Je leest:

Een normale exoplaneet, dat zou raar zijn

Een normale exoplaneet, dat zou raar zijn

Auteur: | 15 mei 2004

De één draait in iets meer dan 40 uur rondjes op een verre oranje dwergster, de ander in pakweg 34 uur rond een witte. Er is één raadsel: waarom zijn deze superhete Jupiters niet allang verdampt?

Weer een onverwachte ontdekking? Don Pollacco kijkt er niet meer van op. Als je onderzoek doet aan exoplaneten, raak je gewend aan verrassingen, hoe gek dat ook klinkt. Voor Pollacco, een astronoom aan de Queen’s University in Belfast, vormen de nieuw ontdekte ‘extreem hete Jupiters’ een voorproefje van de dingen die komen gaan. Zijn eigen SuperWASP-project op La Palma moet die bizarre planeten ook in onze directe omgeving op kunnen sporen.

Impressie van een Jupiterachtige planeet in een nauwe baan om een ster.

Bizar is trouwens ook maar een relatief begrip. De eerst ontdekte planeet bij een andere ster, 51 Pegasi b, had al een bespottelijk korte omlooptijd van 4,2 dagen. Sindsdien zijn er tientallen van zulke ‘hete Jupiters’ gevonden: reuzenplaneten die op slechts een paar miljoen kilometer afstand rond hun moederster razen. Daarnaast bestaan er exoplaneten in langgerekte, excentrische banen; verdampende exoplaneten, en exoplaneten in dubbelstersystemen. Het zou pas bizar zijn als er een keer een normaal planetenstelsel werd ontdekt.

De twee verre exoplaneten waarvan de ontdekking vorige week werd bekendgemaakt, zijn in elk geval niet normaal. OGLE-TR-132b – echte namen krijgen ze voorlopig nog niet – draait in iets meer dan 40 uur rondjes om een oranje dwergster op 1200 lichtjaar afstand. OGLE-TR-113b doet het nog sneller: in 34 uur racet hij rond een witte ster die op een afstand van 6000 lichtjaar staat. Deze ‘extreem hete Jupiter’ heeft een temperatuur van naar schatting 1800 graden.

‘Toen er vorig jaar voor het eerst zo’n extreem hete Jupiter werd gevonden, was er nogal wat skepsis bij sterrenkundigen’, zegt planetenjager Andreas Quirrenbach van de Leidse Sterrewacht. ‘Maar hoewel je altijd kunt blijven twijfelen, zijn de nieuwe resultaten heel interessant. Alles wijst erop dat het hier om echte planeten gaat.’ Toch blijft Quirrenbach met een paar raadseltjes zitten: waarom zijn zulke extreme planeten niet eerder gevonden, en hoe is het in vredesnaam mogelijk dat ze überhaupt bestaan?

De ruim 120 exoplaneten die sinds oktober 1995 zijn ontdekt, zijn allemaal gevonden met behulp van de dopplertechniek. De planeten zelf kun je niet zien, maar de ster waar ze omheen draaien wiebelt een beetje, door de zwaartekracht van de planeet. Die schommelingen verraden zich door subtiele dopplerverschuivingen in het licht van de ster.

Wie planeten zoekt met de dopplertechniek, kan steeds maar één ster tegelijk bestuderen. Bovendien mag die ster niet al te zwak zijn, dus de techniek werkt maar tot een afstand van een paar honderd lichtjaar. Tot nu toe zijn er zo’n drieduizend sterren in de omgeving van de zon onderzocht, waarvan een kleine vijf procent door één of meer planeten wordt vergezeld.

Maar de extreem hete Jupiters zijn op een heel andere manier gevonden. De kleine Amerikaans-Poolse OGLE-telescoop op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili heeft de afgelopen jaren 155.000 zwakke sterren continu in het oog gehouden, op zoek naar helderheidsvariaties. In 137 gevallen bleek de ster periodiek gedurende korte tijd een klein beetje zwakker te worden, alsof er met de regelmaat van de klok iets voor langs beweegt. Dat zou een planeet kunnen zijn in een baan die we vanaf de aarde toevallig exact van opzij zien.

