelsels heel divers kunnen zijn: er is zelfs nog geen enkel
stelsel gevonden dat op ons eigen zonnestelsel lijkt. Tot voor kort
werden vooral grote exoplaneten opgespoord, de meeste van het formaat
van de grootste planeet van ons zonnestelsel – Jupiter. Maar de
Kepler-satelliet is speciaal ontworpen om ook kleinere planeten op te
sporen. Kepler meet continu de helderheden van 150.000 sterren. Op het
moment dat een planeet voor zijn ster langs beweegt – een zogeheten
transit of planeetovergang – neemt de helderheid van die ster een beetje
af. De vorm en tijdsduur van het dipje in de helderheid geven
informatie over de exoplaneet.Een transit geeft onder meer een indicatie
van de grootte van de planeet, maar alleen als de grootte van de ster
waar deze omheen draait bekend is. De straal van een ster kan zeer
nauwkeurig worden gemeten aan de hand van zogeheten stertrillingen –
golfbewegingen aan het steroppervlak die meetbare sporen achterlaten in
het licht dat de ster uitstraalt. Uit metingen blijkt dat de ster
Kepler-37 ongeveer een kwart kleiner is dan de zon. En daaruit volgt dat
zijn binnenste planeet, Kepler-37b, een middellijn van ongeveer 3900
kilometer heeft. Daarmee is hij ruim drie keer zo klein als de aarde en
amper groter dan de maan. Kepler-37b is de eerste exoplaneet die
astronomen hebben gevonden die kleiner is dan Mercurius, de kleinste
planeet van ons eigen zonnestelsel. Hij bestaat zeer waarschijnlijk uit
gesteente en heeft geen atmosfeer of water. Zijn ontdekking laat zien
dat de planetenstelsels bij andere sterren zowel veel kleinere als veel
grotere planeten kunnen bevatten dan ons eigen zonnestelsel. (EE)
→ Planeet kleiner dan Mercurius ontdekt rond Kepler-37
14 februari 2013
Een team van Nederlandse sterrenkundigen van de Universiteit Leiden en
SRON Netherlands Institute for Space Research heeft laten zien dat
met een nieuw type telescoop mogelijk al in de komende 25 jaar
aanwijzingen voor buitenaards leven gevonden kunnen gaan worden.
Bepaalde, door organismen uitgeademde gassen kunnen in principe worden
waargenomen in de atmosferen van exoplaneten – planeten rond andere
sterren dan onze zon. Dit idee, dat al is ontwikkeld in de jaren zestig
van de vorige eeuw, is nu gekoppeld aan een nieuwe waarnemingstechniek
die gebruik maakt van relatief goedkope flux-collectoren - grote
spiegeltelescopen die geen scherpe foto's kunnen maken, maar waarmee wel
nauwkeurige spectroscopie kan worden gedaan. Tot nu toe werd gedacht
dat zulke waarnemingen alleen met ruimtelescopen zouden kunnen worden
gedaan. De studie wordt binnenkort gepubliceerd in The
Astrophysical Journal.“De manier om zuurstof in een exoplaneetatmosfeer
te onderscheiden van die in onze eigen dampkring, is heel precies de
golflengtes van de absorptielijnen meten”, vertelt Ignas Snellen
(Sterrewacht Leiden). "Door de hoge snelheid van zo'n planeet ten
opzichte van de aarde zullen de zuurstoflijnen Doppler-verschoven zijn,
en daardoor niet samenvallen met die van onze eigen atmosfeer. Op deze
manier hoeft de telescoop niet buiten onze dampkring te zijn, wat een
enorme kostenbesparing oplevert."Het team laat zien dat zuurstof in de
dampkring van een hypothetische tweeling-aarde, gezien tegen het licht
van een rode dwergster – koeler en kleiner dan onze zon – mogelijk al
met de geplande European Extremely Large Telescope (E-ELT) gezien kan
gaan worden. Voor spectroscopische metingen van heldere sterren en hun
planeten is het echter niet nodig om een telescoop zoals de E-ELT te
bouwen die heel scherpe foto’s kan maken. Het is alleen belangrijk om
zoveel mogelijk licht op te vangen, wat kan worden gedaan met grote
telescoopspiegels van veel lagere kwaliteit, die tegen veel lagere
kosten kunnen worden vervaardigd. “Met een aantal van zulke
flux-collectoren, samen ter grootte van een paar voetbalvelden, kunnen
we een statistische studie gaan doen naar buitenaards leven op de
planeten bij onze buursterren. Er is nog een hele weg te gaan, maar dit
zou wel binnen 25 jaar moeten kunnen”, aldus Snellen.
→ Oorspronkelijk persbericht
8 februari 2013
Een internationaal team van astronomen heeft voor het eerst een
duidelijke infraroodopname gemaakt van een boog van stofdeeltjes die
zich uitstrekt over het centrale 'gat' van een stofschijf rond een jonge
ster. Het bestaan van de stofboog wijst erop dat er planeten aanwezig
zijn in het lege gebied.Veel jonge sterren zijn omringd door een schijf
van gas en stof – een overblijfsel van de gaswolk waaruit de ster zelf
is ontstaan. In zo'n schijf kunnen, door samenklontering van stof en
gas, planeten ontstaan. Als dat gebeurt, ontstaan er één of meer lege
zones in de schijf.Waarnemingen met de Subaru-telescoop op Hawaï hebben
nu laten zien dat het centrale deel van de stofschijf rond de jonge ster
J1604 niet zo leeg is als deze op het eerste gezicht lijkt. J1604 is
een zonachtige ster in een groot stervormingsgebied in het sterrenbeeld
Schorpioen, op 470 lichtjaar van de aarde. In het hart van de schijf
rond J1604 is een boogvormige structuur van stofdeeltjes ontdekt. Het
lijkt erop dat er stof vanuit het binnenste deel van de stofschijf naar
een onzichtbaar object – waarschijnlijk een planeet – in het centrale
deel stroomt. Onlangs zijn met de ALMA-submillimetertelescoop
vergelijkbare structuren, maar dan van gas in plaats van stof,
waargenomen bij een andere jonge ster. (EE)
→ Direct Infrared Image Of An Arm In Disk Demonstrates Transition To Planet Formation
8 februari 2013
Minder dan één op de miljoen planetenstelsels in de Melkweg herbergt
een intelligente beschaving. Tot die conclusie komen wetenschappers van
de universiteit van Californië te Berkeley na het 'afluisteren' van 86
sterren waar planeten omheen cirkelen. Bij geen van deze stelsels zijn
radiosignalen waargenomen die overduidelijk kunstmatig van oorsprong
zijn. De 86 sterren werden begin 2011 geselecteerd uit een lijst van
1235 kandidaat-planeten die waren opgespoord met de NASA-satelliet
Kepler. Gekozen werd voor sterren met vijf of zes mogelijke planeten, en
voor sterren met planeten met enigszins leefbare omstandigheden. Met de
grote Green Bank-radiotelescoop in Virginia werd elk van de sterren
vijf minuten afgeluisterd. Dat gebeurde in het frequentiegebied van 1,1
tot 1,9 GHz – het domein van onze mobiele telefoons en tv-zenders.Dat er
geen opmerkelijke signalen zijn ontvangen, is eigenlijk niet zo
verrassend. De meeste onderzochte sterren zijn meer dan duizend
lichtjaar van ons verwijderd, wat betekent dat alleen signalen die
opzettelijk in onze richting werden uitgezonden detecteerbaar
waren.Volgens de onderzoekers leent de steekproef zich niettemin voor
een statistische analyse. Hun berekeningen
laten zien dat er op dit moment bij minder dan één op de miljoen
sterren een planetaire beschaving bestaat die geavanceerd genoeg is om
radiosignalen uit te zenden die wij kunnen detecteren.Helemaal hopeloos
is de speurtocht naar buitenaardse beschavingen daarmee nog niet. Ons
Melkwegstelsel telt immers honderden miljarden sterren en misschien wel
een biljoen planeten. Theoretisch zouden er dus nog steeds
honderdduizenden telefonerende en tv-kijkende beschavingen kunnen zijn.
Maar de 'pakkans' lijkt erg klein. (EE)
→ Intelligent Civilizations Rarer Than One In A Million
6 februari 2013
Uit gegevens van de NASA-satelliet Kepler leiden astronomen af dat
ongeveer één op de zestien rode dwergsterren een leefbare planeet ter
grootte van de aarde heeft. Omdat rode dwergen de meest voorkomende
soort sterren zijn, zou de meest nabije leefbare planeet dus wel eens
heel dichtbij kunnen zijn.Rode dwergsterren zijn kleiner, koeler en
minder helder dan onze zon. Hoewel we vanaf de aarde niet één van deze
sterren met het blote oog kunnen zien, wemelt het ervan. Alleen al onze
Melkweg telt er naar schatting 75 miljard.Kleine, koele sterren zijn
heel geschikt voor het opsporen van planeten met behulp van de zogeheten
transitmethode. Bij deze methode, waar ook de Kepler-satelliet gebruik
van maakt, wordt gezocht naar de regelmatige helderheidsveranderingen
die een ster vertoont wanneer een om hem heen cirkelende planeet steeds
weer voor hem langs schuift. Bij een kleine ster is de hoeveelheid licht
die bij zo'n planeetovergang of 'transit' wordt tegengehouden relatief
groot. Astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
(CfA) hebben nu vastgesteld dat 95 van de rode dwergen die door Kepler
zijn waargenomen planeetovergangen vertonen. Daaruit kan worden afgeleid
dat rond zeker zestig procent van zulke sterren planeten cirkelen. De
meeste daarvan lijken echter in de verste verte niet op onze aarde. Toch
zijn in het onderzoek drie kandidaatplaneten opgedoken die qua
temperatuur en afmetingen op onze eigen planeet lijken. Statistisch
gezien betekent dit dat bij ongeveer zes procent van alle rode dwergen
een leefbare planeet ter grootte van de aarde te vinden is. En omdat
driekwart van alle nabije sterren een rode dwerg is, kan daaruit weer
worden berekend dat de meest nabije leefbare planeet waarschijnlijk niet
veel verder weg is dan dertien lichtjaar – een astronomisch
kattensprongetje. Bij temperatuur en afmetingen houden de overeenkomsten
met onze aarde overigens wel zo'n beetje op. Om leefbaar te kunnen
zijn, moet de afstand tussen planeet en ster veel kleiner zijn dan de
afstand aarde-zon. En dat heeft weer tot gevolg dat steeds dezelfde kant
van de planeet naar de ster toe is gekeerd. Alleen warmtetransport door
een dichte atmosfeer of een diepe oceaan kan dan voorkomen dat de ene
helft van de planeet onleefbaar heet en de andere helft onleefbaar koud
is. Een stevige atmosfeer is trouwens toch al van levensbelang, omdat
rode dwergsterren sterke uitbarstingen van ultravioletstraling
produceren. (EE)
→ Earth-Like Planets Are Right Next Door
4 februari 2013
Volgens Helmut Lammer van het ruimteonderzoeksinstituut van de
Oostenrijkse Academie van Wetenschappen zijn veel van de 'super-aardes'
die de afgelopen jaren bij andere sterren zijn ontdekt in werkelijkheid
'mini-Neptunussen': rotsachtige werelden die omgeven worden door een
zeer dikke waterstofrijke dampkring. Planeten die ontstaan in een
gasrijke protoplanetaire schijf kunnen veel van dat gas aan zich binden
door de zwaartekracht. Ook de dikke gasmantels van de reuzenplaneten in
ons eigen zonnestelsel zijn op die manier ontstaan. Bij de sterren
Kepler 11, Gliese 1214 en 55 Cancri blijkt dat, volgens Lammers
onderzoek, echter ook het geval te zijn voor de kleinere, lichtere
planeten die op zeer kleine afstand rond hun ster cirkelen. Deze
exoplaneten zijn een slagje groter en een paar keer zo zwaar als de
aarde, maar uit de waarnemingen blijkt dat ze door waterstofrijke
gasmantels worden omgeven.Lammer heeft nu uitgerekend dat die dikke
atmosferen weliswaar in vrij hoog tempo 'verdampen', waardoor veel
materie in de ruimte ontsnapt, maar dat dat proces niet efficiënt genoeg
is om de gasmantels volledig kwijt te raken. Bij vergelijkbare planeten
op grotere afstand van hun moederster, waar de temperatuur lager is,
lukt dat dan zéker niet.Zijn conclusie, gepubliceerd in Monthly Notices
of the Royal Astronomical Society, is dan ook dat veel 'super-aardes' in
feite 'mini-Neptunussen' zijn - en blijven. In dat geval is de kans dat
er op zo'n 'super-aarde' leven kan voorkomen veel kleiner dan tot nu
toe werd gedacht. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
30 januari 2013
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Leidse astronoom
Ewine van Dishoeck, heeft met de Herschel-ruimtetelescoop zwaar
moleculair waterstof gedetecteerd in de protoplanetaire schijf rond de
nabije ster TW Hydrae. Ze schatten het gewicht van de gasrijke schijf op
vijftig keer de massa van Jupiter – aanzienlijk meer dan de schijf van
gas en stof waaruit ons eigen zonnestelsel is ontstaan (Nature, 31
januari). Zwaar moleculair waterstof of waterstofdeuteride bestaat uit
één waterstofatoom en één deuteriumatoom – een vorm van waterstof die
tweemaal zo zwaar is als normale waterstof. Het wordt beschouwd als een
betrouwbare indicator voor het hoofdbestanddeel van de schijf:
moleculair waterstof, dat uit twee normale waterstofatomen bestaat. Het
is voor het eerst dat in een protoplanetaire schijf zwaar waterstof is
opgespoord.Een protoplanetaire schijf bestaat uit materiaal –
hoofdzakelijk waterstof, maar ook andere gassen en kleine hoeveelheden
kosmisch stof – dat rond een pasgeboren ster is achtergebleven. Dit
materiaal draait verscheidene miljoenen jaren rond de ster voordat het
tot planeten condenseert of door sterwinden wordt weggedreven. Uit de
protoplanetaire schijf rond TW Hydrae zou in de toekomst een complex
planetenstelsel kunnen ontstaan. Tot nu toe zijn zo’n vijftig
protoplanetaire schijven in detail onderzocht, maar het bepalen van hun
massa is een heikel karwei. Dat komt doordat hun voornaamste
bestanddeel, moleculair waterstof, niet rechtstreeks waarneembaar is.
Hierdoor lagen eerdere schattingen van de massa van de TW Hydrae-schijf,
gebaseerd op de detectie van veel schaarsere moleculen (zoals
koolmonoxide) of stofkorreltjes, meer dan een factor 100 uit elkaar. De
schattingen op basis van zwaar moleculair waterstof zijn veel
nauwkeuriger, omdat van metingen in ons eigen zonnestelsel goed bekend
is hoe groot het relatieve aandeel zware waterstof is. (EE)
→ Herschel weegt zware schijf rond nabije ster
29 januari 2013
Een team astronomen van Penn State University heeft de definitie van
het begrip 'leefbare zone' een beetje bijgesteld. Deze aanpassing kan
van invloed zijn op de manier waarop gezocht zal worden naar planeten
bij andere sterren waar leven mogelijk is. De leefbare zone is de gordel
rond een ster waar de temperatuur zodanig is, dat er aan het oppervlak
van planeten die zich binnen deze gordel bevinden vloeibaar water kan
bestaan. De positie van leefbare zone wordt voor een belangrijk deel
bepaald door de oppervlaktetemperatuur van de ster, maar ook door andere
factoren.Bij hun onderzoek hebben de astronomen recente bevindingen
over de eigenschappen van broeikasgassen en water in rekening gebracht –
factoren die van invloed zijn op de temperatuur van een planeet.
Daaruit volgt dat de leefbare zones iets verder van hun sterren liggen
dan tot nu toe werd aangenomen. Voor ons zonnestelsel betekent dit dat
de leefbare zone zich niet uitstrekt van 0,95 tot 1,67 astronomische
eenheid tot de zon (een astronomische eenheid is de gemiddelde afstand
aarde-zon), maar van 0,99 tot 1,7 astronomische eenheid. De aarde
bevindt zich dus verrassend dicht bij de binnenste rand van de leefbare
zone van onze zon.De nieuwe definitie heeft tot gevolg dat exoplaneten
die tot nu toe tot de 'leefbare' categorie werden gerekend, toch te heet
zijn. Omgekeerd kunnen planeten die te koud leken in bepaalde gevallen
toch leefbaar zijn. Overigens is bij het onderzoek geen rekening
gehouden met de gecompliceerde invloed die wolken op het klimaat hebben.
