Er is een zeldzaam sterrenstelsel ontdekt met zes exoplaneten waarvan de architectuur al miljarden jaren niet is veranderd.
Exoplaneet – illustratieve foto. Afbeeldingscredit: Pixabay (gratis licentie van Pixabay)
De ster HD110067, die zich op 100 lichtjaar afstand in het noordelijke sterrenbeeld Coma Berenices bevindt, houdt onderzoekers al jaren voor raadsels. Nu hebben wetenschappers, waaronder die van de Universiteit van Warwick, de ware architectuur van dit ongebruikelijke systeem onthuld met behulp van ruimtevaartuigen van NASA en ESA.
De eerste aanwijzing dat er planeten rond het vreemde sterrenstelsel draaien, kwam in 2020, toen NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) dalingen in de helderheid van de ster ontdekte die erop wezen dat er planeten tussen de ster en het ruimtevaartuig passeerden. Een voorlopige analyse onthulde twee mogelijke planeten. Eén met een jaar (of omlooptijd – de tijd die nodig is om één baan rond de ster te voltooien) van 5,64 dagen en een andere met een op dat moment onbekende periode.
Twee jaar later observeerde TESS dezelfde ster opnieuw. Analyse van alle gegevens sloot de oorspronkelijke interpretatie uit, maar presenteerde twee extra mogelijke planeten, waardoor het beeld van het planetenstelsel volledig veranderde.
Er was nog veel onbekend over het planetenstelsel, en toen sloten Rafael Luque van de Universiteit van Chicago en wetenschappers van over de hele wereld – waaronder die van de Universiteit van Warwick – zich aan bij het onderzoek. Ze gebruikten gegevens van de Characterization of Exoplanets Satellite (CHEOPS) van de European Space Agency (ESA), in de hoop de omlooptijden van deze verre planeten te bepalen.
De CHEOPS-gegevens waren de sleutel tot het bevestigen van het bestaan van een derde planeet in het systeem en het team vond de sleutel tot het ontsluiten van het hele systeem. Het was nu duidelijk dat de drie planeten zich in een patroon van banen bevonden dat bekend staat als ‘orbitale resonantie’. Een buitenplaneet heeft bijvoorbeeld 20,52 dagen nodig om in een baan om de aarde te komen, wat zeer dicht bij 1,5 maal de omlooptijd van de volgende planeet (13,67 dagen) ligt. Dit is op zijn beurt bijna precies 1,5 keer de omlooptijd van de binnenplaneet, namelijk 9,11 dagen.
Thomas Wilson, afdeling natuurkunde van de Universiteit van Warwick, zei: ‘Door dit patroon van planeetbanen vast te stellen, konden we andere planeetbanen voorspellen die we nog niet hadden ontdekt. Op basis hiervan hebben we voorheen onverklaarde dips in het sterlicht, waargenomen door CHEOPS, op één lijn gebracht en drie extra planeten met langere banen ontdekt. Dit was alleen mogelijk met de cruciale CHEOPS-data.”
Het is uiterst belangrijk om orbitaal-resonante systemen te vinden, omdat deze astronomen informeren over de vorming en de daaropvolgende evolutie van het planetenstelsel. Planeten rond sterren hebben de neiging zich in resonantie te vormen, maar hun banen kunnen gemakkelijk veranderen.
Een zeer massieve planeet, een ontmoeting van dichtbij met een passerende ster of een gigantische inslag kunnen bijvoorbeeld het zorgvuldige evenwicht verstoren. Als gevolg hiervan zijn veel van de multiplanetaire systemen die astronomen kennen niet in resonantie, wat betekent dat multiplanetaire systemen die hun resonantie behouden zeldzaam zijn.
« Wij geloven dat slechts ongeveer één procent van alle systemen in resonantie blijft », legt Rafael Luque uit. Daarom is HD110067 bijzonder en nodigt uit tot verder onderzoek. « Het toont ons de ongerepte configuratie van een planetenstelsel dat intact is gebleven. »
“Zoals ons wetenschappelijk team het zegt: CHEOPS doet opmerkelijke ontdekkingen gewoon lijken. Van slechts drie bekende resonantiesystemen met zes planeten is dit nu het tweede dat door CHEOPS is gevonden, en dat in slechts drie jaar tijd”, zegt Maximilian Günther, ESA’s CHEOPS-projectwetenschapper.
HD110067 is het helderste bekende systeem met vier of meer planeten. Omdat al deze planeten kleiner zijn dan Neptunus en waarschijnlijk een grotere atmosfeer hebben, zijn ze ideale kandidaten voor het bestuderen van de samenstelling van hun atmosfeer met behulp van de NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope en de toekomstige ESA Ariel-telescoop. Terwijl ESA’s aankomende PLATO-telescoop, die in 2026 wordt gelanceerd en waarin de Universiteit van Warwick een leidende rol speelt, planeten in dit systeem zou kunnen vinden met nog langere jaren.
Thomas Wilson voegde hieraan toe: “Al deze planeten hebben een grote atmosfeer, vergelijkbaar met die van Uranus of Neptunus, waardoor ze perfect zijn voor observatie met JWST. Het zou fascinerend zijn om te zien of deze planeten rotsachtig zijn zoals de aarde of Venus, maar met een grotere atmosfeer (vaste oppervlakken die mogelijk water bevatten). Ze zijn echter allemaal veel heter dan de aarde, tussen de 170 en 530 graden Celsius, wat het heel moeilijk zou maken voor het bestaan van leven.”
“Een resonante sub-Neptunus zesling die door de heldere ster HD 110067 beweegt” door R. Luque et al. verschijnt vandaag in Nature. DOI 10.1038/s41586-023-06692-3
Fontein: Universiteit van Warwick
!function(f,b,e,v,n,t,s){if(f.fbq)return;n=f.fbq=function(){n.callMethod?
n.callMethod.apply(n,argumenten):n.queue.push(argumenten)};if(!f._fbq)f._fbq=n;
n.push=n;n.loaded=!0;n.version=’2.0′;n.queue=[];t=b.createElement(e);t.async=!0;
t.src=v;s=b.getElementsByTagName(e)[0];s.parentNode.insertBefore(t,s)}(venster,
document,’script’,’https://connect.facebook.net/en_US/fbevents.js’);
fbq(‘init’, ‘1254095111342376’);
fbq(‘track’, ‘Paginaweergave’);
