Astronomen doen een zeldzame vondst: een kleine, koude ster
Dit is een zeldzame ontdekking omdat exoplaneten kleiner en lichter dan Neptunus en Uranus moeilijk te detecteren zijn, en er tot nu toe slechts een paar zijn ontdekt. Dergelijke zeldzame systemen zijn bijzonder interessant voor een beter begrip van de vorming en evolutie van planeten; ze worden beschouwd als een belangrijke stap in de richting van het detecteren van aardachtige planeten rond sterren.
Het nieuwe planetenstelsel werd ontdekt rond de ster HD88986. De ster heeft een temperatuur die vergelijkbaar is met die van de zon, heeft een iets grotere straal en is helder genoeg om gezien te worden door scherpe waarnemers op locaties waar de zwarte hemel in heel Groot-Brittannië wordt waargenomen, zoals het Bannau Brycheiniog National Park (Brecon Beacons).
Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics, werd geleid door Neda Heidari, een Iraanse postdoctoraal onderzoeker aan het Instituut voor Astrofysica in Parijs (IAP). In Groot-Brittannië leidde Thomas Wilson, een senior onderzoeker aan de Universiteit van Warwick, de analyse van satellietgegevens, inclusief de zoektocht naar nieuwe planeten. Het team bestaat verder uit onderzoekers van 29 andere instituten in negen landen, waaronder Zwitserland, Chili en de Verenigde Staten.
Een koude Neptunus-achtige exoplaneet
Het systeem omvat een koude planeet kleiner dan Neptunus, een zogenaamde sub-Neptunus, HD88986b. De planeet heeft de langste omlooptijd van alle bekende exoplaneten (146 dagen), kleiner dan Neptunus of Uranus.
Neda Heidari van het IAP legt uit: ‘De meeste planeten die we hebben ontdekt en waarvan we hun massa en straal hebben gemeten, hebben korte banen, meestal minder dan 40 dagen. Vergeleken met het zonnestelsel heeft zelfs Mercurius, de planeet die het dichtst bij de zon staat, er 88 dagen over nodig om zijn baan te voltooien. Het gebrek aan detectie van planeten met langere banen vormt een uitdaging om te begrijpen hoe planeten in andere sterrenstelsels en zelfs ons eigen zonnestelsel zich vormen en evolueren. Met een omlooptijd van 146 dagen, vormt HD88986b is mogelijk de langste en nauwkeurig gemeten asteroïde met een bekende baan."
HD88986b werd gedetecteerd met behulp van de uiterst nauwkeurige spectrometer SOPHIE (een machine die de golflengten van licht van exoplaneten analyseert) van het Observatorium van de Haute-Provence in Frankrijk. SOPHIE gebruikt de "radiale snelheidsmethode" om exoplaneten te detecteren en hun kenmerken te bepalen; het meten van kleine veranderingen in de beweging van de ster, veroorzaakt door planeten die om de ster draaien.
Deze waarnemingen brachten het bestaan van de planeet aan het licht, waardoor het team de massa ervan kon schatten op ongeveer 17 maal die van de aarde.
Aanvullende waarnemingen van NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de Characterizing Exoplanet Satellite (CHEOPS) van de European Space Agency (ESA) suggereren dat de planeet voor zijn gastster zou kunnen "doorreizen". Terwijl zijn baan tussen de gezichtslijn van de aarde en de ster passeert, verduistert hij de ster gedeeltelijk, waardoor een vermindering van de helderheid van de ster ontstaat die kan worden waargenomen en gekwantificeerd.
Door observaties van deze twee satellieten schatte het onderzoeksteam rechtstreeks dat de diameter van de planeet ongeveer tweemaal de diameter van de aarde is. De bevindingen van het onderzoek waren gebaseerd op meer dan 25 jaar aan observatiegegevens, waaronder ook gegevens van ESA's Gaia-satelliet en de Keck-telescoop op Hawaï.
Bovendien bedraagt de atmosferische temperatuur van HD88986b slechts 190 graden Celsius, wat een zeldzame mogelijkheid biedt om de samenstelling van zogenaamde "koude" atmosferen te bestuderen, aangezien de meeste gedetecteerde atmosferen van exoplaneten zich boven de 1000 graden Celsius bevinden.
Vanwege de brede baan van sub-Neptuniaanse HD88986b (tot 60% van de afstand aarde-zon), heeft HD88986b waarschijnlijk zeldzame interacties gehad met andere planeten die mogelijk in dit planetenstelsel voorkomen, en heeft hij zwak massaverlies ervaren onder de sterke ultraviolette straling van de centrale ster. Daarom heeft het mogelijk zijn oorspronkelijke chemische samenstelling behouden, waardoor wetenschappers de mogelijke vorming en evolutie van dit planetenstelsel konden onderzoeken.
Thomas Wilson, van de afdeling natuurkunde van de Universiteit van Warwick, zei: ‘HD88986b is in wezen een kleinere versie van Neptunus, gelegen tussen de banen van Mercurius en Venus. Het is een van de best bestudeerde kleine koude exoplaneten en biedt een geweldige kans voor onderzoek. Het bestuderen van de atmosfeer ervan maakt de weg vrij om de overeenkomsten met de onze te begrijpen. Hij draait ook rond een ster met een temperatuur die vergelijkbaar is met die van de zon, waardoor het een voorloper is van de toekomstige aardachtige planeten. ontdekt door de PLATO-ruimtetelescoop, waarin de Universiteit van Warwick een leidende rol speelt."
tweede externe metgezel
Astronomen ontdekten ook een tweede exoplaneet die rond de centrale ster draait. Deze exoplaneet is extreem massief (meer dan 100 keer de massa van Jupiter) en heeft een omlooptijd van tientallen jaren. Verdere observaties zijn nodig om de aard ervan te begrijpen en de eigenschappen ervan beter te bepalen.
Thomas-Wilson voegde hieraan toe: ‘We hebben ruim 25 jaar aan gegevens verzameld van telescopen gericht op HD 88986, waardoor het een van de langst bestudeerde exoplanetaire systemen is. Deze rijkdom aan gegevens onthult een tweede exoplaneetgenoot die massiever is dan Jupiter, wat belangrijk kan zijn geweest bij de vorming van deze Neptunus-achtige planeet, zoals Jupiter in ons eigen zonnestelsel.’
Samengestelde bron: ScitechDaily