(EE)
→ Researchers develop model for identifying habitable zones around stars
24 januari 2013
Japanse astronomen hebben ontdekt dat het planetenstelsel van de ster
HAT-P-7 ingewikkelder in elkaar zit dan tot nu toe bekend was. In 2008
werd bij deze ster al een Jupiter-achtige reuzenplaneet ontdekt:
HAT-P-7b. En een jaar later maakten astronomen bekend dat deze planeet
tegen de rotatierichting van zijn moederster in beweegt.Die tegendraadse
baanbeweging wees er al op dat er iets bijzonders aan de hand moest
zijn. Het leek erop dat de omloopbaan van de HAT-P-7b was gekanteld,
mogelijk door de zwaartekrachtsinvloed van een andere zware planeet of
van een naburige ster. Nieuw onderzoek met de Subaru-telescoop op Hawaï
heeft nu aangetoond dat het HAT-P-7-stelsel beide bevat: een tweede
reuzenplaneet (HAT-P-7c) én een stellaire begeleider (HAT-P-7B).HAT-P-7c
veroorzaakt net als de eerder ontdekte planeet een schommelbeweging bij
zijn moederster, maar dan trager. Dat wijst erop dat hij een wijdere
omloopbaan heeft. De begeleidende ster is ontdekt op opnamen die de
afgelopen jaren van HAT-P-7 zijn gemaakt.De astronomen vermoeden dat de
zwaartekrachtsinvloed van de tweede ster heeft gezorgd voor de
baankanteling van HAT-P-7b. De tweede planeet heeft de baankanteling
versterkt en helpt deze in stand te houden. Zonder deze beide objecten
zou de tegendraadse beweging van de planeet allang weer zijn
gecorrigeerd. (EE)
→ The Origin And Maintenance Of A Retrograde Exoplanet
22 januari 2013
De Nederlandse LOFAR-radiotelescoop (Low-Frequency Array) kan wellicht
'poollicht' detecteren op planeten bij andere sterren dan de zon. Dat
concluderen onderzoekers van de Universiteit van Leicester in een
artikel in The Astrophysical Journal.Poollicht in de dampkring van de
aarde ontstaat wanneer elektrisch geladen deeltjes van de zon in botsing
komen met zuurstof- of stikstofatomen in de bovenste luchtlagen. Ook in
de atmosferen van Jupiter en Saturnus is poollicht waargenomen. Het
magnetisch veld van de planeet bundelt de geladen deeltjes; poollicht
komt alleen in een gebied rond de magnetische noord- en zuidpool
voor.Voordat de geladen deeltjes in de dampkring terechtkomen, zenden ze
echter ook radiostraling uit, doordat ze spiraalvormige bewegingen
beschrijven rond de magnetische veldlijnen. Die langgolvige,
laagfrequente radiostraling is in het geval van Jupiter decennia geleden
al voor het eerst waargenomen.Jonathan Nichols van de Universiteit van
Leicester denkt nu dat de waargenomen laagfrequente radiostraling van
sommige extreem koele dwergsterren ook op deze manier verklaard kan
worden. Bovendien rekenen hij en zijn collega's in hun publicatie voor
dat een vergelijkbaar proces moet optreden bij grote exoplaneten met een
sterk magnetisch veld.De verwachting is dat radiotelescopen zoals LOFAR
of de Indiase GMRT (Giant Meter-wave Radio Telescope) in principe in
staat moeten zijn om de laagfrequente radiostraling van dit
'exo-poollicht' te detecteren. Zulke waarnemingen kunnen extra
informatie opleveren over de betreffende planeet. (GS)
→ New evidence indicates auroras occur outside our solar system (origineel persbericht)
9 januari 2013
De heldere ster Wega in het sterrenbeeld Lier, een van de drie sterren
in de Zomerdriehoek, heeft een planetoïdengordel net als de zon. Wega
is ongeveer twee keer zo zwaar en dertig keer zo lichtsterk als de zon;
de ster staat op een afstand van ca. 25 lichtjaar. De planetoïdengordel
is ontdekt op foto's die gemaakt zijn met het PACS-instrument van de
Europese infrarood-ruimtetelescoop Herschel en in spectroscopische
metingen van de Amerikaanse Spitzer Space Telescope.De planetoïdengordel
rond Wega strekt zich uit van ca. 11 tot 14 astronomische eenheden van
de ster (1 AE is de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon, ca. 150
miljoen kilometer). Op grotere afstand, van ca. 90 tot 120 AE bevindt
zich een koudere gordel van ijzige brokstukken, vergelijkbaar met de
Kuipergordel in ons eigen zonnestelsel. De twee gordels bevatten
meer materiaal dan de overeenkomstige gordels in het zonnestelsel. Ze
zijn bovendien 3 à 4 keer zo groot in middellijn.In de lege ruimte
tussen de twee 'puingordels' van Wega bevinden zich mogelijk enkele tot
nu toe onontdekte planeten, vergelijkbaar met de reuzenplaneten Jupiter,
Saturnus, Uranus en Neptunus die zich in ons zonnestelsel tussen de
planetoïdengordel en de Kuipergordel bevinden. Bij de ster HR8799, die
ook door twee puingordels wordt omgeven, zijn die planeten daadwerkelijk
ontdekt.De aanwezigheid van stof rond Wega werd een kleine dertig jaar
geleden al ontdekt door de Nederlands-Amerikaanse Infra-Rood
Astronomische Satelliet (IRAS). De precieze verdeling van het
circumstellaire materiaal was echter nooit eerder zo gedetailleerd in
kaart gebracht.De ontdekking van de planetoïdengordel werd deze week
bekendgemaakt op de 221ste bijeenkomst van de American Astronomical
Society in Long Beach, Californië. (GS)
→ NASA, ESA Telescopes Find Evidence for Asteroid Belt Around Vega (origineel persbericht)
9 januari 2013
Nieuwe Hubble-waarnemingen van de heldere ster Fomalhaut in het
sterrenbeeld Zuidervis wijzen uit dat de merkwaardige planeet die bij
deze ster is ontdekt (Fomalhaut b) afstevent op een ontmoeting met een
brede gordel van kleine komeetachtige objecten. Fomalhaut b werd in 2004
en 2006 voor het eerst waargenomen door Hubble als een zwak, bewegend
lichtstipje binnen de ijs-, gruis- en stofschijf waardoor de ster op
grote afstand wordt omgeven. Inmiddels zijn ook in 2010 en in 2012
metingen aan de planeet verricht, waardoor de baan nauwkeuriger kon
worden bepaald. Het blijkt dat Fomalhaut b in een zeer excentrische
omloopbaan beweegt met een omlooptijd van ongeveer 2000 jaar. De
verwachting is dat de planeet over ca. twintig jaar de 'puinschijf' rond
de ster begint binnen te dringen. Aangezien die schijf tal van
komeetachtige objecten bevat, is het mogelijk dat er tegen die tijd
botsingen met kometen gaan plaatsvinden, vergelijkbaar met de botsing
van komeet Shoemaker-Levy 9 op de reuzenplaneet Jupiter in 1994. De
baanhelling van de planeet is echter niet bekend; het zou ook kunnen dat
hij boven of onder de komeetgordel beweegt.Hoe de planeet in zijn
langgerekte baan terecht is gekomen, is niet bekend. Mogelijk komen er
meer planeten in het stelsel voor, en is er in het verleden sprake
geweest van zwaartekrachtsstoringen. Een tweede planeet zou ook de
structuur van de puingordel kunnen verklaren. De nieuwe Hubble-metingen
uit 2012 zijn vandaag gepresenteerd op de 221ste bijeenkomst van de
American Astronomical Society in Long Beach. (GS)
→ Hubble Reveals Rogue Planetary Orbit for Fomalhaut b (origineel persbericht)
8 januari 2013
Een op de zes zonachtige sterren wordt vergezeld door een planeet die
ongeveer zo groot (of liever gezegd: zo klein) is als de aarde. Erik
Petigura van de Universiteit van Californië in Berkeley en Francois
Fressin van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics komen
onafhankelijk van elkaar tot die conclusie op basis van een statistische
analyse van de resultaten van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler.
Het gaat wel om planeten in kleine omloopbanen, waar de temperatuur veel
hoger is dan op aarde.Uit de analyses blijkt dat planeten talrijker
zijn naarmate de middellijn kleiner is, hoewel dat verband niet langer
opgaat voor de allerkleinste exemplaren: exoplaneten die even klein zijn
als de aarde zijn ongeveer even talrijk als planeten die een twee keer
zo grote middellijn hebben.Verder blijkt dat vrijwel alle zonachtige
sterren wel door een of meer planeten worden vergezeld, en dat kleine
exoplaneten bij elk type ster ongeveer even vaak voorkomen.De resultaten
van Petigura en Fressin zijn deze week gepresenteerd op de 221e
bijeenkomst van de American Astronomical Society in Long Beach. (GS)
→ At Least One in Six Stars Has an Earth-sized Planet
8 januari 2013
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler zijn in het afgelopen jaar
461 nieuwe exoplaneet-kandidaten ontdekt. Het totaal aantal
kandidaatplaneten is daarmee op 2740 gekomen. Het aantal
kandidaatplaneten met afmetingen kleiner dan twee keer de middellijn van
de aarde is zelfs met 43 procent toegenomen. De nieuwe Keplercatalogus
werd vandaag gepresenteerd op de 221ste bijeenkomst van de American
Astronomical Society in Long Beach. Veel planeten blijken deel uit te
maken van meervoudige stelsels.Vervolgwaarnemingen met aardse telescopen
moeten uitwijzen of de kandidaten bona fide planeten zijn.
Inmiddels is dat voor 105 exoplaneten gebeurd. Naar schatting is ca. 90
procent van alle kandidaatplaneten 'reëel'.Kepler werd in het voorjaar
van 2009 gelanceerd. De ruimtetelescoop ontdekt exoplaneten met behulp
van de 'overgangsmethode': wanneer een planeet - gezien vanaf de aarde -
voor zijn moederster langs beweegt (een zogeheten planeetovergang),
onderschept hij eens per omloop een klein beetje sterlicht. (GS)
→ NASA's Kepler Mission Discovers 461 New Planet Candidates
7 januari 2013
Astronoom Barry Welsh van de Universiteit van Californië in Berkeley
heeft bij zes sterrenaanwijzingen gevonden voor het bestaan van kometen.
Eerder waren bij vier andere sterren al kometen ontdekt; een van die
sterren (Bèta Pictoris) wordt ook vergezeld door minstens ééngrote
planeet.Kometen zijn kleine, ijzige hemellichamen die vaak in
langgerekte banen rond sterren draaien. Wanneer ze hun moederster tot op
kleine afstand naderen, verdampen ze gedeeltelijk. De vrijkomende
gassen verraden hun aanwezigheid doordat ze bepaalde golflengten van het
sterlicht absorberen.Volgens Welsh, die zijn resultaten vandaag
presenteert op de 221e bijeenkomst van de American Astronomical Society
in Long Beach, zijn exo-kometen (kometen bij andere sterrendan de zon)
misschien wel net zo talrijk als exoplaneten. Bovendien blijken ze
gemakkelijker te detecteren dan algemeen werd aangenomen. De nieuwe
waarnemingen zijn verricht met een relatief kleine telescoop op de
McDonald-sterrenwacht in Texas.De sterren waarbij de kometen zijn
ontdekt zijn jonge, heldere sterren, met een leeftijd van slechts enkele
miljoenen jaren. Ze worden omgeven door ronddraaiende schijven van gas
en stof. Algemeen wordt aangenomen dat het materiaal in zo'n
protoplanetaire schijf eerst samenklontert tot kleine objecten
(rotsachtige planetoïden en ijzige kometen), en dat die zich in een
later stadium samenvoegen tot grotere planeten. (GS)
→ Exocomets may be as common as exoplanets
7 januari 2013
Vrijwilligers die deelnemen aan het Planethunters-programma hebben
vijftien nieuwe exoplaneet-kandidaten ontdekt. Een van de vijftien is
inmiddels bevestigd als echte planeet, door vervolgwaarnemingen met de
10-meter Keck-telescoop op Hawaii.Via de website www.planethunters.org
kan iedereen in de waarnemingsgegevens van de Amerikaanse
ruimtetelescoop Kepler meezoeken naar planeten bij andere sterren. De
vijftien nieuwe exoplaneet-kandidaten zijn grote reuzenplaneten die zich
in de bewoonbare zone van hun moederster bevinden, waar de temperaturen
zodanig zijn dat er vloeibaar water zou kunnen voorkomen.Pas door
nauwkeurige vervolgwaarnemingen kan van exoplaneet-kandidaten
achterhaald worden of het inderdaad om een bona fide planeet gaat. Dat
is tot nu toe voor één van de vijftien nieuwe Planethunters-vondsten
gelukt. De gasvormige reuzenplaneet, PH2b genoemd (via Planethunters
werd eerder ook al een planeet gevonden), zou vergezeld kunnen worden
door rotsachtige manen (net zoals de planeet Jupiter in ons eigen
zonnestelsel), waarop dan oceanen van vloeibaar water kunnen
voorkomen.De nieuwe ontdekkingen worden binnenkort gepubliceerd in The
Astrophysical Journal. (GS)
→ 'Traffic jam' of moons in habitable zone
7 januari 2013
Planeten in een wijd dubbelstersysteem zijn hun leven niet zeker. Dat
blijkt uit computersimulaties van Nathan Kaib van de Northwestern
University. Op termijn kunnen zulke planeten de ruimte in geslingerd
worden.Een wijde dubbelster is een stelsel waarvan de twee afzonderlijke
sterren op een onderlinge afstand van meer dan 150 miljard kilometer
staan. In veel gevallen kan zich rond een van de twee sterren in het
stelsel (of misschien wel rond beide sterren) een planetenstelsel
vormen. Je zou denken dat zo'n stelsel weinig hinder ondervindt van de
aanwezigheid van een tweede ster op grote afstand, maar uit de
simulaties van Kaib blijkt iets heel anders.Als gevolg van
zwaartekrachtsstoringen van passerende sterren en de getijdenwerking van
ons eigen Melkwegstelsel zijn de banen van wijde dubbelsterren op de
lange termijn niet stabiel. Na honderden miljoenen of enkele miljarden
jaren kan zo'n omloopbaan - die aanvankelijk vrijwel cirkelvormig
geweest kan zijn - veranderen in een sterk excentrische baan, waarbij de
twee sterren elkaar eens per omloop op kleine afstand passeren. Een
planetenstelsel rond zo'n ster kan daarbij ingrijpend verstoord worden,
waardoor planeten de ruimte in geslingerd kunnen worden.Door in zijn
computersimulaties een hypothetische wijde dubbelsterbegeleider van
de zon toe te voegen aan ons eigen zonnestelsel, toonde Kaib aan dat
dat er in 50 procent van alle gevallen toe zou leiden dat een van de
vier reuzenplaneten (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) het
zonnestelsel uit geslingerd wordt.Kaibs resultaten zijn zondag
gepubliceerd op de website van Nature en worden maandag gepresenteerd op
de 221e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Long Beach.
(GS)
→ Wide Binary Stars Can Wreak Havoc on Planets
2 januari 2013
Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA) een cruciaal stadium in de
geboorte van reuzenplaneten waargenomen: enorme gasstromen die een
leemte in de materieschijf rond een jonge ster overbruggen. Vermoed
wordt dat zulke stromen worden veroorzaakt door grote
planeten-in-wording die gas uit hun omgeving op te slokken (Nature, 3
januari).Het onderzoek betreft de jonge ster HD 142527 in het
sterrenbeeld Wolf. Deze is omringd door een schijf van gas en kosmisch
stof – het restant van de wolk waaruit de ster is ontstaan. De
stofschijf rond HD 142527 bestaat uit twee delen, die door een lege zone
van elkaar gescheiden zijn. Vermoed wordt dat deze leemte is
schoongeveegd door pas gevormde Jupiter-achtige planeten die om de ster
cirkelen.Het binnenste deel van de schijf heeft een omtrek die
overeenkomt met de omloopbaan van Saturnus in ons eigen zonnestelsel.
Het buitenste deel begint op een veertien keer zo grote afstand van de
ster. Die ‘buitenschijf’ omringt de ster niet volledig: hij heeft de
vorm van een hoefijzer, vermoedelijk door de zwaartekrachtsinvloed van
de reuzenplaneten.De astronomen hebben ontdekt dat er op twee plaatsen
gas van de buitenschijf naar de binnenschijf stroomt. Het sterke
vermoeden bestaat dat in beide gasstromen een reuzenplaneet schuilgaat.
Zulke planeten groeien door gas uit de buitenschijf aan te trekken. Maar
het zijn nogal slordige eters: een deel van het gas schiet zijn doel
voorbij en komt in de binnenschijf terecht. (EE)
→ ALMA werpt licht op planeet-vormende gasstromen
19 december 2012
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat de ster Tau
Ceti, een van de meest nabije buren van onze zon, vijf planeten heeft.
Een van die planeten zou zich in de leefbare zone rond de ster kunnen
bevinden – de gordel rond de ster waar de omstandigheden min of meer
aangenaam kunnen zijn.Van alle enkelvoudige sterren is Tau Ceti de meest
nabije die veel op de zon lijkt. Zijn vijf planeten zijn naar schatting
twee tot zes keer zo zwaar als de aarde. Daarmee behoren ze tot de
categorie 'superaardes'. De potentieel leefbare planeet is ruwweg vijf
keer zo zwaar als onze planeet.Ondanks hun betrekkelijk kleine massa's
veroorzaken de vijf planeten kleine schommelbewegingen bij hun
moederster. Normaal gesproken zouden deze bewegingen met de huidige
instrumenten niet of nauwelijks meetbaar zijn. Maar door de gegevens van
telescopen in Chili (ESO), op Hawaï (Keck) en in Australië (AAT) met
elkaar te combineren – wat in een tweemaal zo grote meetnauwkeurigheid
resulteerde – is dat nu toch gelukt. (EE)
→ Closest single star like our Sun may have habitable planet (pdf)
5 december 2012
Astronomen hebben het jongste zonnestelsel-in-wording ontdekt dat ooit
is waargenomen. De ontdekking betreft een kleine ster op 450 lichtjaar
van de aarde, die omgeven is door een kolkende schijf van gas en stof
(Nature, 6 december).De jonge ster, die L1527 IRS wordt genoemd, heeft
nu nog vijf keer zo weinig massa als de zon, maar is nog bezig om gas
uit zijn omgeving aan te trekken. Volgens de astronomen zal hij
uiteindelijk ongeveer net zo zwaar zijn als de zon. En de schijf die hem
omringt bevat genoeg materie voor de vorming van zeven planeten ter
grootte van Jupiter.Het zonnestelsel-in-wording is hooguit 300.000 jaar
oud. Ter vergelijking: het onze is ongeveer 4,6 miljard jaar geleden
ontstaan. (EE)
→ Astronomers Discover and "Weigh" Infant Solar System
30 november 2012
Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ontdekt dat het buitenste deel van
de stofschijf rond een bruine dwerg millimeter-grote korreltjes kan
bevatten, zoals die ook in de schijven rond pasgeboren sterren
voorkomen. Deze verrassende ontdekking kan erop wijzen dat rotsachtige
planeten talrijker zijn dan gedacht.Vermoed wordt dat rotsachtige
planeten ontstaan door het willekeurig botsen en samenkleven van
aanvankelijk microscopisch kleine deeltjes in de materieschijf rond een
ster. Deze korreltjes, die kosmisch stof worden genoemd, zijn
vergelijkbaar met roet of fijn zand. Astronomen dachten dat zulke
korreltjes in de buitenste regionen rond bruine dwergen – sterachtige
objecten die te klein zijn om te stralen zoals een ster – niet kunnen
ontstaan, omdat hun schijven dun zijn en de daarin aanwezige deeltjes te
snel bewegen om na een botsing aan elkaar te blijven plakken. Ook
suggereren de huidige theorieën dat eventueel gevormde korreltjes zich
snel in de richting van de centrale bruine dwerg zouden moeten
verplaatsen. Ze zouden daardoor uit de buitenste delen van de schijf
verdwijnen en niet meer te detecteren zijn.De jonge bruine dwerg ISO-Oph
102, die deel uitmaakt van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld
Slangendrager, lijkt zich daar echter weinig van aan te trekken. De
ALMA-metingen laten zien dat zich aan de rand van zijn stofschijf wel
degelijk stofkorreltjes bevinden met afmetingen van een millimeter of
groter. Het is onduidelijk of er uit dat stof ook een complete planeet
kan ontstaan, of dat deze zich al heeft gevormd, maar de vorming van de
millimeter-grote korreltjes is wel de eerste aanzet daartoe. De
bestaande ideeën omtrent de omstandigheden waaronder deze vaste deeltjes
ontstaan moeten dus worden herzien. (EE)
→ Zelfs bruine dwergen kunnen rotsachtige planeten voortbrengen
28 november 2012
Astronomen van de Universiteit van Amsterdam en
ruimteonderzoeksinstituut SRON hebben berekend dat waterwolken op een
exoplaneet ook zijn te herkennen wanneer de planeet slechts deels met
wolken is bedekt, en zelfs als deze schuilgaan onder ijswolken. De
waterwolken zijn te herkennen aan het 'regenboogsignaal'. Dit signaal
bestaat uit weerkaatst sterlicht dat in één richting extra sterk is
gepolariseerd (Astronomy & Astrophysics).Een exoplaneet is een
planeet die niet om onze zon, maar om een andere ster draait. De
afstanden tot exoplaneten zijn zo groot dat we van verreweg de meeste
alleen de grootte en de afstand tot hun ster kennen. Om te bepalen hoe
zo'n planeet eruitziet, kunnen astronomen de eigenschappen van het door
hem weerkaatste sterlicht onderzoeken. Eén van deze eigenschappen is de
polarisatie. In gepolariseerd licht hebben de lichtgolven een
voorkeursrichting. De waterdruppels in wolken verstrooien het licht alle
kanten op, maar als een exoplaneet zich in bepaalde punten van zijn
baan bevindt, gebeurt die verstrooiing vooral onder een hoek van
ongeveer 140 graden.Ook wanneer de zon door een regenbui schijnt, en er
een regenboog ontstaat, wordt het licht op deze manier gepolariseerd.