Een Europees team van astronomen onder leiding van François Bouchy van het Astrofysisch Laboratorium in Marseille heeft nu 41 van die verdachte sterren nauwgezet onder de loep genomen met de Very Large Telescope in Chili. Als er echt sprake is van planeetovergangen, zullen deze sterren ook een periodieke dopplerverschuiving vertonen. En omdat je precies weet op welke momenten dat effect het sterkst moet zijn, is het met een grote telescoop te detecteren, ook al gaat het om een ver verwijderd, zwak sterretje.

In twee gevallen hadden Bouchy en zijn collega’s beet. Vorig jaar was in de OGLE-gegevens ook al een planeet gevonden (OGLE-TR-56b); het aantal exoplaneten dat via de overgangstechniek is ontdekt, komt daarmee op drie. Het bijzondere van de techniek is dat je niet alleen de baan van de planeet kunt berekenen, maar ook zijn massa en middellijn uit de waarnemingen kunt afleiden. Bij de dopplertechniek is dat meestal niet mogelijk.

‘De overgangstechniek heeft de toekomst’, zegt Don Pollacco heel stellig. Het SuperWASP-project op La Palma, dat een paar weken geleden officieel van start ging, zal de komende maanden en jaren vele honderdduizenden sterren in het oog houden. In 2006 gaat de Franse kunstmaan Corot hetzelfde doen vanuit de ruimte, en in 2007 volgt de Amerikaanse Kepler-satelliet. ‘Binnen een paar jaar zijn op die manier planeten te vinden met de afmetingen van de aarde’, aldus Pollacco.

Allemaal leuk en aardig, maar daarmee zijn raadsels rond de ontdekking van de extreem hete Jupiters nog niet de wereld uit. Met de dopplertechniek waren al ‘gewone’ hete Jupiters gevonden, maar die hebben allemaal omlooptijden van meer dan 2,5 dag. Op nóg kleinere afstanden van hun moederster zou een gasvormige planeet volledig verdampen, zo luidde de algemeen geaccepteerde verklaring. En nu blijken de eerste de beste drie ‘overgangsplaneten’ allemaal veel dichter bij hun ster te staan. Rara hoe kan dat.

Volgens Bouchy’s collega Frédéric Pont van de sterrenwacht van Genève is er nog net geen reden tot ongerustheid. Met de overgangstechniek vind je de extreem hete Jupiters het eerst, legt hij uit. Om te beginnen is de kans op overgangen groter naarmate de planeet dichter bij de ster staat – zelfs bij een baanhelling van enkele graden treden er nog overgangen op – en bovendien vind je die overgangen natuurlijk sneller naarmate ze vaker voorkomen.

Blijft de vraag waarom de dopplertechniek nog geen extreem hete Jupiters heeft opgeleverd. Pont geeft toe dat dat wel een beetje raar is. ‘Uit de OGLE-data kun je afleiden dat één op de paar duizend sterren vergezeld wordt door zo’n extreem hete Jupiter’, zegt hij. ‘Met de dopplertechniek zijn nu drieduizend sterren onderzocht; daar had er best eentje tussen mogen zitten.’

Ook de vraag hoe de planeten het uithouden zo vlak bij hun moederster is nog onbeantwoord. Van één ‘gewone’ hete Jupiter is bekend dat hij sterk is opgezwollen door de hitte van de ster, en dat hij bovendien in hoog tempo verdampt. De drie extreem hete Jupiters hebben echter heel normale afmetingen; niemand begrijpt hoe dat kan.

Don Pollacco ligt er niet wakker van. Gewoon de zoveelste verrassing op het gebied van exoplaneten. En vast en zeker niet de laatste. Wacht maar tot SuperWASP vruchten begint af te werpen. De automatische camera’s op La Palma moeten extreem hete Jupiters met gemak kunnen opsporen, ook in de omgeving van de zon, zodat vervolgonderzoek daarna veel gemakkelijker is. Als SuperWASP ze níet vindt – dat zou volgens Pollacco pas een echte verrassing zijn.

Dit artikel is eerder verschenen in de Volkskrant

Dit artikel is een publicatie van Allesoversterrenkunde.nl.
© Allesoversterrenkunde.nl, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 mei 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.