Je leest:

Planeten rond vuurtoren gewogen

Planeten rond vuurtoren gewogen

Auteur: | 10 juni 2003

Professor Alex Wolszczan van de Penn State universiteit en postdoc Maciej Konacki van CalTech hebben een planetenstelsel gewogen, dat wel wat op het onze lijkt – behalve dan dat het om een pulsar draait. Ze presenteerden hun metingen op de zomerbijeenkomst van de American Astronomical Society. Het is de eerste keer dat de massa van planeten rond een neutronenster zo nauwkeurig werd bepaald.

Het duo ontdekte, dat de drie exoplaneten (een term voor planeten buiten ons zonnestelsel) in banen draaien die erg lijken op die van Mercurius, Venus en de aarde. Tenminste twee ervan draaien in hetzelfde vlak om de pulsar en zijn 4,3 en 3,0 keer zo zwaar als de aarde, met een foutenmarge van 5%. Als de derde planeet ook in datzelfde vlak draait, is zijn massa ongeveer twee keer die van de maan. Het pulsarstelsel is ook om een andere reden opmerkelijk. Pulsar’s zijn rondtollende neutronensterren, de uitgebrande kernen van zware reuzensterren. Aan het einde van zijn leven ontploft zo’n ster en blaast een groot deel van zijn massa de ruimte in. Geen planeet eromheen overleeft zoiets, dus deze planeten zijn na de ontploffing pas gevormd!

Hoe zwaar een ster ook is, de beweging van planeten eromheen zorgt altijd voor kleine schommelingen. Bij een pulsar als de door Wolszczan en Konacki gekozen PSR B1257+12 is dat erg goed zichtbaar: die tolt namelijk rond zijn as en zendt twee smalle bundels radiogolven uit. Op aarde zijn die zichtbaar als pulsen radiostraling. De schommeling door de planeten veroorzaakt kenmerkende wisselingen in de aankomsttijd van die pulsen. Die hebben namelijk last van het Doppler-effect, waardoor ze elkaar nu eens sneller, dan weer langzamer opvolgen. De onderzoekers wisten die aankomsttijden op een nieuwe manier te interpreteren om de massa van de planeten te bepalen.

De omlooptijd van een exoplaneet is relatief makkelijk te bepalen, dat is namelijk de periode waarin het patroon van schommelingen in het signaal zich herhaalt. Ook met twee of drie planeten is het geen razend ingewikkelde klus om die tijden te vinden. Maar er is wel een ander probleem: bepalen hoe zwaar de planeten zijn. In het ontvangen signaal is namelijk alleen de beweging van de ster in de kijkrichting zichtbaar. Hoe schuiner de baan van de planeet op de kijkrichting staat, hoe minder de ster in de kijkrichting schommelt. Ook een hele zware planeet is in dat geval slechts zichtbaar als een kleine beweging.

Wolszczan en Konacki zagen dat twee van de planeten rond PSR B1257+12 bijna in baanresonantie zijn. Dat betekent dat hun omlooptijden (66,5 en 98,2 dagen) een simpele verhouding hebben, in dit geval bijna 2:3. Dat betekent dat ze elkaar via de zwaartekracht op een bepaalde manier beïnvloeden. De verstoringen in deze bijna-resonantie hangen samen met de banen en de massa’s van de planeten en zijn in het signaal van de pulsar terug te vinden. Inderdaad lukte het om de massa’s met deze methode te bepalen. Daardoor is het nu uitgesloten dat het hier om twee veel zwaardere planeten gaat waarvan de banen te schuin staan om hun volle effect op de pulsar te zien.

“Het is verrassend dat dit planetenstelsel, rond een pulsar nog wel, zoveel op ons eigen stelsel lijkt,” zegt Konacki. Rond de meeste zonachtige planeten worden juist ‘hete Jupiters’ gevonden, zware gasreuzen die erg dicht bij hun ster hun baantjes draaien. Door dit onderzoek is aangetoond dat stelsels als het onze niet zeldzaam hoeven te zijn. Dat is van grote hulp bij toekomstige zoektochten naar aardachtige planeten rond andere sterren.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 juni 2003

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.