Als je door een polarisatiefilter naar de regenboog kijkt en het filter
draait, zie je de helderheid van de regenboog veranderen. Dan blijkt dat
de helderheid van de regenboog onder één bepaalde hoek het grootst
is.Er was al eerder geopperd dat je waterwolken op exoplaneten zou
kunnen herkennen aan hun gepolariseerde regenboogsignaal. Uit de nu
gepubliceerde resultaten blijkt dat dit signaal ook te zien is als maar
een klein deel van de planeet onder zulke wolken schuilgaat, zoals bij
de aarde het geval is. Dit hebben de onderzoekers berekend door een
model van onze planeet te gebruiken met een wolkendek zoals dat is
gemeten door het MODIS-instrument van NASA’s AURA-satelliet. (EE)
→ Regenbogen op exoplaneten verraden de aanwezigheid van water
27 november 2012
Waarnemingen met de Europese infraroodsatelliet Herschel wijzen erop
dat sterren waar geen grote, Jupiter-achtige planeten omheen cirkelen,
zijn omgeven door een forse gordel van kometen. Als we mogen afgaan op
de situatie bij de sterren Gliese 581 en 61 Virginis tenminste. Rond
deze beide sterren cirkelen alleen planeten die qua grootte ergens
tussen de aarde en Neptunus in zitten. Herschel heeft rond de twee
sterren veel koud stof ontdekt, dat vermoedelijk afkomstig is van
onderlinge botsingen tussen kometen. Afgaande op de waargenomen
hoeveelheden stof zouden Gliese 581 en 61 Virginis omringd moeten zijn
door een gordel die minstens tien keer zoveel kometen bevat als de
zogeheten Kuipergordel in ons eigen zonnestelsel, voorbij de omloopbaan
van de planeet Neptunus.Vermoed wordt dat de zwaartekracht van de grote
planeten Jupiter en Saturnus 'onze' Kuipergordel zodanig in beroering
heeft gebracht, dat veel kometen al in de begintijd van het zonnestelsel
richting centrum zijn gedirigeerd. Daardoor waren de binnenste
planeten, waaronder de aarde, miljoenen jaren lang doelwit van een groot
kosmisch bombardement. Waarschijnlijk loopt het op de planeten van
Gliese 581 en 61 Virginis zo'n vaart niet: door het ontbreken van
Jupiter-achtige planeten zal de frequentie van komeetinslagen veel
geringer zijn. Maar daar kleeft ook een nadeel aan: de mildere
'kometenregen' betekent ook dat de wateraanvoer naar eventuele
'leefbare' planeten trager is. Het zou dus veel langer duren voor zich
daar een oceaan van betekenis vormt. (EE)
→ Do missing Jupiters mean massive comet belts?
22 november 2012
De mantels van de aarde en andere rotsachtige planeten bevatten veel
magnesiumoxide-houdende mineralen. Onderzoek door wetenschappers van de
Carnegie Institution of Science wijst uit dat dit magnesiumoxide een rol
kan spelen bij de vorming van magnetische velden (Science Express, 22
november).Bij het onderzoek werden kleine monsters magnesiumoxide met
behulp van laserpulsen blootgesteld aan een druk van drie tot veertien
miljoen atmosfeer (de luchtdruk op aarde) en temperaturen tot 50.000
graden. Dat komt overeen met de omstandigheden in het centrum van onze
aarde tot die in de kernen van 'superaardes' – planeten die een slag
groter zijn dan onze planeet.De onderzoeksresultaten laten zien dat
magnesiumoxide, en waarschijnlijk ook andere mineralen die we op aarde
als 'gesteenten' kennen, onder de omstandigheden in het inwendige van
een superaarde 'metallisch' worden. Magnesiumoxide gedraagt zich dan als
een vloeibaar metaal en kan, net als de huidige vloeibare metalen in de
kern van onze aarde, een magnetisch veld genereren. (EE)
→ Magnesium oxide: From Earth to super-Earth
20 november 2012
Astronomen ontdekken steeds meer planeten bij andere sterren. En zo af
en toe zit daar ook een planeet bij die zich in de 'leefbare zone' van
de ster bevindt – de gordel rond de ster waarbinnen de temperatuur op
een planeetoppervlak gematigd genoeg is om water in vloeibare vorm te
laten bestaan. Volgens astronomen uit Duitsland en de VS zijn echter
niet alle leefbare zones even geschikt voor de instandhouding van leven.
Vooral die rond witte en bruine dwergsterren lijken nauwelijks
leefbaar.Witte dwergen zijn de hete kern van stervende sterren en bruine
dwergen zijn koele 'mislukte' sterren – objecten die niet genoeg massa
hebben om middels kernfusiereacties te stralen zoals onze zon.
Theoretisch hebben ook zulke exotische sterren een leefbare zone. Maar
ze hebben ook een andere eigenschap: ze koelen af.Door die afkoeling
schuift de leefbare zone steeds dichter naar de dwergster toe. Planeten
die eerst binnen de leefbare zone lagen, worden dus al snel te koud.
(EE)
→ Can life emerge on planets around cooling stars?
19 november 2012
Het is astronomen van onder andere het Duitse Max-Planck-Institut für
Astronomie gelukt een enorme exoplaneet te fotograferen. De planeet is
bijna dertien keer zwaarder dan de zwaarste planeet in ons eigen
zonnestelsel, Jupiter.De planeet, Kappa Andromeda b, draait in een ruime
baan om de jonge ster Kappa Andromeda heen, die 2,5 keer zo zwaar is
als de zon en op ongeveer 170 lichtjaar van de aarde staat. De directe
waarneming van de planeet werd in het infrarode spectrum gedaan met de
Japanse Subaru-telescoop op Hawaï.Deze ontdekking is volgens de
astronomen belangrijk voor ons begrip van planeetvorming rond zware
sterren zoals Kappa Andromeda. Eén theorie stelde dat de grote
hoeveelheid straling van zo’n ster de vorming van zware planeten
onmogelijk zou maken. Kappa Andromeda b laat zien dat zoiets toch
mogelijk is.Het direct fotograferen van exoplaneten is een lastige klus
voor astronomen. Om een lichtzwakke planeet zichtbaar te maken moet de
grote hoeveelheid straling van de begeleidende ster geblokkeerd of weg
gefilterd worden. Zo niet, dan overschijnt de ster alle objecten in haar
directe omgeving. Vrijwel alle exoplaneten worden daarom gevonden via
indirecte meetmethodes, waarbij bijvoorbeeld naar kleine variaties in de
helderheid of het spectrum van de ster wordt gekeken. (Roel van der
Heijden)
→ Super-Jupiter im Porträt
15 november 2012
Volgens astrofysicus Konstantin Batygin staat het baanvlak van sommige
exoplaneten zo schuin op het evenaarsvlak van hun moederster, doordat
deze ster ooit een andere ster als begeleider had. Stelsels die vroeger
meer dan één ster hadden, zouden ook kunnen verklaren waarom sommige
'hete Jupiters' om hun moederster draaien in een richting die
tegengesteld is aan de draaiing van de ster zelf (Nature, 15
november).'Hete Jupiters' zijn grote, Jupiter-achtige planeten die op
zeer kleine afstand om hun ster draaien. Toen zulke planeten in 1995
voor het eerst werden ontdekt, namen astronomen aan dat zij op grotere
afstand van hun ster waren gevormd en pas later naar hun huidige banen
waren gemigreerd door de aantrekkende werking van het gas en stof rond
de ster. Die theorie viel echter aan duigen toen in 2008 werd ontdekt
dat sommige hete Jupiters in tegengestelde richting om hun ster
draaien.Die tegengestelde draairichting wordt wel toegeschreven aan de
aantrekkingskracht die andere planeten op zo'n planeet uitoefenden
terwijl deze zijn ster naderde. Volgens Batygin is er echter ook een
andere mogelijkheid: de vreemde draairichting kan het gevolg zijn van de
zwaartekrachtsinvloed van een andere ster, die inmiddels uit het
stelsel is ontsnapt.Het idee van Batygin is gebaseerd op het feit dat
veel sterren deel uitmaken van meervoudige stersystemen. Om te
onderzoeken wat de aanwezigheid van meerdere sterren voor gevolgen heeft
voor de planeten in het stelsel heeft Batygin computermodellen gemaakt.
Zijn simulaties laten zien dat de verstoringen die in zulke stelsels
optreden er inderdaad toe kunnen leiden dat planeten uiteindelijk in
tegengestelde richting om hun ster draaien. (EE)
→ Astrophysicist suggests planetary misalignment due to multiple star impact
14 november 2012
NASA-satelliet Kepler, die naar planeten bij andere sterren zoekt,
heeft zijn drieënhalf jaar durende missie volbracht. Zijn eerste missie
dan. Want de zoektocht is met nog eens maximaal vier jaar verlengd.De
afgelopen jaren zijn met Kepler meer dan 2300 planeetkandidaten
opgespoord. Tot nu toe zijn meer dan honderd van die ontdekkingen
bevestigd. De resultaten bevestigen het idee dat ons Melkwegstelsel
wemelt van de planeten: rond zeker één op de drie sterren cirkelt
minstens één planeet.De verlenging van het Kepler-onderzoek heeft vooral
tot doel om de ongeveer honderd detecties van planeetkandidaten ter
grootte van de aarde te kunnen bevestigen. Ook hopen de onderzoekers
meer planeten te ontdekken die zich in de 'leefbare zone' van hun ster
bevinden – de gordel rond de ster waar gematigde temperaturen heersen en
vloeibaar water op het planeetoppervlak kan bestaan.Kepler spoort
planeetkandidaten op door de helderheden van meer dan 150.000 sterren in
de gaten houden. Steeds als er een planeet voor een ster langs beweegt,
wordt een beetje sterlicht tegengehouden. Uit de regelmaat waarmee dat
gebeurt, kan de afstand van de planeet tot zijn ster worden afgeleid. En
de mate van helderheidsafname geeft een indicatie van de grootte van de
planeet. (EE)
→ NASA's Kepler Wraps Prime Mission, Begins Extension
14 november 2012
Franse en Canadese astronomen hebben een hemellichaam ontdekt dat zeer
waarschijnlijk een planeet is die in zijn eentje door de ruimte zwerft.
Met een afstand van ongeveer honderd lichtjaar staat de mogelijke
planeet betrekkelijk dichtbij. En doordat er in zijn omgeving geen
heldere ster te bekennen is, hebben de astronomen hem goed kunnen
onderzoeken.In de afgelopen jaren zijn al verschillende objecten ontdekt
die tot de categorie van de 'solitaire planeten' kunnen behoren. In de
meeste gevallen kan echter niet worden vastgesteld of het ook echt om
planeten gaat of om bruine dwergen – ‘mislukte’ sterren, die niet genoeg
massa hebben om de reacties op te wekken die hen doen stralen.Het nu
ontdekte object, dat de aanduiding CFBDSIR2149 heeft gekregen, lijkt
echter bij een nabije verzameling van jonge sterren te horen die
bekendstaat als AB Doradus. Als het nu ontdekte object inderdaad bij
deze groep hoort – en dus jong is – volgt daaruit dat het om een planeet
gaat die vier tot zeven keer zo zwaar als Jupiter en een temperatuur
van ongeveer 430 graden heeft. Er bestaat overigens een (kleine) kans
dat zijn connectie met de bewegende sterrenhoop op toeval berust: in dat
geval zou CFBDSIR2149 ook een bruine dwergster kunnen zijn. Solitaire
objecten kunnen zijn ontstaan als normale planeten, die later uit hun
planetenstelsel zijn geschopt, maar ook als op zichzelf staande kleine
sterren of bruine dwergen. Maar of het nu planeten zonder moederster
zijn of de kleinst mogelijke sterren, het zijn hoe dan ook intrigerende
objecten. (EE)
→ Verdwaald in de ruimte: solitaire planeet ontdekt?
9 november 2012
Door de Japanse Subaru-telescoop te richten op een schijf van gruis en
stof rond de jonge ster PDS 70, denken astronomen dat ze aanwijzingen
hebben gevonden voor meerdere planeten die rondom deze ster draaien. De
stofschijf heeft namelijk een anders niet te verklaren groot gat.Volgens
gangbare theorieën ontstaan planetenstelsels zoals ons eigen
zonnestelsel uit grote, platte stofwolken die om jonge sterren draaien.
Door de zwaartekracht kunnen delen van deze stofwolk over de loop van
miljoenen jaren samenklonteren tot planeten. Het was juist zo’n jonge
stofschijf die astronomen van het Nationale Astronomische Observatorium
van Japan en de Princeton-universiteit wilden waarnemen. Bij de 10
miljoen jaar jonge ster PDS 70 – een zonachtige ster op een afstand van
ongeveer 460 lichtjaar – zagen ze tot hun verrassing een stofschijf met
een enorm gat.Volgens de astronomen is dit enkel te verklaren als er op
die plek al meerdere planeten zijn samengeklonterd uit de schijf. Zij
zouden het aanwezige stof en gruis met hun zwaartekracht netjes hebben
opgeveegd. Geen enkele planeet, hoe zwaar ook, zou in haar eentje in
staat zijn zo veel materie naar zich toe te trekken. Momenteel proberen
de astronomen met nieuwe waarnemingen meer details van de schijf waar te
nemen. Een hele klus, want sterren overschijnen de objecten in hun
directe omging doorgaans compleet. Om dit probleem te overkomen werd
HiCIAO ontwikkeld, een apparaat dat sinds 2009 op de Subaru-telescoop is
gemonteerd en foto’s met een extra hoog contrast kan schieten van
protoplanetaire schijven. (Roel van der Heijden)
→ Discovery of a Giant Gap in the Disk of a Sun-like Star May Indicate Multiple Planets
9 november 2012
De ster 49 Ceti in het sterrenbeeld Walvis wordt al miljoenen jaren
met kometen bestookt. Tot die conclusie komen astronomen na onderzoek
van een vreemde eigenschap van de ster. De afgelopen tientallen jaren
hebben astronomen honderden sterren ontdekt die omringd zijn door een
schijf van stof. Maar slechts twee daarvan, waaronder 49 Ceti, zijn ook
omgeven door grote hoeveelheden gas – koolmonoxide om precies te zijn.De
aanwezigheid van zowel stof als gas rond een ster wordt doorgaans
gezien als een teken van jeugd. Alle sterren zijn de eerste miljoenen
jaar van hun bestaan omringd door stof en gas. Maar normaal gesproken
wordt dat gas binnen tien miljoen jaar verdreven. Behalve bij 49 Ceti
dan, een ster die ongeveer 40 miljoen jaar oud lijkt (wat vergeleken met
onze zon overigens nog heel jong is). Volgens Amerikaanse astronomen
wordt het koolmonoxidegas rond 49 Ceti aangevoerd door grote aantallen
kometen. Deze zouden afkomstig zijn van een gordel van ijsachtige
objecten, vergelijkbaar met de Kuipergordel buiten de baan van de
planeet Neptunus, die onze zon omringt. De verwachting is dat de
Kuipergordel van een jonge ster veel meer materiaal bevat dan die in ons
zonnestelsel, en dat zo'n ster heel vaak door kometen wordt getroffen.
Maar in het geval van 49 Ceti zou je beter van een 'kometenregen' kunnen
spreken. Want berekeningen laten zien dat de hoeveelheid gas rond de
ster alleen verklaarbaar is als deze elke zes seconden door een komeet
wordt getroffen. (EE)
→ Comet collisions every six seconds explain 17-year-old stellar mystery
8 november 2012
Astronomen hebben in het centrum van een opvallende planetaire nevel
een bijzondere dubbelster ontdekt. De ontdekking bevestigt een
veelbesproken theorie over het symmetrische karakter van het materiaal
dat de centrale ster de ruimte in slingert (Science, 9 november
2012).Een planetaire nevel is een gloeiende schil van gas rond een witte
dwerg – een zonachtige ster die een groot deel van zijn materie de
ruimte in heeft geblazen en zijn laatste levensfase heeft bereikt.
Fleming 1 is een prachtig voorbeeld van zo’n nevel: hij heeft opvallend
symmetrische jets die een kronkelpatroon vertonen.Astronomen
discussiëren al lang over het ontstaan van die symmetrische jets, maar
konden het maar niet eens worden. Nieuwe waarnemingen van Fleming 1,
verkregen met de Europese Very Large Telescope (VLT) in Chili,
gecombineerd met bestaande computermodellen hebben nu voor het eerst
precies laten zien hoe de soms bizarre vormen van planetaire nevels tot
stand komen.Gebleken is dat in het centrum van Fleming 1 niet één, maar
twee witte dwergen staan, die in ruim een dag om elkaar heen cirkelen.
Hoewel er meer planetaire nevels bekend zijn die een dubbelster in hun
hart hebben, zijn gevallen waarbij twee witte dwergen om elkaar heen
draaien zeer zeldzaam.Het tweetal sterren speelt een cruciale rol bij de
verklaring van de waargenomen vorm van de planetaire nevel. Terwijl de
oorspronkelijke sterren ouder werden en opzwollen, gedroeg één van hen
zich bij tijd en wijle als een stellaire vampier die zijn metgezel
uitzoog. Hierdoor stroomde er materiaal naar de ‘vampier’, waardoor zich
rond deze een zogeheten accretieschijf vormde. Door de interactie van
de om elkaar heen draaiende sterren gedroeg deze schijf zich als een
wiebelende tol – een beweging die precessie wordt genoemd. Deze beweging
heeft tot gevolg dat het materiaal dat in de vorm van 'jets' loodrecht
op de accretieschijf wordt uitgestoten niet altijd dezelfde kant op
gaat. (EE)
→ Kosmische sproeiers verklaard
1 november 2012
De planetoïdengordel tussen de banen van Mars en Jupiter zou wel eens
redelijk uniek kunnen zijn. Dat schrijven astronomen in het Britse
tijdschrift Monthly Notices. Volgens de beide wetenschappers kan dat ook
betekenen dat buitenaards leven schaarser is dan gehoopt.Aan de hand
van waarnemingen en modelberekeningen komen de astronomen tot de
conclusie dat nog geen vier procent van alle tot nu toe ontdekte
planetenstelsels een planetoïdengordel als die in ons zonnestelsel
heeft, dat wil zeggen: een compacte planetoïdengordel op relatief kleine
afstand tot de centrale ster. Dat betekent dat leefbare planeten in
verreweg de meeste gevallen met te veel dan wel te weinig planetoïden
worden bestookt.Planetoïden worden doorgaans gezien als een bedreiging
voor het leven op een planeet. Maar de inslag van een planetoïde heeft
ook zijn positieve kanten: er worden water en organische stoffen
aangevoerd, en opkomende organismen worden gedwongen om slimmere
overlevingstactieken te ontwikkelen. Een te gering aantal inslagen van
planetoïden kan dus net zo ongunstig zijn voor de ontwikkeling van leven
als een te groot aantal.Aangenomen wordt dat ligging en omvang van
'onze' planetoïdengordel grotendeels is bepaald door de planeet Jupiter.
Deze zou met zijn grote aantrekkingskracht de vorming van een extra
planeet binnen zijn omloopbaan hebben voorkomen. Volgens de astronomen
kan het bij de zoektocht naar buitenaards leven dus zinvol zijn om
vooral te letten op planetenstelsels met een reuzenplaneet die een
vergelijkbare positie ten opzichte van zijn ster inneemt als Jupiter.
(EE)
→ Asteroid belts of just the right size are friendly to life
26 oktober 2012
Een nieuwe analyse van beeldgegevens van de Hubble-ruimtetelescoop
wijst erop dat er misschien tóch een zware planeet cirkelt om de nabije
ster Fomalhaut. Uit het onderzoek blijkt dat de planeet, Fomalhaut b,
wellicht in een dichte wolk stof is gehuld.Fomalhaut is een heldere ster
in het sterrenbeeld Zuidervis, op 25 lichtjaar van de aarde. Eind 2008
kondigden astronomen aan dat er in een wijde baan rond deze ster een
planeet cirkelt. Sterker nog: ze maakten zelfs opnamen waarop een nietig
stipje bij de ster was te zien.In 2011 ontstonden er echter twijfels
over het planetaire karakter van het lichtstipje. De snelheid waarmee
het zich verplaatste, zijn sterk wisselende helderheid en de
onzichtbaarheid ervan op infraroodbeelden van de Spitzer-satelliet
trokken het bestaan van de planeet in twijfel. Het leek er eerder op dat
het object bij Fomalhaut niet meer dan een stofwolk was.Uit een nieuwe
analyse van Hubble-gegevens uit de periode 2004-2006 blijkt echter dat
de helderheid van het vreemde object helemaal niet zo sterk wisselt als
eerder het geval leek. Ook lijkt het bij nader inzien een keurige
cirkelbaan om de ster te volgen. Alleen lukt het nog steeds niet om de
vermeende planeet op infraroodbeelden terug te vinden.Dat laatste kan
echter worden verklaard door aan te nemen dat de planeet geheel in stof
is gehuld. Het lichtstipje op de Hubble-beelden zou dus niet de planeet
zelf zijn, maar het stof daaromheen. In dat geval kan Fomalhaut b worden
beschouwd als een planeet-in-aanbouw. (EE)
→ New Study Brings A Doubted Exoplanet 'Back From The Dead'
19 oktober 2012
Het Europese ruimteagentschap ESA wil in 2017 een kleine satelliet
lanceren die specifiek naar 'superaardes' gaat zoeken – planeten bij
andere sterren die een slag groter zijn dan onze planeet. De satelliet
zal daarbij gebruik maken van dezelfde methode waarmee ook de
succesvolle NASA-satelliet exoplaneten opspoort: het meten van de kleine
helderheidsdipjes die optreden als een planeet voor zijn ster langs
trekt.De nieuwe satelliet heeft de naam Cheops gekregen, een afkorting
die staat voor 'CHaracterising ExOPlanets Satellite'. Anders dan Kepler
zal hij niet grote aantallen sterren in de gaten houden, om compleet
nieuwe planetenstelsels op te sporen. Cheops wordt gericht op nabije,
heldere sterren waarbij eerder al (grotere) planeten zijn ontdekt. De
verwachting is dat bij deze sterren ook kleinere planeten te vinden
zullen zijn. (EE)
→ ESA Science Programme’s new small satellite will study super-Earths
17 oktober 2012
Europese astronomen hebben een planeet van ongeveer één aardmassa
opgespoord die rond een ster van het nabije Alfa Centauri-stelsel draait
(Nature online, 17 oktober). Alfa Centauri is een van de helderste
sterren aan de zuidelijke hemel en, met een afstand van ongeveer 4,3
lichtjaar, tevens de meest nabije buur van ons zonnestelsel. Wat we met
het blote oog als één ster zien, is in werkelijkheid een groepje van
drie sterren. Twee daarvan, de zonachtige sterren Alfa Centauri A en B,
vormen een nauwe dubbelster. Op ruime afstand van dit tweetal bevindt
zich de rode dwergster Proxima Centauri, die iets dichter bij de aarde
staat. De nu ontdekte planeet draait in een krappe baan om Alfa Centauri
B: hun onderlinge afstand bedraagt slechts zes miljoen kilometer. Zijn
omlooptijd is iets meer dan drie dagen. Ter vergelijking de afstand
tussen de zon en Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel,
is bijna tien keer zo groot, en de omlooptijd van Mercurius is ruim 58
dagen.De onwaarneembaar kleine planeet is opgespoord door de geringe
schommelbeweging die hij met zijn zwaartekrachtsaantrekking bij de ster
veroorzaakt. Deze schommelbeweging zorgt ervoor dat Alfa Centauri B
afwisselend op ons af komt en van ons weg beweegt. Het licht van de ster
wordt hierdoor een beetje blauwer, respectievelijk roder – een effect
dat met een nauwkeurige spectrograaf meetbaar is.In het geval van Alfa
Centauri B is de schommelbeweging heel klein: onder invloed van de
planeet gaat de ster met een snelheid van slechts 51 centimeter per
seconde (1,8 km/uur) heen en weer – ongeveer de snelheid van een
kruipende baby. Niet eerder zijn astronomen erin geslaagd om zo'n
geringe stellaire schommelbeweging te detecteren.Hoewel de combinatie
van een planeet ter grootte van de aarde en een ster van het type zon
sterk tot de verbeelding spreekt, zal de planeet van Alfa Centauri B
weinig overeenkomsten vertonen met onze thuiswereld. Daarvoor staat hij
veel te dicht bij zijn ster: het is er simpelweg ziedend heet. (EE)
→ Planeet opgespoord bij naburige ster
16 oktober 2012
Steeds vaker worden er meerdere planeten gedetecteerd die rondom één
ster draaien. Maar zo’n compact planetensysteem als KOI-500 hebben
sterrenkundigen nog nooit gezien. De vijf planeten in dit systeem
draaien in een schijf die een twaalfde deel van de aardbaan inneemt.De
planeten staan tevens erg dicht bij hun ster en hebben daarom extreem
korte omlooptijden. Het ‘jaar’ van de langzaamste planeet duurt 9,5
dagen, de snelste planeet voltooit een ronde om de ster in een dag.
KOI-500 is te vinden op een afstand van 1100 lichtjaar van de aarde.De
wetenschappers van de Universiteit van Florida, die bij de ontdekking
zijn betrokken, denken niet dat de planeten oorspronkelijk zo dicht bij
elkaar zaten. Waarschijnlijk zijn ze in veel ruimere banen ontstaan om
later te zijn gemigreerd naar deze ultracompacte configuratie.Het
planetaire systeem werd ontdekt met de Kepler-satelliet. Deze
ruimtetelescoop draait sinds 2009 in een baan om de aarde en houdt
continu de helderheid van zo’n 160.000 sterren in de gaten. Door de
speuren naar kleine dipjes in de helder kunnen exoplaneten ontdekt
worden. Op deze manier heeft Kepler al meer dan 2000 mogelijke planeten
gevonden. (Roel van der Heijden)
→ Ultra-Compact Planetary System Is A Touchstone For Understanding New Planet Population (via SpaceDaily)
15 oktober 2012
Het palet aan exotische exoplaneten wordt steeds rijker. Astronomen
van de Yale-universiteit hebben nu een planeet gevonden die rondom een
dubbelster draait, die op haar beurt weer een koppel vormt met een
tweede dubbelster.Op zich is het al vrij uniek dat er een planeet is
ontdekt die rondom een dubbelster draait. Er zijn slechts zes van deze
gevallen bekend. Maar geen enkel van deze dubbelsterren vormt een koppel
met een andere (dubbel)ster.PH1, zoals de nieuwe planeet is genoemd,
draait in ongeveer 138 dagen om twee sterren die een massa hebben van
respectievelijk 0,41 en 1,5 keer de massa van de zon. Ver buiten de
planeetbaan, op ongeveer 1000 keer de afstand aarde – zon, draait een
tweede paar sterren. PH1 is een zogenoemde gasreus met een diameter van
ruim zes keer die van de aarde.De planeet is de eerste die werd
geïdentificeerd met behulp van de website planethunters.org.
Telescoopdata wordt via die site naar duizenden vrijwilligers gestuurd,
die speuren naar kleine ‘dipjes’ in het licht van sterren. Die dipjes
kunnen ontstaan doordat planeten voor hun ster langs trekken. (Roel van
der Heijden)
→ Armchair astronomers find planet in four-star system
11 oktober 2012
Onderzoek door wetenschappers van de Yale-universiteit wijst erop dat
de exoplaneet 55 Cancri e voor een belangrijk deel uit diamant kan
bestaan. Eerder gingen astronomen er nog van uit dat de planeet vooral
ijzer, silicium en superheet water bevatte.55 Cancri e is ongeveer
tweemaal zo groot als de aarde en heeft een acht keer zo grote massa.
Daarmee behoort de planeet tot de 'superaardes'. Samen met vier andere
planeten draait hij om de zonachtige ster 55 Cancri, die veertig
lichtjaar van ons verwijderd is. De exoplaneet draait in een zeer krappe
baan om zijn moederster. Hierdoor is het er ziedend heet: de
oppervlaktetemperatuur wordt geschat op meer dan 2000 °C.Rechtstreekse
metingen van de samenstelling van 55 Cancri e ontbreken nog. Daarom
moeten astronomen hun toevlucht nemen tot modelberekeningen die,
uitgaande van bestaande theorieën over planeetvorming, de waargenomen
combinatie van massa en afmetingen zo goed mogelijk kunnen verklaren.
Vaak wordt daarbij gekozen voor het meest 'aardse' resultaat, dat wil
zeggen: een planeetinwendige dat veel zuurstof(verbindingen) bevat.De
Yale-wetenschappers laten echter zien dat de kenmerken van 55 Cancri e
ook verklaarbaar zijn als de planeet helemaal geen water bevat en vooral
uit koolstof (in de vorm van grafiet en diamant), ijzer en
siliciumverbindingen bestaat. In dat geval zou het diamantgehalte van
deze superaarde minstens dertig procent kunnen bedragen.Daarmee willen
de onderzoekers laten zien dat de samenstelling van superaardes wel eens
een veel grotere variatie zou kunnen vertonen dan tot nu toe werd
aangenomen. Wat de exacte samenstelling van 55 Cancri e is, zal pas
blijken als zijn atmosfeer nader onderzocht kan worden. (EE)
→ Nearby super-Earth likely a diamond planet
3 oktober 2012
Met ruimtetelescoop Herschel hebben astronomen uit onder andere België
en Nederland voor het eerst bepaald uit welke materialen de stofschijf
rondom de zeer jonge ster Beta Pictoris bestaat. Ze kwamen erachter dat
er veel overeenkomsten zijn tussen die stofschijf en kometen die we in
ons eigen zonnestelsel vinden. Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in
het tijdschrift Nature.De astronomen richtten zich specifiek op
zogenoemde olivijnkristallen in de stofschijf. Van dit materiaal bestaan
magnesium- en ijzerrijke varianten en ze worden in ons eigen
zonnestelsel onder andere teruggevonden in kometen. Uit gegevens van de
Herscheltelescoop blijkt nu dat er verrassende overeenkomsten zijn
tussen de olivijnkristallen in de stofschijf van Beta Pictoris en
kometen in ons zonnestelsel. De relatieve hoeveelheden en de positie van
magnesium- en ijzerrijk materiaal komen overeen. En dat vinden de
astronomen opvallend. Want hoewel de ster erg verschilt van onze eigen
zon (anderhalf keer zo zwaar en acht keer zo helder) lijken er in de
stofschijf dezelfde mechanismen aan het werk te zijn, die leiden tot de
waargenomen verdeling van olivijn. Beta Pictoris staat op 63 lichtjaar
van de aarde en is met haar 12 miljoen jaar nog erg jong. Zo jong zelfs
dat er uit het stof rondom de ster nog geen planeten hebben kunnen
vormen. Door naar zonnestelsels in wording te kijken kunnen astronomen
veel leren over hoe de vorming van ons eigen zonnestelsel is verlopen.
(Roel van der Heijden)
→ Comet crystals found in a nearby planetary system
14 september 2012
Astronomen hebben, voor het eerst, planeten ontdekt die rond
zonachtige sterren in een sterrenhoop draaien. Dat bewijst dat planeten
zelfs in een 'drukke' stellaire omgeving kunnen ontstaan (Astrophysical Journal Letters,
14 september).
De ontdekte planeten zijn zogeheten hete Jupiters: grote gasplaneten
die in een krappe baan om hun moederster draaien. De twee sterren in
kwestie maken deel uit van de jonge sterrenhoop M44, die ook wel
Praesepe of de Kribbe wordt genoemd. M44 is een open sterrenhoop die uit
ongeveer duizend sterren bestaat die vrijwel gelijktijdig uit één en
dezelfde gaswolk zijn geboren.
De sterren van M44 bevatten relatief veel elementen zwaarder de helium
- meer dan onze zon bijvoorbeeld. Dat maakt het waarschijnlijk dat rond
meer sterren van deze sterrenhoop planeten cirkelen. Uit eerder
onderzoek is namelijk gebleken dat zware elementen zoals silicium en
ijzer als een soort 'planetaire kunstmest' fungeren: hoe meer zware
elementen, hoe rijker de oogst aan zware gasplaneten.
Meer informatie:
First Planets Found Around Sun-Like Stars in a Cluster
PlanetQuest
11 september 2012
Bij de zoektocht naar exoplaneten gaat de aandacht vaak uit naar
planeten die in de 'leefbare zone' rond hun ster cirkelen. Verreweg de
meeste exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt bevinden zich echter
buiten die gordel van gematigde temperaturen. Maar volgens Amerikaanse
wetenschappers hoeft dat niet per se te betekenen dat die planeten echt
onleefbaar zijn.
Menig ontdekte exoplaneet volgt namelijk geen cirkelbaan, maar een
langgerekte baan die ervoor zorgt dat de afstand tot zijn moederster
sterk varieert. Dat kan bijvoorbeeld betekenen dat zo'n planeet extreem
lange, ijskoude winters kent, afgewisseld met korte, zeer hete zomers.
De onderzoekers denken dat met name microscopisch kleine organismen in
staat kunnen zijn om zulke hevige fluctuaties te overleven. Zij pleiten
er dan ook voor om het begrip 'leefbare zone' wat losser te hanteren:
dat een planeet niet geschikt is voor menselijke bewoning, zegt immers
niet veel over de overlevingskansen van korstmossen en bacteriën.
Meer informatie:
Extreme Life Forms Might be Able to Survive on Eccentric Exoplanets
Dawn
11 september 2012
In tegenstelling tot wat vaak wordt aangenomen, kunnen er ook in het
centrum van ons Melkwegstelsel planeten ontstaan. Dat beweren theoretici
van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Nature.
De hoge dichtheid aan rondzwierende sterren, de getijdenkrachten van
het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum en de enorme frequentie
aan energierijke supernova-explosies lijken de vorming van een
planetenstelsel op het eerste gezicht te bemoeilijken. Maar volgens Ruth
Murray-Clay en Avi Loeb worden ook sterren op kleine afstand van het
Melkwegcentrum omgeven door ronddraaiende schijven van gas en stof
waaruit planeten kunnen samenklonteren.
Zij baseren zich op de ontdekking, vorig jaar met de Europese Very
Large Telescope, van een langgerekte wolk van waterstof en helium die in
de richting van het centrale zwarte gat wordt getrokken en daar komende
zomer vermoedelijk geheel of gedeeltelijk in zal verdwijnen.
Aanvankelijk werd aangenomen dat het hier gaat om gas dat door
reuzensterren de ruimte in is geblazen, maar in hun publicatie maken
Murray-Clay en Loeb aannemelijk dat er sprake is van een protoplanetaire
schijf die van zijn moederster is losgerukt door de getijdenkrachten
van het zwarte gat. In dat geval kunnen veel meer sterren in het
Melkwegcentrum door zo'n protoplanetaire schijf worden omgeven, en
ontstaan er daar dus ook planetenstelsels.
Meer informatie:
Origineel persbericht
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
6 september 2012
Niet alleen de afstand van een planeet tot zijn ster, ook de chemische
samenstelling van die ster is van invloed op de leefbaarheid van de
planeet. Dat volgt uit onderzoek door wetenschappers van Arizona State
University, waarvan de resultaten in The Astrophysical Journal Letters
zijn verschenen. Volgens de wetenschappers zijn met name de elementen
koolstof, zuurstof, silicium, magnesium en natrium daarbij van groot
belang. Hoe meer van deze elementen de ster bevat, des te trager is zijn
evolutie en des te stabieler is de locatie van de 'leefbare zone' rond
de ster. Een planeet die zich binnen deze zone bevindt is niet te warm
of te koud om vloeibaar water op zijn oppervlak te kunnen hebben.
Naarmate een jonge ster ouder wordt, straalt hij meer licht en warmte
uit. Hierdoor schuift de leefbare zone langzaam naar buiten toe op. Als
de ster veel van de genoemde elementen bevat, blijft hij langer koel,
waardoor de leefbare zone langer op zijn plek blijft. En daardoor
krijgen planeten in deze zone langer de kans om leven te ontwikkelen. In
de context van ons zonnestelsel betekent dit dat als bijvoorbeeld het
zuurstofgehalte van onze zon lager was geweest, de aarde al een miljard
jaar geleden - dus vóór de ontwikkeling van complexe organismen - buiten
de leefbare zone was beland.
Meer informatie:
Stellar makeup impacts habitable zone evolution
1 september 2012
Het Europese HARPS-team heeft met een gevoelige spectrograaf op de
3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in
Chili een 'superaarde' gevonden in de bewoonbare zone van een rode
dwergster. De ster, Gliese 163, staat op ca. 50 lichtjaar afstand in het
sterrenbeeld Dorado (Goudvis). Eerder werd bij deze ster al een
reuzenplaneet gevonden (Gliese 163b) in een kleine omloopbaan met een
periode van slechts 9 dagen. De nieuwe planeet, Gliese 163c, heeft een
omlooptijd van 26 dagen en is minstens zeven keer zo zwaar en
waarschijnlijk ongeveer twee keer zo groot als de aarde. Hij ontvangt
ongeveer 40 procent meer licht en warmte van zijn moederster dan de
aarde van de zon ontvangt; de oppervlaktetemperatuur zou rond de 60
graden Celsius kunnen bedragen. De ontdekking is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.
Nieuwsbericht op The Daily Galaxy
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
29 augustus 2012
Astronomen hebben voor het eerst een dubbelster ontdekt waar meer dan
één planeet omheen cirkelt. Dat is bekendgemaakt tijdens de 28ste
algemene bijeenkomst van de Internationale Astronomische Unie in Peking.
Het resultaat wordt deze week ook in het tijdschrift Science
gepubliceerd. De ontdekking is gedaan met de NASA-satelliet Kepler, die
sterren onderzoekt op kleine regelmatige helderheidsvariaties die de
aanwezigheid van planeten verraden. Bij de dubbelster Kepler-47, die
zich op een afstand van 5000 lichtjaar bevindt, heeft dat tot de
ontdekking van twee planeten geleid. De twee sterren van Kepler-47
wentelen met een periode van ruim een week in een krappe baan om elkaar.
De ene ster lijkt op onze zon, de andere is een rode dwergster. De
binnenste van de twee planeten die om deze dubbelster heen cirkelen is
ongeveer drie keer zo groot als de aarde en heeft een omlooptijd van 49
dagen. De buitenste planeet is ruim vier keer zo groot als de aarde en
heeft een omlooptijd van 303 dagen. De ontdekking bewijst dat ook rond
dubbelsterren stabiele planetenstelsels kunnen ontstaan. Omdat de
omgeving van een dubbelster nogal chaotisch kan zijn, werd lang aan deze
mogelijkheid getwijfeld.
Meer informatie:
Kepler Discovers Planetary System Orbiting Two Suns
27 augustus 2012
Nederlandse sterrenkundigen hebben sterke aanwijzingen gevonden dat
een ver weg staande exoplaneet uit elkaar valt. Een nieuwe analyse van
waarnemingen van NASA's Kepler-satelliet laat zien dat de planeet, die
in minder dan 16 uur om zijn ster draait, wordt gehuld in grote
hoeveelheden stof die van het planeetoppervlak zijn losgekomen. De
resultaten zijn geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics.
Kepler zoekt al enkele jaren naar planeten rondom andere sterren dan
onze zon, zogeheten exoplaneten. Als zo'n exoplaneet voor zijn
moederster langs draait, verduistert hij een heel klein beetje van het
sterlicht. Door het licht van meer dan honderdduizend sterren te
monitoren kan Kepler deze zeldzame planeetovergangen opsporen, en zo de
populatie van planeten rondom andere sterren vastleggen. Onlangs heeft
Kepler een mysterieus object gevonden, met de prozaïsche naam KIC
12557548, waarbij de hoeveelheid verduisterd sterlicht sterk varieert
van de ene tot de andere overgang. Hierbij is de mogelijkheid geopperd
dan het om een planeet gaat die langzaam uit elkaar valt. Een nieuwe,
gedetailleerde analyse van de Kepler-data laat nu duidelijk zien dat
tijdens de planeetovergang het sterlicht wordt verstrooid door grote
hoeveelheden stof dat van de planeet afkomstig is.
Meer informatie:
Origineel persbericht (Nederlandstalig)
Vakpublicatie over het onderzoek
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
23 augustus 2012
Bij twee onderzoeken, gebaseerd op gegevens die met de NASA-satelliet
Kepler zijn verzameld, zijn 41 nieuwe exoplaneten ontdekt die deel
uitmaken van twintig verschillende planetenstelsels. Daarmee komt het
totale aantal planeten dat met Kepler is ontdekt boven de honderd.
Kepler spoort planeten op door 150.000 sterren voortdurend in de gaten
te houden. Als een ster min of meer regelmatige helderheidsveranderingen
vertoont, kan dat erop wijzen dat er één of meer planeten omheen
cirkelen, die vanaf de aarde gezien steeds vóór hun ster langs bewegen.
Op die manier zijn al meer dan tweeduizend 'kandidaat-planeten' ontdekt.
Al deze Kepler-ontdekkingen moeten echter nog bevestigd worden, en de
daarvoor noodzakelijke waarnemingen kosten heel veel tijd. Tot nu toe
heeft dat pas 75 zekere exoplaneten opgeleverd. Om het
bevestigingsproces wat te bespoedigen, hebben de beide onderzoeksteams
hun toevlucht genomen tot een alternatieve analysetechniek. Ze hebben
gezocht naar kleine variaties in de helderheidswisselingen die de door
Kepler aangewezen sterren vertonen: zogeheten Transit Timing Variations.
Deze variaties ontstaan als meerdere planeten om dezelfde ster draaien,
die elkaars baanbeweging beïnvloeden. Als zo'n 'TTV' wordt ontdekt, is
het niet alleen zeer waarschijnlijk dat de door Kepler waargenomen
helderheidsveranderingen aan planeetovergangen moeten worden
toegeschreven, maar ook dat er meer dan één planeet om de betreffende
ster cirkelt. De kleinste planeten die bij deze nieuwe onderzoeken zijn
ontdekt, zijn ongeveer zo groot als de aarde; de grootste zijn meer dan
zeven keer zo groot. De meeste cirkelen in zulke krappe banen om hun
moederster, dat het hete, levenloze werelden moeten zijn.
Meer informatie:
41 New Transiting Planets in Kepler Field of View
22 augustus 2012
De nabije Ster van Barnard heeft hoogstwaarschijnlijk geen leefbare
planeten. Dat volgt uit een analyse van waarnemingen van deze rode
dwergster, waarbij is gelet op de karakteristieke schommelbewegingen die
een ster met één of meer planeten zou moeten vertonen. Als zich in de
leefbare zone van de Ster van Barnard - de gordel rond de ster
waarbinnen planeten met vloeibaar water kunnen bestaan - een planeet van
enige omvang zou bevinden, zou de ster meetbaar moeten schommelen. Maar
bij een analyse van 248 nauwkeurige dopplermetingen van de ster,
verzameld over een periode van 25 jaar, zijn die schommelingen niet aan
het licht gekomen. Decennialang is gedacht dat de Ster van Barnard één
of meerdere grote planeten had. Dat was voornamelijk te danken aan de
Nederlands-Amerikaanse astronoom Peter van de Kamp, die in de jaren
zestig bekendmaakte dat hij een schommelbeweging bij deze (en enkele
andere) sterren had waargenomen. Die conclusie kon later echter worden
toegeschreven aan meetfouten. De nieuwe analyse laat zien dat áls de
Ster van Barnard al planeten heeft, deze zich ver buiten de leefbare
zone moeten bevinden. In dat geval zou de ster zo langzaam schommelen,
dat er een zeer lange waarneemperiode nodig is om dat op te merken. Ook
bestaat er nog de theoretische kans dat er planeten om de ster cirkelen
waarvan het baanvlak precies loodrecht op de gezichtslijn naar de aarde
staat. In dat specifieke geval is de schommelbeweging van de ster
namelijk niet meetbaar met dopplertechnieken.
Meer informatie:
Barnard's Star is a Barren Star
20 augustus 2012
De rode reuzenster BD+48 470, die aanzienlijk ouder is dan de zon en
elf keer zo groot in middellijn, heeft waarschijnlijk een van zijn
planeten verorberd. Dat concludeert een internationaal team van
sterrenkundigen onder leiding van Alex Wolszczan van de Pennsylvania
State University in een artikel in Astrophysical Journal Letters.
Een soortgelijk lot staat de planeten Mercurius en Venus te wachten
wanneer de zon over een paar miljard jaar zal opzwellen tot een rode
reus.
Wolszczans team onderzocht de ster met de Hobby Eberly Telescope in
Texas. De astronomen vonden twee aanwijzingen. Rond de ster blijkt een
planeet te bewegen die 1,6 keer zo zwaar is als Jupiter, maar die een
zeer excentrische baan heeft - ongebruikelijk voor planeetbanen rond
oude sterren. Die hoge baanexcentriciteit zou veroorzaakt kunnen zijn
door de zwaartekrachtsverstoringen van de planeet voordat die door de
ster werd opgeslokt. De tweede aanwijzing is het hoge lithiumgehalte in
de atmosfeer van de ster. Lithium komt bijna niet voor in het heelal, en
wordt in sterren eenvoudig vernietigd. Het lichte element kan echter
weer geproduceerd worden wanneer de ster een object ter grootte van een
planeet opslokt, zo zetten de sterrenkundigen uiteen in hun publicatie.
Meer informatie:
First Evidence Discovered of Planet's Destruction by Its Star
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
16 augustus 2012
Volgens een internationaal team van astronomen spelen metalen zoals
magnesium mogelijk een belangrijke rol bij de vorming van kleine
planeten. Die conclusie is gebaseerd op gedetailleerd onderzoek van de
spectra van meer dan duizend sterren met een telescoop van de Europese
Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili. Ruim honderd van de onderzochte
sterren hebben zware, Jupiter-achtige planeten als begeleiders, en
enkele tientallen hebben iets lichtere planeten van het kaliber
Neptunus. Uit het onderzoek blijkt dat sterren mét planeten doorgaans
relatief veel magnesium en titanium bevatten. Dat kan erop wijzen dat
deze lichte tot middelzware elementen een belangrijke rol spelen bij de
vorming van planeten, vooral wanneer het beschikbare 'basismateriaal'
betrekkelijk weinig ijzer bevatten. Naar verwachting zal dit effect bij
kleine, lichte planeten nog sterker spelen dan bij zware. Volgens de
huidige inzichten ontstaan planeten door het samenklonteren van kleine
deeltjes in de schijf restmaterie die rond een pas ontstane ster is
achtergebleven. Blijkbaar moeten die deeltjes een zekere hoeveelheid
metalen bevatten om de planeetvorming tot een goed einde te brengen.
Meer informatie:
Exoplanet hosting stars give further insights on planet formation
2 augustus 2012
Amerikaanse astronomen hebben onderzocht wat er gebeurt als een
planeet die, net als de aarde, uit gesteente bestaat, begint te
verdampen. De resultaten van het onderzoek kunnen worden gebruikt om te
voorspellen welke samenstelling de atmosfeer van zo'n planeet kan hebben
als deze op kleine afstand om zijn moederster cirkelt. Het onderzoek
richtte zich op de zogeheten superaardes - planeten die een slag groter
zijn dan de aarde, maar wel grotendeels uit gesteenten bestaan. De
afgelopen jaren zijn verscheidene superaardes ontdekt die op zó'n kleine
afstand om hun ster cirkelen, dat hun oppervlakken heet genoeg zijn om
gesteente te laten smelten. Computerberekeningen hebben nu laten zien
dat de damp die daarbij vrijkomt, voornamelijk uit stoom en kooldioxide
zal bestaan, aangevuld met kleinere hoeveelheden van andere gassen,
waaruit de mineralogische samenstelling van de planeet zelf kan worden
afgeleid. Zo zou de aanwezigheid van methaangas en ammoniak erop wijzen
dat de planeet ongeveer dezelfde samenstelling heeft als onze aarde kort
na haar ontstaan. En zwaveldioxide zou duiden op een samenstelling als
die van de planeet Venus. Bij temperaturen van meer dan 1400 graden zou
de planeetatmosfeer ook siliciummonoxide bevatten. 'Koudefronten' in
zo'n exotische atmosfeer zouden tot condensatie van dat siliciumoxide
kunnen leiden, waardoor het kiezels gaat regenen.
Meer informatie:
Vaporizing the Earth
25 juli 2012
Astronomen van een aantal Amerikaanse instituten hebben het
planetenstelsel rond de ster Kepler-30 onder de loep genomen. Dat
stelsel blijkt duidelijke overeenkomsten met ons eigen zonnestelsel te
vertonen (Nature, 26 juli). Kepler-30 is een ster op een afstand
van 10.000 lichtjaar, die net zo helder en zwaar is als onze zon. Om hem
heen draaien - voor zover bekend - drie planeten. Een nauwkeurige
analyse van gegevens van de Kepler-satelliet, waarmee deze planeten ook
ontdekt zijn, laat zien dat hun omloopbanen vrijwel in één en hetzelfde
vlak liggen. Bovendien staat de rotatie-as van de centrale ster
loodrecht op dat vlak, en draaien de planeten in dezelfde richting om
hun ster als de ster om haar as. Dat alles maakt het aannemelijk dat het
planetenstelsel van Kepler-30 op dezelfde manier is ontstaan als het
onze: door samenklontering van gas en stof in een schijf van materie die
rond de ster draaide. Overigens zijn lang niet alle planetenstelsels zo
'netjes'. Bij veel sterren zijn zware Jupiter-achtige planeten ontdekt
die maar heel weinig afstand tot hun moederster houden en de meest wilde
banen volgen. Vermoed wordt dat deze stelsels al kort na hun ontstaan
in beroering zijn gebracht doordat twee of meer grote planeten te dicht
bij elkaar kwamen.
Meer informatie:
A far-off solar system
18 juli 2012
Astronomen hebben, met behulp van de Amerikaanse infraroodsatelliet
Spitzer, een planeet buiten ons zonnestelsel ontdekt die mogelijk een
derde kleiner is dan de aarde. De kandidaat-exoplaneet, die de
aanduiding UCF-1.01 heeft gekregen, draait om een relatief nabije ster
op een afstand van 33 lichtjaar. UCF-1.01 lijkt in het geheel niet op
onze eigen planeet. De afstand tot zijn moederster, de rode dwerg GJ
436, is vijftig keer zo klein als de afstand aarde-zon. Hierdoor duurt
een 'jaar' op de planeet slechts anderhalve aardse dag. En de
temperatuur aan zijn oppervlak bedraagt zeker 600 graden. Om GJ 436
draait nog zeker één andere planeet, GJ 436b, die van het formaat
Neptunus is. In feite was deze reeds bekende planeet ook het primaire
onderzoeksobject van Spitzer. Tijdens dat onderzoek kwam het bestaan van
de veel kleinere planet UC-1.01 aan het licht. En misschien blijft het
daar niet bij: Spitzer heeft aanwijzingen gevonden dat er nóg een kleine
planeet om GJ 436 draait.
Meer informatie:
Astronomers Discover Exoplanet Neighbor Smaller than Earth
NASA'S Spitzer Finds Evidence for an Exoplanet Smaller than Earth
4 juli 2012
Australische en Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat de jonge,
zonachtige ster TYC 8241 2652 1 sinds enkele jaren veel minder
infraroodstraling uitzendt dan voorheen. Het lijkt erop dat het warme
stof waar de ster tot voor kort door omringd was plotseling is verdwenen
(Nature, 5 juli). Een verklaring voor de ongewoon snelle
verandering ontbreekt. Sterren beginnen hun leven in een wolk van gas en
stof. Kort na hun geboorte zijn ze omringd door een schijf van dat
materiaal, waaruit planeten kunnen ontstaan. Het stof in deze schijf
absorbeert de energie van het licht dat de ster uitstraalt, en zendt dat
vervolgens weer uit als warmte/infraroodstraling. Toen TYC 8241 2652 1
in 1983 met de infraroodsatelliet IRAS werd ontdekt, had zij nog een
circumstellaire schijf die veel infraroodstraling produceerde. Daar
lijkt nu echter weinig meer van over: recente waarnemingen met de
Gemini-telescoop in Chili laten zien dat de intensiteit van de
warmtestraling met een factor 30 is afgenomen. Van het aanwezige warme
stof, dat zou zijn ontstaan door botsingen tussen planeten-in-wording,
lijkt weinig meer over. Volgens de heersende inzichten is planeetvorming
een proces dat honderdduizenden, zo niet miljoenen jaren in beslag
neemt. Het lijkt dus onwaarschijnlijk dat je op een tijdschaal van
enkele jaren duidelijke veranderingen zou kunnen zien. Maar misschien
gaat planeetvorming, onder de juiste omstandigheden, wel veel sneller
dan gedacht.
Meer informatie:
Planet Forming Disk Turns Off Lights, Locks Doors…
Study in Nature sheds new light on planet formation
28 juni 2012
Astronomen hebben met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop sterke
veranderingen waargenomen in de atmosfeer van de exoplaneet HD 189733b.
Na een hevige röntgenuitbarsting van zijn moederster werd een grote
hoeveelheid atmosferisch gas de ruimte in geblazen. Het verschijnsel kon
worden waargenomen doordat HD 189733b vanaf de aarde gezien regelmatig
voor zijn ster langs beweegt. Op zulke momenten schijnt het licht van de
ster door de atmosfeer van de planeet heen. En hierbij laten de
atmosferische gassen karakteristieke donkere lijnen in het sterspectrum
achter. Zulke spectrale 'vingerafdrukken' kunnen worden gebruikt om de
chemische samenstelling van de planeetatmosfeer vast te stellen. HD
189733b is een hete, Jupiterachtige gasplaneet die op een afstand van
minder dan vijf miljoen kilometer om een ster draait die iets kleiner en
koeler is dan onze zon. Door die kleine afstand is zijn atmosfeer hoe
dan ook al bijzonder heet: 1000 °C of daaromtrent. Vorige week maakte
een ander team van astronomen echter bekend dat hun meting van de
temperatuur van de atmosfeer van HD 189733b uitkwam op 26.000 graden.
Die uitschieter werd toegeschreven aan de hevige 'zonnevlammen' die de
moederster van de planeet af en toe produceert. Bij zulke uitbarstingen
komen kolossale hoeveelheden röntgen- en ultravioletstraling vrij, die
de planeetatmosfeer sterk verhitten en doen opzwellen: de planeet
verliest dan veel meer gas dan normaal. De waarnemingen met de
Hubble-ruimtetelescoop bevestigen dit scenario. Toen HD 189733b begin
2010 voor zijn ster langs trok, was er nauwelijks iets van een atmosfeer
te bespeuren, maar vervolgwaarnemingen in 2011 gaven een volslagen
ander beeld te zien. Op dat moment stootte de planeet minstens duizend
ton gas per seconde uit. Opvallend detail: enkele uren daarvóór was met
de satelliet Swift een röntgenuitbarsting van de ster waargenomen.
Meer informatie:
Dramatic change spotted on a faraway planet
Hubble, Swift Detect First-Ever Changes in an Exoplanet Atmosphere
27 juni 2012
Dankzij een slimme nieuwe techniek zijn wetenschappers erin geslaagd
de zwakke gloed op te vangen van de exoplaneet Tau Boötis b. Hierdoor is
het voor het eerst ook gelukt om de atmosfeer van deze planeet te
onderzoeken. De wetenschappers, onder wie vier astronomen van de
Sterrewacht Leiden en één van ruimteonderzoeksinstituut SRON in Utrecht,
schrijven dat deze week in Nature. Tau Boötis b werd in 1996 als
een van de eerste exoplaneten ontdekt doordat hij een schommelbeweging
veroorzaakt bij zijn moederster. Het gaat om een 'hete Jupiter' - een
grote planeet die in een zeer nauwe baan om zijn ster draait. Het is
niet voor het eerst dat de atmosfeer van zo'n hete Jupiter onderzocht
is. Maar het is wel voor het eerst dat dit is gebeurd bij een exemplaar
dat vanaf de aarde gezien nooit voor zijn moederster langs schuift. Tot
nu toe was zo'n 'planeetovergang' een cruciale voorwaarde om de
atmosfeer van een hete Jupiter te onderzoeken: wanneer de planeet voor
zijn ster langs trekt, laat zijn atmosfeer een soort vingerafdruk achter
in het sterlicht. Omdat in het geval van Tau Boötis b het licht van de
ster van ons uit gezien nooit door de planeetatmosfeer gaat, ontbreekt
die vingerafdruk. De astronomen zijn er nu echter in geslaagd om met de
Europese Very Large Telescope wat infraroodlicht van de planeet op te
vangen. Daarbij is gebruik gemaakt van het feit dat de golflengte van
het door Tau Boötis b uitgezonden licht enigszins varieert. Dat komt
door de beweging van de planeet rond zijn moederster, die in een klein
dopplereffect resulteert. Door dit dopplereffect onderscheidt het zwakke
schijnsel van Tau Boötis b zich van andere bronnen van
infraroodstraling, zoals zijn moederster en de aardatmosfeer. Uit het
onderzoek blijkt dat de atmosfeer van Tau Boötis b koolmonoxidegas bevat
en naar boven toe kouder wordt. Dat is precies het tegenovergestelde
van de temperatuurinversie - een toename van de temperatuur met de
hoogte - die bij andere hete Jupiters is waargenomen. Met de metingen
kon voor het eerst ook de massa van Tau Boötis b nauwkeurig worden
geschat. De planeet blijkt zes keer zo zwaar te zijn als Jupiter, de
grootste planeet van ons zonnestelsel.
Meer informatie:
Een nieuwe manier om atmosferen van exoplaneten te onderzoeken
Innovative technique enables scientists to learn more about elusive exoplanet
New Planet-weighing Technique Found
21 juni 2012
De atmosfeer van de Jupiter-achtige planeet bij de ster HD 189733
verdampt aanzienlijk sneller dan verwacht. Dat blijkt uit nieuwe
metingen, die laten zien dat de temperatuur van de exoplaneet veel hoger
is dan eerder werd geschat. De in 2005 ontdekte planeet, die de
aanduiding HD 189733b heeft, draait op een afstand van minder dan vijf
miljoen kilometer om een oranje dwergster die iets minder heet is dan
onze zon. Een eerste schatting liet zien dat het buitenste deel van de
atmosfeer van de planeet een temperatuur van ongeveer 1200 graden zou
hebben. Maar directe metingen met de Hobby-Eberly Telescope in Texas
wijzen er nu op dat deze in de orde van 26.000 graden moet liggen.
Vermoed wordt dat de extreem hoge temperatuur het gevolg is van de
hevige uitbarstingen, vergelijkbaar met de zonnevlammen van onze eigen
ster, van de moederster van de planeet.
Meer informatie:
Alien Planet's Hot, Evaporating Atmosphere Revealed
Vakpublicatie
21 juni 2012
Met de NASA-satelliet Kepler zijn een rotsachtige 'superaarde' en een
hete Neptunus-achtige planeet ontdekt die, zeer dicht bij elkaar, rond
een ster op zo'n 1200 lichtjaar van de aarde draaien. Dat heeft een
internationaal team van astronomen, onder wie Saskia Hekker van de
universiteit van Amsterdam, vandaag bekendgemaakt via Science Express.
Het planetenduo cirkelt rond de ster Kepler-36a in het sterrenbeeld
Zwaan. De binnenste van de twee, Kepler-36b, is een rotsachtige planeet
die anderhalf keer zo groot is als de aarde en vierenhalf keer zo zwaar.
Hij draait in veertien dagen om zijn ster op een gemiddelde afstand van
zo'n 17,5 miljoen kilometer. De buitenste, Kepler-36c, is een gas- of
waterplaneet die 3,7 keer zo groot is als de aarde en acht keer zo
zwaar. Deze 'hete Neptunus' draait in zestien dagen rond op een afstand
van ruim 19 miljoen kilometer. De twee exoplaneten bewegen in vrijwel
hetzelfde vlak en hun kleinste onderlinge afstand bedraagt 1,9 miljoen
kilometer - slechts vijf keer de afstand aarde-maan. Nog niet eerder
zijn twee planeten ontdekt die zo weinig afstand tot elkaar houden. De
onderzoekers leiden af dat de kleinere planeet dertig procent ijzer
bevat, één procent waterstof en helium in zijn atmosfeer heeft, en niet
meer dan vijftien procent water. De grote heeft waarschijnlijk een
rotsachtige kern, gehuld in een atmosfeer van waterstof en helium. De
dichtheden van de planeten verschillen een factor acht van elkaar. Het
bestaan van dit vreemde duo is moeilijk te verklaren aan de hand van
bestaande modellen voor planeetvorming. In ons eigen zonnestelsel
bevinden de rotsachtige planeten zich dicht bij de zon, terwijl de
gasreuzen op grote afstand staan.
Meer informatie:
Planeten bij ster Kepler-36a vormen vreemd duo
Planetrise: Alien World Looms Large In Its Neighbor's Sky
Astronomers spy 2 planets in tight quarters as they orbit a distant star
Astronomers With NASA's Kepler Mission Find 'Puzzling Pair Of Planets'
13 juni 2012
Dat het opsporen van planeten bij andere sterren geen kolossale
telescoop vereist, bewijst de ontdekking van een exoplaneet met de KELT
North-telescoop in het zuiden van de Amerikaanse staat Arizona. De lens
van deze telescoop is niet groter dan die van een (dure) digitale
camera. De afkorting KELT staat dan ook voor 'Kilodegree Extremely
Little Telescope'. Met deze 'mini-telescoop' is een Jupiter-achtige
planeet ontdekt die om de heldere ster HD 42176 in het sterrenbeeld
Voerman wentelt. De exoplaneet heeft de aanduiding Kelt-2Ab gekregen.
Een tweede bijzondere ontdekking van de KELT-telescoop is die van een
opgezwollen bruine dwerg - een 'mislukte' ster - die niet veel groter is
dan de planeet Jupiter, maar ongeveer 27 keer zo zwaar. Dit object,
KELT-1b, draait in een zeer krappe baan om een ster in het sterrenbeeld
Andromeda. Zijn omlooptijd bedraagt slechts dertig uur. Dat de beide
objecten niet eerder zijn opgespoord, heeft er vooral mee te maken dat
andere (grotere) telescopen ontworpen zijn om naar lichtzwakke sterren
te kijken. De KELT-telescopen - er staat er ook een in Zuid-Afrika -
houden juist sterren in de gaten die te fel stralen voor grote
telescopen. De KELT-onderzoekers nemen deze sterren frequent waar en
proberen op die manier regelmatige helderheidsvariaties te ontdekken.
Zo'n 'helderheidsdipje' treedt op als er vanaf de aarde gezien een
planeet of bruine dwerg voor de heldere ster langs beweegt.
Meer informatie:
'Extremely little' telescope discovers pair of odd planets
13 juni 2012
Tot nu toe werd gedacht dat planeten vooral ontstaan bij sterren die
relatief veel elementen zwaarder dan helium bevatten. Maar nieuw
onderzoek door Europese en Amerikaanse astronomen laat zien dat met name
de kleinere planeten bij allerlei soorten sterren kunnen ontstaan -
zelfs bij sterren die weinig zware elementen bevatten (Nature, 14
juni). Er zijn inmiddels enkele duizenden planeten ontdekt die om een
andere ster dan de zon wentelen. Van veel van deze 'exoplaneten' is de
grootte vrij goed bekend. Daarbij is een klasse van planeten ontdekt -
de zogeheten 'superaardes' - die slechts enkele keren zo groot zijn als
onze aarde. De astronomen hebben onderzocht of er een verband bestaat
tussen de aanwezigheid van zulke 'kleine' planeten en de chemische
samenstelling van de ster waar ze omheen draaien. Bij de veel grotere
gasachtige exoplaneten lijkt zo'n verband inderdaad te bestaan: die zijn
vooral waargenomen bij sterren die veel elementen zwaarder dan helium
bevatten. Maar bij de superaardes komt het blijkbaar niet zo nauw. Uit
een spectroscopische analyse van de sterren van 226 veelal kleine
planeten blijkt dat deze ook kunnen ontstaan bij sterren die geringere
hoeveelheden zware elementen bevatten. Dat betekent dat sterren met
kleine planeten waarschijnlijk eerder regel dan uitzondering zijn in ons
Melkwegstelsel.
Meer informatie:
Planets can form around different types of stars
Alien Earths Could Form Earlier than Expected
31 mei 2012
Krachtige uitbarstingen op de ster HD189733 oefenen een grote invloed
uit op de dampkring van de zware reuzenplaneet die er in een kleine
omloopbaan omheen draait. Die planeet, HD189733b geheten, is twintig
procent zwaarder dan Jupiter, en staat zó dicht bij zijn moederster dat
hij langzaam maar zeker verdampt. De komeetachtige staart van
weggeblazen gas die op die manier ontstaat is jaren geleden al ontdekt,
maar sterrenkundigen van de Universiteit van Texas in Austin hebben nu
ontdekt dat het waterstofgas in deze 'planeetstaart' extreem heet is.
Dat doet vermoeden dat de dampkring van de planeet in hevige mate
beïnvloed en verhit wordt door 'zonnevlammen' aan het oppervlak van de
ster. De metingen zijn verricht met de Hobby-Eberly Telescope in Texas
en gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Meer informatie:
Astronomers Probe 'Evaporating' Planet Around Nearby Star with Hobby-Eberly Telescope
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
18 mei 2012
Bij de oranje dwergster KIC 12557548 is een mogelijke planeet ontdekt
die op zo'n kleine afstand om zijn ster draait, dat hij bezig is om te
verdampen. Waarnemingen met de NASA-satelliet Kepler wijzen erop dat het
object, dat waarschijnlijk ongeveer tweemaal zo klein is als de aarde,
een lange staart van fijn gruis achter zich aan sleept. De planeet en
zijn staart veroorzaken onregelmatige veranderingen in de helderheid van
de 1500 lichtjaar verre ster. De omlooptijd van de kleine planeet
bedraagt slechts vijftien uur - een van de kortste omlooptijden die ooit
gemeten zijn. Dat betekent dat hij in zo'n krappe baan om zijn
moederster draait, dat hij tot een temperatuur van ongeveer tweeduizend
graden wordt verhit. Bij zo'n hoge temperatuur smelt en verdampt het
gesteente aan het oppervlak. En dat verdampte gesteente zou de bron van
het staartmateriaal zijn. Als deze interpretatie van de metingen juist
is, zal de planeet niet zo heel lang meer bestaan. Volgens de ontdekkers
zou hij binnen 100 miljoen jaar geheel uit elkaar zijn gevallen.
Meer informatie:
Newfound exoplanet may turn to dust
16 mei 2012
Sommige sterren produceren bij tijd en wijle enorme uitbarstingen,
waarbij de zonnevlammen van onze eigen ster magertjes afsteken. Tot nu
toe dachten astronomen dat deze 'supervlammen' het gevolg waren van
magnetische interacties tussen de ster en een grote Jupiter-achtige
planeet die daar op geringe afstand omheen cirkelt. Maar gegevens van de
NASA-satelliet Kepler laten zien dat zonachtige sterren geen
reuzenplaneet nodig hebben om supervlammen te produceren (Nature,
16 mei). Astronomen van de universiteit van Kyoto hebben met behulp van
Kepler de helderheidsfluctuaties van 83.000 zonachtige sterren
bestudeerd. Daarbij namen zij in de loop van vier maanden bij 148 van
deze sterren in totaal 365 supervlammen waar. De sterren waarbij dat
gebeurde vertonen ook omvangrijke 'zonnevlekken', wat wijst op grote
magnetische activiteit. Maar grote planeten lijken deze sterren niet te
hebben. Dat hoeft niet te betekenen dat de theorie van de magnetische
interactie direct al de prullenmand in kan. Op de eerste plaats bestaat
er geen goed alternatief voor en bovendien hoeft de veroorzaker niet per
se een grote planeet te zijn: een kleintje in een nóg krappere
omloopbaan voldoet ook. En het opsporen van kleine planeten is nu
eenmaal veel moeilijker dan de detectie van een reuzenplaneet van het
kaliber Jupiter.
Meer informatie:
Stellar superflares' trigger challenged
10 mei 2012
Met de Kepler-satelliet, die naar planeten buiten ons zonnestelsel
speurt, is een nieuw planetenstelsel met minstens drie planeten ontdekt.
Opmerkelijk gegeven: één van de drie planeten is niet rechtstreeks
waarneembaar. Hij verraadt zijn bestaan slechts doordat hij de
baanbeweging van een naburige, wél waarneembare planeet verstoort (Science,
11 mei). De drie planeten draaien om de zonachtige ster KOI-872. Twee
ervan bewegen vanaf de aarde gezien tijdens elke omloop voor hun
moederster langs, waardoor deze met tussenpozen een kleine
helderheidsafname lijkt te vertonen. Het zijn deze 'helderheidsdipjes'
die Kepler in staat stellen om planeten op te sporen. Normaal gesproken
vinden zulke helderheidsdipjes plaats met de regelmaat van een klok.
Maar bij de planeet KOI-872b, die een omlooptijd van bijna 34 dagen
heeft, komen ze soms bijna een uur te vroeg of te laat. Die grote
variatie wijst erop dat de planeet onder invloed staat van de
zwaartekracht van een forse soortgenoot die klaarblijkelijknooit voor
zijn ster langs trekt. Berekeningen laten zien dat de niet-waarneembare
planeet, die de aanduiding KOI-872b heeft gekregen, ongeveer zo zwaar is
als de planeet Saturnus en een omlooptijd van 57 dagen heeft. De derde
planeet van het stelsel is maar ruim anderhalf keer zo groot als de
aarde en heeft een omlooptijd van iets minder dan zeven dagen.
Meer informatie:
Unseen planet revealed by its gravity
8 mei 2012
Met NASA's infraroodsatelliet Spitzer is voor het eerst licht van een
relatief kleine planeet buiten ons zonnestelsel waargenomen. De planeet,
die om de nabije ster 55 Cancri draait en zelf 55 Cancri e wordt
genoemd, is onleefbaar heet. 55 Cancri is twee keer zo groot en acht
keer zo zwaar als onze planeet, maar kleiner dan een reuzenplaneet als
Neptunus. Hij valt daarmee in de categorie van de 'superaardes'. Het was
astronomen al gelukt om, met Spitzer en andere telescopen, te
onderzoeken hoe het licht van 55 Cancri verandert wanneer de planeet
voor deze ster langs schuift. Nu is echter ook rechtstreeks het
infraroodlicht van de planeet zelf waargenomen. Uit de waarneming blijkt
onder meer dat zijn oppervlak donker is en dat de temperatuur aan de
dagzijde kan oplopen tot meer dan 1700 graden. Vermoed wordt dat 55
Cancri e het restant is van een Neptunus-achtige reuzenplaneet, waarvan
een groot deel is 'weggekookt'.
Meer informatie:
NASA's Spitzer Sees the Light of Alien 'Super Earth'
7 mei 2012
Planetenstelsels die zware gasvormige reuzenplaneten in kleine
omloopbanen bevatten - zogeheteh 'hete Jupiters' - bevatten geen
leefbare aarde-achtige planeten. Die conclusie trekt een team van
astronomen onder leiding van Alan Boss van het Carnegie Institution for
Science in Washington in een artikel in de Proceedings of the National Academies of Sciences.
De eerste exoplaneten die vanaf 1995 zijn ontdekt, waren bijna
allemaal hete Jupiters. Vermoedelijk gaat het om reuzenplaneten die op
grotere afstand van hun moederster zijn ontstaan, maar al snel na hun
geboorte naar binnen migreerden. Pas later, onder andere door de
ruimtetelescoop Kepler, werden er ook planetenstelsels ontdekt waarin
kleine, aarde-achtige planeten voorkomen in de bewoonbare zone van hun
moederster.
Boss en zijn collega's hebben nu bij 63 planetenstelsels met hete
Jupiters gezocht naar de aanwezigheid van kleinere, aarde-achtige
planeten. Voor het bestaan daarvan werden geen aanwijzingen gevonden. In
stelsels met 'warme Jupiters' (gasreuzen op iets grotere afstanden van
hun moederster) en 'hete Neptunussen' (lichtere gasplaneten op kleine
afstand van hun ster) werden wél aanwijzingen gevonden voor het bestaan
van kleinere, lichtere planeten.
De voorlopige conclusie luidt dat de migratie van Jupiter-achtige
reuzenplaneten een pasgeboren planetenstelsel zo sterk kan verstoren dat
eventuele kleinere, aarde-achtige planeten het stelsel uit geslingerd
worden.
Meer informatie:
Looking for Earths by Looking for Jupiters
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
3 mei 2012
Astronomen van de universiteit van Warwick (Engeland) hebben vier
witte dwergsterren ontdekt die omgeven zijn door het stof van voormalige
planeten die qua samenstelling op de aarde leken. Het lijkt erop dat de
sterren bezig zijn om dit restmateriaal op te slokken. Witte dwergen
zijn de compacte overblijfselen van sterren zoals onze zon die aan het
eind van hun bestaan zijn gekomen. Als de brandstof in de kern van zo'n
ster opraakt, zwelt hij op tot een 'rode reus' die zijn buitenlagen ten
slotte wegblaast. Hierdoor blijft in feit alleen de kern van de
oorspronkelijke ster over. Uit waarnemingen met de
Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat het stof rond vier witte dwergen rijk
is aan zuurstof, magnesium, ijzer en silicium - de vier elementen die
ongeveer 93 procent van de massa van onze aarde voor hun rekening nemen.
Daarbij komt nog dat het waargenomen materiaal, net als de aarde en de
overige rotsachtige planeten in ons zonnestelsel, extreem weinig
koolstof bevat. Dat vormt een aanwijzing dat deze sterren minstens één
rotsachtige exoplaneet hebben gehad, die nu verwoest is. Wat zich in de
vier planetenstelsels precies heeft afgespeeld, is gissen. Een mogelijk
scenario is dat de banen van de aanwezige planeten tijdens het
rodereuzenstadium van de sterren zodanig zijn gedestabiliseerd, dat het
tot catastrofale botsingen tussen planeten onderling kwam.
Meer informatie:
Four white dwarf stars caught in the act of consuming 'earth-like' exoplanets
2 mei 2012
Japanse astronomen hebben een stofschijf rond een andere ster ontdekt
die opmerkelijk veel kwarts (een kristallijne siliciumverbinding) bevat.
Het gaat om de ster HD 15407A, op 180 lichtjaar afstand in het
sterrenbeeld Perseus. Uit waarnemingen met de Japanse infraroodkunstmaan
AKARI bleek al dat de ster omgeven moet worden door een stoffige
schijf. Metingen met de Amerikaanse Spitzer Space Telescope wezen uit
dat de schijf ongeveer 100 biljoen ton kwarts moet bevatten,
geconcentreerd op een afstand van ongeveer 150 miljoen kilometer van de
ster - de afstand tussen de zon en de aarde.
Dergelijke stofschijven ontstaan door onderlinge botsingen van
zogeheten planetesimalen - de eerste samenklonteringen van materie in
een protoplanetaire schijf. Planetesimalen vormen de bouwstenen van
planeten. Omdat het stof rond HD 15407A zoveel kwarts bevat, moeten de
planetesimalen rond de ster ook kwartsrijk zijn. Dat doet vermoeden dat
zich rond deze ster aardachtige planeten hebben gevormd - ook in de
mantel van de aarde komt veel kwarts voor.
De nieuwe metingen zijn op 20 april gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters.
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
26 april 2012
In persberichten over nieuwe ontdekkingen van planeten buiten ons
zonnestelsel wordt vaak met de term 'levensvatbaar' geschermd. Dat zou
de indruk kunnen wekken dat de ontdekking van buitenaards leven voor de
deur staat. Maar volgens Edwin Turner en David Spiegel van de
Princeton-universiteit is dat idee eerder gebaseerd op optimisme dan op
wetenschappelijk bewijs. Turner en Spiegel hebben, op basis van wat we
nu weten, een analyse gemaakt van de kans dat er leven op een planeet
ontstaat. Volgens de beide astrofysici is het idee dat onder aardse
omstandigheden leven kan of zal ontstaan nauwelijks onderbouwd. En wat
er aan bewijs is, is niet veel meer dan een extrapolatie van wat bekend
is over het ontstaan van leven op de jonge aarde. Het is volgens Turner
en Spiegel dus heel goed mogelijk dat de aarde een zeldzame uitzondering
is, waar het leven ongewoon snel tot wasdom kwam. En als dat zo is, is
de kans dat de gemiddelde 'aardse' planeet leven herbergt gering. Daar
kan ook het zoveelste persbericht over een 'mogelijk levensvatbare'
planeet weinig aan veranderen.
Meer informatie:
Expectation of extraterrestrial life built more on optimism than evidence
17 april 2012
Een planeet die zijn moederster is kwijtgeraakt, kan soms door een
andere ster worden 'geadopteerd'. Dat blijkt uit computersimulaties die
op 20 april gepubliceerd worden in The Astrophysical Journal. De
simulaties zijn uitgevoerd door Hagai Perets van het
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en de Nederlandse astronoom
Thijs Kouwenhoven, verbonden aan Peking University.
Door zwaartekrachtsstoringen van andere planeten in hetzelfde stelsel
kan een planeet soms de ruimte in geslingerd worden. Zulke 'verweesde'
planeten zijn naar schatting minstens zo talrijk als sterren. In jonge,
compacte sterrenhopen kunnen de stellaire weesjes echter geadopteerd
worden door nieuwe ouders: ze worden 'ingevangen' door andere sterren.
Perets en Kouwenhoven berekenen dat 3 tot 6 procent van de sterren in
een jonge sterrenhoop wordt vergezeld door zo'n adoptieplaneet.
Kenmerkend voor de geadopteerde planeten is dat ze in zeer wijde en
vaak sterk gehelde banen rond hun 'pleegmoederster' draaien - in veel
gevallen op afstanden die honderden tot duizenden keren zo groot zijn
als de afstand van de aarde tot de zon.
Adoptieplaneten zijn nog nooit ontdekt. Wel werd in 2006 een
merkwaardig stelsel gevonden van twee reuzenplaneten die een baan om
elkaar heen beschrijven. Ook zo'n merkwaardige dubbelplaneet kan zijn
ontstaan door het 'invang-mechanisme'.
Meer informatie:
Some Stars Capture Rogue Planets
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
12 april 2012
De nog in aanbouw zijnde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
(ALMA), onderdeel van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili,
heeft voor een grote doorbraak gezorgd in het onderzoek van een nabij
planetenstelsel-in-wording. Met ALMA hebben astronomen ontdekt dat de
planeten die om de ster Fomalhaut cirkelen veel kleiner moeten zijn dan
oorspronkelijk werd gedacht. De ontdekking is te danken aan nieuwe
scherpe opnamen van de ring van stof rond de ster, die op ongeveer 25
lichtjaar van de aarde staat. De opnamen tonen aan dat zowel de binnen-
als de buitenrand van de dunne stofschijf heel scherp begrensd is. In
combinatie met computersimulaties brengt dit de astronomen tot de
conclusie dat de stofdeeltjes binnen de ring worden gehouden door de
zwaartekrachtswerking van twee planeten - een die zich dichter bij de
ster bevindt dan de schijf en een daarbuiten. Hun berekeningen geven ook
een indicatie van de waarschijnlijke grootte van de beide planeten:
groter dan Mars, maar niet groter dan een paar keer de aarde. Dat is
veel kleiner dan astronomen voorheen dachten. Het ALMA-onderzoek laat
zien dat de breedte van de ring ongeveer 16 keer zo groot is als de
afstand zon-aarde en ongeveer zeven keer zo dun als breed - smaller en
dunner dan eerder werd gedacht. De afstand van de ring tot Fomalhaut is
ongeveer 140 keer de afstand zon-aarde. Ter vergelijking: in ons
zonnestelsel is de afstand van Pluto tot de zon ongeveer 40 keer de
afstand zon-aarde.
Meer informatie:
ALMA ontdekt hoe nabij planetenstelsel in elkaar zit
11 april 2012
Andere planetenstelsels zijn net zo 'plat' als het onze. Dat blijkt
uit een statistische analyse van de banen van exoplaneten door een team
van Europese astronomen. De onderzoekers hebben gekeken naar
planetenstelsels rond sterren die op de zon lijken, zoals die zijn
ontdekt met de HARPS-spectrograaf van de ESO-sterrenwacht op La Silla
(Chili) en de NASA-satelliet Kepler. Deze beide instrumenten sporen
planeten op compleet verschillende wijze op. HARPS meet de
schommelbewegingen die sterren ondergaan als er planeten omheen
cirkelen, Kepler betrapt planeten die vanaf de aarde gezien toevallig
tijdens elke omloop voor hun moederster langs trekken. Als Kepler
afwisselend meer dan één planeet voor een ster langs ziet schuiven,
betekent dat per definitie dat de omloopbanen van deze planeten vrijwel
in hetzelfde vlak moeten liggen. Bij HARPS is dat niet het geval: als
een stelsel met diverse planeten wordt ontdekt, zouden hun omloopbanen
theoretisch dus onder allerlei hoeken kunnen staan. Dat laatste lijkt
echter niet het geval te zijn. De astronomen hebben computersimulaties
uitgevoerd waarbij aan de planeetbanen in de stelsels die HARPS heeft
opgespoord alle mogelijk verschillende hoeken zijn toegewezen.
Vervolgens is berekend in hoeveel gevallen dat tot planeetovergangen zou
leiden die Kepler kan waarnemen. Uit de statistische analyse blijkt dat
het door Kepler waargenomen aantal meervoudige planeetovergangen alleen
verklaarbaar is als de omloopbanen in de gevonden planetenstelsels zo
goed als in hetzelfde vlak liggen. Dat versterkt het idee dat planeten
binnen één en dezelfde materieschijf rond een ster ontstaan. Bovendien
heeft het er alle schijn van dat er niet vaak verstoringen optreden die
ervoor zorgen dat planeten in banen terechtkomen die schuin op het
hoofdvlak staan.
Meer informatie:
Study On Extrasolar Planet Orbits Suggests That Solar System Structure Is The Norm;
11 april 2012
Nieuwe opnamen van de infraroodsatelliet Herschel laten zien dat de
schijf van stof en gruis rond de jonge ster Fomalhaut extreem dynamisch
is. De metingen van het stof in de schijf suggereren dat hij bestaat uit
'pluizige' samenklonteringen van stofkorreltjes die uit talrijke
komeetbotsingen zijn voortgekomen. Wanneer rond een ster een
planetenstelsel ontstaat, klontert niet al het aanwezige materiaal in de
protoplanetaire schijf samen tot planeten. Uiteindelijk kunnen er
gebieden ontstaan die louter door kleinere objecten worden bevolkt,
zoals planetoïden en kometen. In ons eigen zonnestelsel kennen we twee
van die gebieden: de planetoïdengordel tussen de banen van de planeten
Mars en Jupiter, en de Kuipergordel, een rijk reservoir van kometen
buiten de baan van Neptunus. Vooral in het beginstadium van een
planetenstelsel-in-wording botsen deze kleinere objecten veelvuldig.
Deze aanvaringen leveren grote hoeveelheden stofkorreltjes op, die
terechtkomen in een schijf van stof en gruis. De nabije, jonge ster
Fomalhaut heeft een van de opvallendste stofschijven die ooit zijn
waargenomen. In 2005 ving de Hubble-ruimtetelescoop voor het eerst licht
op van de stofschijf. En nu heeft een team onder leiding van de
Leuvense astronoom Bram Acke met Herschel voor het eerst op infrarood en
sub-millimetergolflengten naar de stofschijf gekeken. Tot het
onderzoeksteam behoren ook de astronomen Carsten Dominik (UvA/Radboud
Universiteit) en Michiel Min (UvA). Door de Herschel- en Hubble-gegevens
te combineren, hebben de astronomen ontdekt dat het stof in Fomalhauts
schijf zich als kleine deeltjes gedraagt in termen van emissie en
absorptie, maar het licht verstrooit zoals grote deeltjes dat doen. Een
vorm van stof die deze eigenschappen combineert, bestaat uit pluizige
opeenhopingen - grote samenklonteringen van kleine stofdeeltjes met
grote lege ruimtes ertussen. Zulke pluizige structuren komen ook in ons
zonnestelsel voor: ze worden veroorzaakt door botsingen van kometen.
Meer informatie:
Herschel fotografeert tweelingbroertje van de Kuipergordel
Herschel spots comet massacre around nearby star
7 april 2012
De ster HD10180, op ca. 130 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld
Kleine Waterslang, heeft mogelijk negen planeten - meer dan er in ons
eigen zonnestelsel voorkomen. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van
meetgegevens die verkregen zijn met de Europese HARPS-spectrograaf op de
3,6-meter telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht op La
Silla.
Uit de gecompliceerde wiebelingen die de ster beschrijft, was eerder
al afgeleid dat er minstens zes en misschien zeven planeten rond de ster
draaien. Een daarvan is slechts veertig procent zwaarder dan de aarde.
In een artikel dat binnenkorte gepubliceerd wordt in Astronomy and Astrophysics
zijn de HARPS-meetgegevens nu opnieuw geanalyseerd door Mikko Tuomi van
de Universiteit van Hertfordshire in het Verenigd Koninkrijk. Volgens
die nieuwe analyse cirkelen er geen zes of zeven planeten rond de ster,
maar negen. De twee nieuw ontdekte planeten, beide in zeer kleine
omloopbanen, zouden massa's van 1,9 en 5,1 aardmassa's hebben.
Sinds Pluto in augustus 2006 door de Internationale Astronomische
Unie werd gedegradeerd tot dwergplaneet, telt ons eigen zonnestelsel nog
maar acht planeten. HD10180 (een ster die overigens veel op de zon
lijkt) zou dan nu de recordhouder zijn.
Artikel op Discovery News
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
3 april 2012
Astronomen van de Universiteit van Californië in Santa Cruz hebben
een exoplaneten-app voor de iPhone en de iPad ontwikkeld rond alle
ontdekkingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. Met behulp van
de app kunnen alle exoplaneten en planetenstelsels die door Kepler zijn
ontdekt uitvoerig worden bekeken en bestudeerd. Ook de baanbewegingen
van de exoplaneten worden in beeld gebracht. De gebruiker kan ook
experimenteren met de samenstelling van de planeet, om te onderzoeken
welke relatieve verhoudingen van metalen, gesteenten en gassen in
overeenstemming zijn met de Kepler-waarnemingen. De app, Kepler Explorer
geheten, is gratis te downloaden in de app-store.
Meer informatie:
Origineel persbericht (Engelstalig)
Kepler Explorer in de app-store
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
28 maart 2012
Onderzoek met de HARPS-spectrograaf van de 3,6-meter telescoop van de
Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili laat zien dat er in de
leefbare zone rond vier op de tien rode dwergsterren rotsachtige
planeten rondcirkelen die een slag groter zijn dan de aarde. Omdat
alleen al in onze Melkweg ongeveer 160 miljard van die rode dwergen
telt, moet het aantal leefbare 'superaardes' dus in de tientallen
miljarden lopen. Statistisch gezien zullen een stuk of honderd daarvan
binnen dertig lichtjaar van de zon te vinden zijn. De leefbare zone van
een ster is de gordel waarbinnen de temperatuur aan het oppervlak van
een planeet zodanig is, dat er vloeibaar water kan voorkomen. Bij onze
zon ligt die gordel uiteraard rond de aardbaan, op 150 miljoen kilometer
van de zon; bij rode dwergsterren, die minder warmte uitstralen, ligt
de gordel veel dichter bij de ster. De schatting van het aantal leefbare
superaardes (planeten die één tot tien keer zo zwaar zijn als de aarde)
is gebaseerd op onderzoek van ruim honderd rode dwergen. Bij deze
sterren zijn negen superaardes opgespoord, waarvan zich twee binnen de
leefbare zones van de sterren Gliese 581 en Gliese 667 C bevinden. Omdat
HARPS lang niet alle planeten kan 'zien', zal het werkelijke aantal
leefbare superaardes bij rode dwergen aanzienlijk groter zijn. De
astronomen komen uit op een schatting van ongeveer 41 procent. Of er op
die planeten ook werkelijk leven is, is hoogst twijfelachtig. Rode
dwergen staan namelijk bekend om hun hevige uitbarstingen van UV- en
röntgenstraling. Op de afstand van hun leefbare zone hebben die
'stralingsbaden' een funeste uitwerking.
Meer informatie:
Miljarden rotsachtige planeten in de leefbare zones rond rode dwergen in de Melkweg
27 maart 2012
Bij een ster op 375 lichtjaar van de aarde zijn twee Jupiter-achtige
planeten ontdekt. Zo'n ontdekking is al bijna geen nieuws meer, maar in
dit geval is er toch wel iets bijzonders aan de hand. De ster waar de
beide exoplaneten omheen draaien, HIP 11952, bevat naar de huidige
maatstaven weinig elementen zwaarder dan helium en heeft een geschatte
leeftijd van om en nabij de 13 miljard jaar. Het planetenstelsel is bij
toeval ontdekt bij een onderzoek van 'metaalarme' sterren - de
astronomische term voor sterren die weinig zware elementen bevatten.
Tijdens dat onderzoek bleek dat HIP 11952 een schommelbeweging vertoont
die kenmerkend is voor de zwaartekrachtsaantrekking van planeten.
Aangenomen wordt dat planeten vrijwel gelijktijdig of kort na de
geboorte van een ster worden gevormd, in feite uit de restanten van de
gaswolk waaruit de ster zelf ontstond. In dit geval dus uit 'metaalarm'
materiaal. En dat is opmerkelijk, want zelfs gasplaneten als Jupiter
bestaan voor een groot deel uit zware elementen. Toch hoeft
waarschijnlijk niet de hele sterrenkunde op de schop om het bestaan van
deze stokoude planeten te verklaren. Want HIP 11952 mag dan honderd keer
zo weinig zware elementen bevatten als onze zon, 13 miljard jaar
geleden behoorde de ster daarmee juist tot de metaalrijkste sterren. Het
lijkt daarmee aannemelijk dat het planeetvormingsproces bij de ster wat
langer heeft geduurd dan bij de zon, die 8 miljard jaar later ontstond.
Maar echt ondenkbaar was planeetvorming indertijd niet.
Meer informatie:
A planetary system from the early Universe
Most Ancient, 'Impossible' Alien Worlds Discovered
Oldest Alien Planets Discovered to Date
22 maart 2012
Zeven jaar geleden ontdekten astronomen voor het eerst een ster die
met een snelheid van enkele miljoenen kilometers per uur ons
Melkwegstelsel verlaat. Deze ontdekking riep de vraag op of iets
dergelijks ook met planeten zou kunnen gebeuren. Nieuw onderzoek laat
zien dat deze vraag bevestigend kan worden beantwoord. Zulke planeten
kunnen zelfs nóg grotere snelheden bereiken - tot wel 50 miljoen
kilometer per uur oftewel bijna drie procent van de lichtsnelheid. Deze
hypersnelle planeten zouden op dezelfde manier ontstaan als de
hypersnelle sterren. Als een dubbelster zich dicht in de buurt van een
superzwaar zwart gat in het centrum van de Melkweg waagt, worden de
beide sterren door de zwaartekracht uit elkaar getrokken. Het resultaat
is dat de ene ster door het zwarte gat wordt ingevangen, terwijl de
andere wordt weggeslingerd. Bij het nieuwe onderzoek hebben de
wetenschappers gekeken naar wat er gebeurt als er dicht om beide sterren
één of twee planeten cirkelen. Computersimulaties laten zien dat de
ontsnappende ster zijn planeten dan gewoon bij zich kan houden. Maar de
planeten van de ingevangen ster worden met enorme kracht de
interstellaire ruimte in geslingerd. In de meeste gevallen bereikt zo'n
ontsnapte planeet een snelheid van 10 tot 15 miljoen kilometer per uur.
Onder ideale omstandigheden zou de planeet echter een aanzienlijk hogere
snelheid kunnen meekrijgen. Met de huidige instrumenten kunnen zulke
hypersnelle planeten overigens niet worden waargenomen. Daarvoor zijn ze
te zeldzaam, te donker en te ver weg.
Meer informatie:
Planet Starship: Runaway Planets Zoom at a Fraction of Light-Speed
19 maart 2012
In planetenstelsels rond andere sterren blijken reuzenplaneten zoals
Jupiter en Saturnus bepaalde gebieden te mijden, en juist voorkeur te
vertonen voor andere gebieden, op andere afstanden van de moederster.
Astronomen van het Amerikaanse Lunar and Planetary Laboratory en van de
Universiteit van Leicester in het Verenigd Koninkrijk hebben ontdekt hoe
dat komt. Ze presenteerden hun theorie vandaag op de 43ste Lunar and
Planetary Science Conference in Texas, en publiceren er binnenkort over
in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Planeten klonteren samen uit protoplanetaire schijven van gas en stof
rond pasgeboren sterren. Die schijven staan echter bloot aan zogeheten
'stralingsverdamping': de energierijke straling van de jonge ster blaast
het lichte materiaal van de schijf de ruimte in. Computersimulaties
laten echter zien dat die stralingsverdamping slechts in een bepaalde
zone invloed heeft op de schijf. Op kleinere afstanden wordt het gas
weliswaar heel heet, maar laat het zich minder gemakkelijk wegblazen,
doordat de zwaartekracht van de ster daar sterker is. Op grotere
afstanden is de zwaartekrachtsgreep van de ster weliswaar veel zwakker,
maar wordt het gas niet meer heet genoeg om te ontsnappen.
Afhankelijk van de massa van de ster ontstaat er volgens de
onderzoekers dan ook een lege zone in de schijf op een afstand van een
paar honderd miljoen kilometer. Reuzenplaneten die door wrijving in de
resterende protoplanetaire schijf langzaam maar zeker naar binnen
bewegen, kunnen die lege zone niet 'oversteken', en zullen zich
daarbuiten als het ware 'ophopen'. (De zware exoplaneten die op héél
kleine afstand van hun moederster zijn ontdekt, moeten dat
migratieproces in een eerder stadium al hebben voltooid.)
De onderzoekers verwachten dat planetenjagers zoals de
Kepler-ruimtetelescoop in de toekomst steeds meer stelsels zullen
ontdekken waarin reuzenplaneten te hoop zijn gelopen op een afstand van
een paar honderd miljoen kilometer van hun moederster.
Meer informatie:
Some Orbits More Popular than Others
Vakpublicatie over het onderzoek
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
13 maart 2012
Metingen van de Europese infraroodsatelliet Herschel laten zien dat
de materieschijf rond de merkwaardige bruine dwergster 2M1207 nog genoeg
'bouwmateriaal' bevat voor een paar planeten van het kaliber Jupiter.
De waarneming kan meer inzicht geven in het ontstaan van deze
'gasreuzen'. Bruine dwergen worden ook wel mislukte sterren genoemd:
anders dan planeten kunnen ze wel wat energie produceren door middel van
kernfusie, maar anders dan sterren houden ze dat niet lang vol. Net als
volwaardige sterren zijn sommige bruine dwergen omringd door een schijf
van gas en stof, en enkele hebben zelfs een grote gasplaneet als
begeleider. Zo ook 2M1207: al in 2004 bleek dat er om deze bruine dwerg
een ongeveer vijf Jupitermassa's zware planeet cirkelt. Volgens de
huidige inzichten kan zo'n gasreus op verschillende manieren ontstaan.
Het 'standaardscenario' schrijft voor dat zich door samenklontering van
stofdeeltjes eerst een rotsachtige kern vormt, die vervolgens gas om
zich heel verzamelt. Volgens een alternatief model valt de
circumstellaire schijf onder zijn eigen gewicht in kleinere stukken
uiteen, die vervolgens samentrekken tot 'protoplaneten' die zich
uiteindelijk tot volwaardige planeten ontwikkelen. De nieuwe
Herschel-waarnemingen lijken het tweede scenario te steunen. Bekend was
al dat vorming van een rotsachtige kern veel langer zou duren dan de
geschatte leeftijd van 2M1207. En nu is ook vastgesteld dat de
materieschijf rond de bruine dwerg groot en zwaar genoeg is om tot
fragmentatie over te gaan. Er bestaat echter nog een derde mogelijkheid:
de bruine dwerg en zijn planeet kunnen ook gelijktijdig zijn gevormd.
In dat geval zou het 2M1207-stelsel als het ware een mislukte dubbelster
zijn.
Meer informatie:
Herschel's new view on giant planet formation
2 maart 2012
Wetenschappers van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler hebben een
nieuwe catalogus gepubliceerd met gegevens van maar liefst 2321
kandidaat-exoplaneten bij 1790 sterren. Kepler werd drie jaar geleden
gelanceerd; de ruimtetelescoop houdt ruim 150.000 sterren continu in de
gaten en speurt naar planeten die eens per omloop voor hun ster langs
bewegen en daarbij een klein beetje licht onderscheppen.
In februari 2011 werd al een catalogus met 1235 kandidaat-planeten
gepubliceerd. De nieuwe catalogus telt ruim duizend nieuwe kandidaten,
waaronder ruim tweehonderd planeten die qua grootte vergelijkbaar zijn
met de aarde, of zelfs iets kleiner. Bij 365 sterren zijn twee of meer
kandidaat-planeten gevonden; in totaal zijn nu 46 kandidaat-planeten
ontdekt die zich in de bewoonbare zone van hun moederster bevinden, waar
de temperatuur geschikt is voor het bestaan van vloeibaar water.
Keplers kandidaat-planeten krijgen pas de status van 'echte'
exoplaneet wanneer op de een of andere manier is bevestigd dat er geen
sprake kan zijn van een andere oorzaak voor de waargenomen
helderheidsdipjes van de ster. Tot nu toe heeft Kepler het bestaan van
61 exoplaneten bevestigd.
Meer informatie:
NASA's Kepler Releases New Catalog- 2,321 Planet Candidates
Wetenschappelijke publicatie van de Kepler-catalogus
NASA Exoplanet Archive
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
24 februari 2012
De bewoonbare zone - de zone rond een ster waarin de
oppervlaktetemperatuur op een planeet geschikt is voor het bestaan van
water en mogelijk leven - strekt zich bij rode dwergsterren verder uit
dan tot nu toe werd gedacht. Dat blijkt uit modelberekeningen van Britse
onderzoekers die gepubliceerd zijn in het tijdschrift Astrobiology.
Rode dwergen stralen veel minder (en bovendien veel roder) licht uit
dan de zon. Hun bewoonbare zone ligt dan ook op veel kleinere afstand,
en is bovendien smaller - planeten op te grote afstand van een rode
dwerg zijn te koud voor het bestaan van water en leven.
Uit de nieuwe berekeningen blijkt echter dat ijs en sneeuw relatief
meer rode en infrarode straling absorberen dan zichtbaar licht. Het
gevolg is dat een exoplaneet op vrij grote afstand van een rode dwerg
toch een aangename oppervlaktetemperatuur kan vasthouden.
Volgens de onderzoekers is het aantal bewoonbare planeten rond rode
dwergsterren dan ook groter dan tot nu toe werd aangenomen.
Nieuwsbericht op www.astrobio.net
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
23 februari 2012
Ons melkwegstelsel wemelt misschien van de verweesde planeten, die
eenzaam door de ruimte zwerven en niet om een ster cirkelen. Sterker
nog: volgens onderzoekers van het Kavli Institute for Particle
Astrophysics and Cosmology (KIPAC) van de Stanford-universiteit zouden
er zelfs 100.000 keer zoveel 'dakloze' planeten als sterren kunnen zijn.
In mei 2011 maakten wetenschappers bekend dat ze een tiental vrij
rondzwervende planeten hadden opgespoord. Daarbij maakten zij gebruik
van een effect dat 'microlensing' heet - de lenswerking die de
zwaartekracht van een (zware) planeet uitoefent op het licht van een
ster die (tijdelijk) toevallig recht achter de planeet staat. Op basis
van een statistische analyse werd toen geschat dat er in de Melkweg twee
keer zoveel vrij rondzwervende planeten als sterren zijn. Maar het
nieuwe onderzoek komt dus uit op een schatting die nog een factor 50.000
hoger ligt. Dat astronomisch grote aantal is gebaseerd op een aantal
bekende gegevens, zoals de bekende zwaartekrachtsaantrekking van de
Melkweg en de hoeveelheid materie die potentieel beschikbaar is om zulke
planeten te maken. Een onzekere factor is echter dat niemand precies
weet door welke processen al die dakloze planeten zouden zijn ontstaan.
Een aantal ervan zou uit planetenstelsels verbannen kunnen zijn, maar
dat betreft dan waarschijnlijk maar het topje van de ijsberg. Meer
inzicht in het aantal kleine objecten dat in ons melkwegstelsel
rondzwerft zal pas worden verkregen als de volgende generatie van grote
surveytelescopen in bedrijf komt. En dat kan nog wel een jaartje of tien
gaan duren.
Meer informatie:
Researchers say galaxy may swarm with 'nomad planets'
21 februari 2012
Nieuwe metingen van de Hubble Space Telescope hebben uitgewezen dat
exoplaneet GJ 1214b een 'sauna-wereld' is, die grotendeels uit water
bestaat en omhuld wordt door een dikke dampkring van stoom. De planeet
staat op 40 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Slangendrager. Hij
beschrijft elke 38 uur een baan op slechts 2 miljoen kilometer afstand
van zijn moederster, waardoor de oppervlaktetemperatuur ca. 230 graden
Celsius bedraagt. Eerdere metingen aan de dampkring van de planeet
konden nog op twee manieren worden verklaard: een atmosfeer die
grotendeels uit waterdamp bestaat òf een dampkring waarin een
absorberende heiïge laag voorkomt. De nieuwe Hubble-metingen hebben die
tweede mogelijkheid nu uitgesloten. De planeet, die een 2,7 keer zo
grote middellijn heeft als de aarde, heeft een soortelijke dichtheid van
slechts 2 gram per kubieke centimeter. Dat betekent dat hij grotendeels
uit water moet bestaan, met een verhoudingsgewijs kleine kern van
gesteenten. Vermoedelijk is GJ 1214b op grotere afstand van zijn
moederster ontstaan, en in de loop van de tijd langzaam maar zeker naar
binnen gemigreerd.
Meer informatie:
Hubble Reveals a New Class of Extrasolar Planet
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
2 februari 2012
Een internationaal team van wetenschappers heeft een mogelijk leefbare
planeet ontdekt bij een ster op slechts 22 lichtjaar van de aarde. De
planeet is minstens 4,5 keer zo zwaar als de aarde en behoort daarmee
tot de 'superaardes' - planeten die een slag groter zijn dan onze
planeet, maar niet tot de 'gasreuzen' à la Jupiter kunnen worden
gerekend. De betrekkelijk kleine planeet cirkelt met een periode van
slechts ongeveer 28 dagen om de ster Gliese 667C. De afstand tot zijn
moederster is dus erg klein, maar dat betekent niet dat het er
ondraaglijk heet is. Die ster is namelijk een zwakke rode dwerg.
Hierdoor is de hoeveelheid warmte die de planeet ontvangt vergelijkbaar
met de zonnewarmte die de aarde bereikt. De 'leefbare' superaarde is
niet de enige planeet die om Gliese 667C cirkelt. Enkele jaren geleden
werd al een (hete) superaarde met een omlooptijd van iets meer dan zeven
dagen ontdekt. En het zal waarschijnlijk niet bij deze twee
ontdekkingen blijven: analyse van de schommelbeweging die de ster
vertoont wijst erop dat er in wijdere banen mogelijk een derde
superaarde en een gasreus omheen draaien. Al met al is Gliese 667C een
bijzonder object. Want niet alleen heeft de ster diverse planeten, ook
vormt hij met twee andere sterren een drievoudig stersysteem.
Meer informatie:
New Super-Earth Detected Within The Habitable Zone Of A Nearby Cool Star
Potentially habitable planet found orbiting nearby star
26 januari 2012
NASA-satelliet Kepler heeft elf nieuwe planetenstelsels aan zijn
prijzenkast toegevoegd. Bij elkaar bevatten de stelsels minstens 26
planeten, wat betekent dat het aantal bevestigde Kepler-planeten in één
keer bijna verdubbeld is. De nieuwe exoplaneten bewegen op kleine
afstanden om hun respectievelijke moedersterren en variëren in grootte
van anderhalf keer de aarde tot groter dan Jupiter. Nader onderzoek zal
moeten uitwijzen of er aardse (rotsachtige) planeten tussen zitten.
Kepler spoort nieuwe planeten op door de helderheden van meer dan
150.000 sterren in de gaten te houden. Sterren waar planeten omheen
cirkelen kunnen vanaf de aarde gezien kleine, regelmatige
helderheidsvariaties vertonen. En daaruit kunnen zowel de afmetingen van
de planeten als hun omlooptijden worden afgeleid. Tot nu toe heeft
Kepler meer dan 2300 kandidaat-planeten opgespoord. In iets meer dan
zestig gevallen hebben is het bestaan van deze planeten door middel van
vervolgwaarnemingen bevestigd. Elk van de nu bevestigde planetenstelsels
bevat twee tot vijf planeten die op kleine onderlinge afstanden om hun
moederster cirkelen. In zulke compacte planetenstelsels is de onderlinge
aantrekkingskracht van de planeten groot genoeg om elkaars
baanbewegingen te versnellen of vertragen. Dat veroorzaakt kleine, maar
meetbare afwijkingen in de helderheidsvariaties van de ster, waarmee het
bestaan van extra planeten in het stelsel snel kan worden aangetoond.
Meer informatie:
NASA's Kepler Announces 11 New Planetary Systems
18 januari 2012
Astronomen hebben een geheimzinnige ring van koolmonoxide-gas ontdekt
rond de jonge ster V1052 Centauri, die zich op een afstand van ongeveer
700 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus bevindt. De ring
maakt deel uit van de protoplanetaire schijf rond de ster en is ongeveer
net zo ver van deze verwijderd als de aarde van de zon. De met de
Europese Very Large Telescope ontdekte gasring is opmerkelijk scherp
begrensd.Koolmonoxide wordt wel vaker waargenomen bij jonge sterren,
maar doorgaans is het gas over de hele protoplanetaire schijf verdeeld.
Waarom het in dit geval een dunne ring is, is nog onduidelijk. Eén
mogelijkheid is dat zich aan binnen- en buitenkant van de ring een
planeet bevindt die het gas bijeendrijft, ongeveer zoals de
'herdersmaantjes' delen van het ringenstelsel van de planeet Saturnus in
bedwang houden. Een andere mogelijkheid is dat de ring in stand wordt
gehouden door magnetische velden. V1052 Cen onderscheidt zich door een
opvallend sterk magnetisch veld en een extreem trage rotatie. In
hoeverre die factoren van invloed kunnen zijn op de protoplanetaire
schijf rond de ster moet nog blijken.
Meer informatie:
Gaseous ring around young star raises questions
17 januari 2012
In de jaren negentig ontdekten sterrenkundigen met de Hubble Space
Telescope protoplanetaire schijven rond pasgeboren sterren in de
Orionnevel. Zulke 'protoplanetary disks' (kortweg 'proplyds' genoemd)
zijn schijven van gas en stof waaruit planetenstelsels kunnen ontstaan.
Nu zijn vergelijkbare structuren ook ontdekt in het stervormingsgebied
Cygnus OB2, in het sterrenbeeld Zwaan. Dit stervormingsgebied ligt op
een grotere afstand dan de Orionnevel, en bevat ook meer sterren. De
proplyds in Cygnus OB2 zijn bovendien groter dan in Orion. Ze vertonen
langgerekte 'staarten', die vermoedelijk ontstaan door de energierijke
sterrenwinden van nabijgelegen reuzensterren. Mogelijk gaat het om een
soort tussenvorm tussen interstellaire stofwolken die geërodeerd worden
door stralingsverdamping ('evaporating gaseous globules', ofwel EGGs) en
'echte' protoplanetaire schijven.
Artikel op Universe Today
Vakpublicatie over het onderzoek
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
11 januari 2012
Amerikaanse astronomen hebben drie kleine planeten buiten ons
zonnestelsel opgespoord. De ontdekking van de drie exoplaneten - de
kleinste tot nu toe - is bekendgemaakt tijdens de winterbijeenkomst van
de American Astronomical Society in Austin (Texas). De drie rotsachtige
planeten cirkelen om dezelfde ster: de rode dwerg KOI-961. Ze variëren
in afmetingen van 0,57 tot 0,87 maal de middellijn van de aarde. Tot nu
toe waren nog maar een stuk of vier planeten van vergelijkbaar kleine
omvang bekend. Hoewel het drietal tot de 'aardse' planeten wordt
gerekend, zijn ze alles behalve leefbaar. Ze zijn slechts ongeveer
anderhalf miljoen kilometer van hun moederster verwijderd, en hebben
daardoor oppervlaktetemperaturen van 200 tot 500 graden Celsius. De
planeten doen minder dan twee dagen over een rondje om hun ster. Ook
KOI-961 zelf is een onderdeurtje: ze is slechts zeventig procent groter
dan de planeet Jupiter. Daarmee is dit planetenstelsel het kleinste dat
we kennen.
Meer informatie:
Smallest Solar System Found
Astronomers Find Three Smallest Exoplanets
Smallest Exoplanets - The Barnard's Star Connection
NASA's Kepler Mission Finds Three Smallest Exoplanets
11 januari 2012
Astronomen hebben met de Amerikaanse Kepler-satelliet een planeet ontdekt bij twee dubbelsterren in het sterrenbeeld Zwaan (Nature,
12 januari). Daarmee komt het totale aantal 'circumbinaire' planeten op
drie - in september 2011 werd namelijk ook al zo'n planeet met twee
zonnen opgespoord. De nieuwe ontdekkingen tonen aan het helemaal niet zo
uitzonderlijk is dat er planeten om een dubbelster cirkelen. Alleen al
in ons eigen melkwegstelsel kunnen er vele miljoenen van bestaan. Nog
niet zo lang geleden dachten astronomen dat de directe omgeving van een
dubbelster te chaotisch zou zijn voor de vorming van planeten. De twee
dubbelsterren in de Zwaan waar een planeet om cirkelt hebben de
aanduidingen Kepler-34 en Kepler-35. De beide sterren van Kepler-34 zijn
vergelijkbaar met de zon, die van Kepler-35 zijn iets kleiner. Hun
onderlinge afstanden zijn van de orde van zestig miljoen kilometer: de
beide dubbelsterren zouden dus ruimschoots binnen de omloopbaan van
Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel, passen. De
planeten die om de twee dubbelsterren cirkelen, Kepler-34b en
Kepler-35b, zijn qua grootte vergelijkbaar met de planeet Saturnus.
Hoewel ze tamelijk cirkelvormige banen met omlooptijden van
respectievelijk 289 en 131 dagen volgen, zal het klimaat op de twee
planeten nogal wisselend zijn. Door de onderlinge bewegingen van hun
moedersterren zal de hoeveelheid energie die de planeten ontvangen
immers flink variëren.
Meer informatie:
Kepler discovery establishes new class of planetary systems
Planets with double suns are common
NASA's Kepler mission and UF astronomer find 2 new planets orbiting double suns
11 januari 2012
Een internationaal team van astronomen heeft statistisch onderzocht
hoe algemeen planeten in ons melkwegstelsel zijn. Na zes jaar onderzoek,
waarbij miljoenen sterren zijn gevolgd, komen de astronomen tot de
conclusie dat er voor elke ster minstens één planeet is (Nature,
12 januari). De meeste planeten buiten ons zonnestelsel zijn gevonden
door het effect van de zwaartekrachtsinvloed van de planeet op zijn
moederster te detecteren of door de planeet te betrappen op het moment
dat hij voor zijn ster langs beweegt en deze gedeeltelijk verduistert.
Met deze technieken worden vooral planeten gevonden die ofwel zwaar zijn
ofwel op kleine afstand om hun ster cirkelen (of allebei). Veel
planeten worden zo dus niet opgemerkt. Bij het nieuwe onderzoek is een
compleet andere methode gebruikt: 'gravitationele microlensing'. Daarmee
kunnen planeten van sterk uiteenlopende massa's worden opgespoord, óók
op grote afstanden van hun moederster. Bij deze techniek wordt gebruik
gemaakt van het feit dat het zwaartekrachtsveld van een ster als een
soort lens fungeert die het licht van een achtergrondster kan
versterken. Wanneer er om de ster die als lens fungeert een planeet
draait, kan deze een waarneembare bijdrage leveren aan het verhelderende
effect op de achtergrondster. De techniek is dus wel afhankelijk van
het toevallig op één lijn staan van een 'lens-ster' en een
achtergrondster. Om op dat moment een planeet te kunnen ontdekken, moet
de planeetbaan bovendien de juiste oriëntatie hebben. Hoewel deze
beperkingen tot gevolg hebben dat het opsporen van een planeet via
microlensing verre van eenvoudig is, hebben de astronomen zowaar drie
exoplaneten ontdekt: een planeet die enkele malen zwaarder is dan de
aarde (een 'superaarde') en planeten van het kaliber Neptunus en
Jupiter. Dat er drie planeten zijn opgespoord, kan twee dingen
betekenen: ofwel dat de astronomen ongelooflijk veel geluk hebben gehad,
ofwel dat planeten in de Melkweg dermate talrijk zijn dat de
ontdekkingen bijna onvermijdelijk waren. Voor een statistische analyse
hebben de astronomen de gegevens van de drie planeetdetecties
gecombineerd met zeven eerdere detecties plus het enorme aantal
non-detecties in de gegevens van de afgelopen zes jaar (voor de
statistische analyse zijn non-detecties net zo belangrijk als de
eigenlijke detecties). De conclusie is dat sterren gemiddeld 1,6 planeet
hebben, en dat zware planeten (kaliber Jupiter) aanzienlijk schaarser
zijn dan lichte (superaardes).
Meer informatie:
Planeten in overvloed
A Wealth of Habitable Planets in the Milky Way
Milky Way Contains at Least 100 Billion Planets
9 januari 2012
Astrofysici van de Universiteit van Texas te Arlington willen de
discussie over de recent ontdekte planeet bij de dubbelster Kepler-16
een bijzonder vervolg geven. Volgens de wetenschappers zou zich in
hetzelfde stelsel ook een leefbare wereld kunnen bevinden - niet als
zelfstandige planeet, maar als maan van de grote gasplaneet Kepler-16b.
De ontdekking van Kepler-16b deed in september 2011 nogal wat stof
opwaaien. Het feit dat de planeet om een dubbelster draait, deed
namelijk denken aan de fictieve planeet Tatooine - de geboortewereld van
Luke Skywalker, hoofdpersoon van de Star Wars-films. Volgens de
Texaanse astrofysici zouden er in het dubbelstersysteem in principe twee
leefbare zones kunnen zijn - gebieden waar planeten een zodanige
temperatuur kunnen hebben dat er vloeibaar water kan bestaan én een
stabiele baan kunnen volgen. De ene is de zone buiten de baan van
Kepler-16b, maarin dat geval zou de atmosfeer van een eventuele planeet
aanzienlijke hoeveelheden broeikasgas moeten bevatten om de juiste
temperatuur te hebben. De andere leefbare zone is de directe omgeving
van Kepler-16b zelf. Als er om deze grote gasplaneet manen wentelen,
zouden ook dat leefbare werelden kunnen zijn.
Meer informatie:
Scientists Searching For Earth-Type Planets Should Consider Two-Star System
5 januari 2012
Het nieuwe jaar is nog maar net begonnen, of de eerste ontdekkingen
van planeten buiten ons zonnestelsel stromen alweer binnen. Astronomen
van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hebben met een
netwerk van telescopen op aarde (HATNet) vier hete, Jupiterachtige
planeten ontdekt die op geringe afstand om even zovele sterren draaien.
Ze hebben hun bestaan verraden doordat ze met tussenpozen van slechts
enkele dagen vanaf de aarde gezien voor hun moederster langs trekken,
waardoor de helderheid van de ster eventjes vermindert. Eind 2011
bedroeg het totale aantal exoplaneten dat is opgespoord 716. Daarnaast
is er nog een lijst van 2326 kandidaat-planeten, veelal ontdekt met de
Kepler-satelliet, waarvan het bestaan middels vervolgwaarnemingen
bevestigd moeten worden. De verwachting is dat het aantal bekende
exoplaneten de komende jaren steeds sneller zal oplopen. De volgende
toevoegingen worden al volgende week verwacht, tijdens de jaarlijkse
winterbijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas.
Meer informatie:
Four New Exoplanets to Start Off the New Year!
Exoplanets, Supernovae, High-Energy Sky, New Images Among NASA News Highlights at American Astronomical Society Meeting