P E R S B E R I C H T
Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
13 april 2010
Ontdekking nieuwe exoplaneten stelt theorie over planeetvorming op de
proef
Op de National Astronomy Meeting in Groot-Brittannië is vandaag de
ontdekking bekendgemaakt van negen nieuwe exoplaneten. Ze zijn
gevonden met behulp van de transitmethode. Zes exoplaneten binnen een
grotere steekproef van 27 blijken in tegenovergestelde richting rond
hun moederster te draaien – precies andersom als in ons zonnestelsel.
Astronomen combineerden de nieuwe onderzoeksresultaten met eerdere
waarnemingen van exoplaneten met een planeetovergang. De ontdekking
stelt de huidige theorieën over planeetvorming op de proef en
suggereert dat systemen met exoplaneten die ‘hete Jupiters’ worden
genoemd, waarschijnlijk geen aard-achtige planeten bevatten.
“Dit zal in het exoplanetenonderzoek inslaan als een bom”, zegt Amaury
Triaud, een promovendus van Geneva Observatory, die samen met Andrew
Cameron en Didier Queloz een belangrijk deel van de waarnemingen leidde.
Men denkt dat planeten zich vormen in de stof- en gasschijf rondom een
jonge ster. Deze protoplanetaire schijf draait in dezelfde richting
als de ster. Tot nu toe werd gedacht dat de planeten die uit die
schijf worden gevormd allemaal in ongeveer hetzelfde vlak en in
dezelfde richting draaien als hun moederster. Dit is het geval bij de
planeten in ons zonnestelsel.
Nadat de astronomen de negen exoplaneten [1] hadden ontdekt met de
Wide Angle Search for Planets (WASP [2]), gebruikten ze de HARPS-
spectrograaf op ESO’s 3,6-meter telescoop op La Silla in Chili, samen
met data van de Zwitserse Euler-telescoop, ook op La Silla, en een
aantal andere telescopen om de vondst te bevestigen en de exoplaneten
[3] in deze en eerdere surveys te karakteriseren.
De astronomen ontdekten tot hun verbazing dat de omloop van meer dan
de helft van alle bestudeerde ‘hete Jupiters’ niet in dezelfde lijn
ligt als de rotatie-as van hun moederster. Het bleek zelfs dat zes
exoplaneten in dit uitgebreide onderzoek een tegengestelde, retrograde
beweging hebben: ze draaien rond hun ster in de ‘verkeerde’ richting.
“De nieuwe resultaten betwisten de gangbare opvatting dat planeten
altijd in dezelfde richting draaien als hun moederster,” zegt Andrew
Cameron van de University of St Andrews, die deze week de nieuwe
resultaten presenteerde op de National Astronomy Meeting in Glasgow.
Sinds de eerste 'hete Jupiters' vijftien jaar geleden werden ontdekt,
is hun oorsprong een raadsel. Deze planeten hebben een massa die
gelijk is aan of groter dan die van Jupiter, maar ze draaien in een
heel nauwe baan om hun ster heen. Men denkt dat de kernen van
reuzenplaneten bestaan uit een mix van steen- en ijsdeeltjes die
alleen voorkomen in de koude buitengebieden van planeetsystemen. 'Hete
Jupiters' moeten daarom ver van hun moederster zijn gevormd en
vervolgens dichterbij zijn gekomen. Veel astronomen dachten dat dit
kwam door de interactie met de zwaartekracht van de stofschijf waaruit
ze zijn gevormd. Dit scenario duurt een paar miljoen jaar en
resulteert in een omloopbaan die op een lijn ligt met de rotatieas van
de moederster. De aard-achtige, rotsachtige planeten zouden daarna
worden gevormd. Maar de nieuwe waarnemingen kunnen niet met deze
theorie worden verklaard.
Om de retrograde exoplaneten te verklaren, stelt een alternatieve
migratietheorie dat de geringe afstand van ‘hete Jupiters’ tot hun
moederster helemaal niet wordt veroorzaakt door interactie met de
stofschijf, maar door gravitationeel getrouwtrek over honderden
miljoenen jaren met verder weg gelegen planeten of sterren die zich in
een langzamer evolutieproces bevinden. Nadat deze verstoringen een
reuzenplaneet in een schuine en uitgerekte baan hebben getrokken, zal
de planeet door getijdenwrijving elke keer als hij dicht langs de ster
komt energie verliezen. De planeet zal uiteindelijk in een bijna
cirkelvormige, maar schuine omloopbaan dicht bij de ster komen. “Een
neveneffect van dit proces is dat het alle kleinere, aardachtige
planeten in deze systemen zou wegvagen”, zegt Didier Queloz van Geneva
Observatory.
Van twee van de retrograde planeten is inmiddels ontdekt dat ze
verafgelegen zware begeleiders hebben, die mogelijk de oorzaak van de
verstoring zijn. Deze nieuwe resultaten zullen leiden tot een
intensieve zoektocht naar begeleidende objecten in andere
planeetsystemen.
Het onderzoek is gepresenteerd tijdens de United Kingdom National
Astronomy Meeting (NAM) die deze week plaatsvindt in Glasgow,
Schotland. Negen publicaties voorgedragen aan internationale
tijdschriften zullen tijdens de NAM worden vrijgegeven, waarvan vier
op basis van data verkregen met ESO-telescopen. Het WASP-consortium
heeft tijdens deze bijeenkomst de Royal Astronomical Society Group
Achievement Award 2010 gekregen.
[1] Het aantal ontdekte exoplaneten staat op 452.
[2] Deze negen exoplaneten zijn ontdekt met de Wide Angle Search for
Planets (WASP). WASP bestaat uit twee observatoria, die elk bestaan
uit acht groothoekcamera’s die tegelijkertijd continue de hemel
afspeuren op zoek naar planeetovergangen. Een overgang vindt plaats
wanneer een planeet gezien vanaf de aarde precies voor zijn ster langs
beweegt en daarbij een beetje van het sterlicht verduistert. De acht
groothoekcamera’s kunnen miljoenen sterren tegelijkertijd observeren
om deze zeldzame overgangen te ontdekken. De WASP-camera’s worden
beheerd door een consortium van onder andere Queens University in
Belfast, de universiteiten van Keele, Leicester en St Andrews, de Open
University, de Isaac Newton Group op La Palma en de Instituto
Astrofisica Canarias.
[3] Om de ontdekking en kenmerken van nieuwe planeetovergangen te
bevestigen is het nodig om radiale snelheidsmetingen te doen om de
schommelingen van de moederster te. Dit wordt gedaan met een
wereldwijd netwerk van telescopen die zijn uitgerust met gevoelige
spectrometers. Op het noordelijk halfrond leiden de Nordic Optical
Telescope op de Canarische Eilanden en het SOPHIE-instrument op de
1,93-meter telescoop in de Haute-Provence in Frankrijk het onderzoek.
In het zuiden werden de HARPS-exoplanetenjager op ESO’s 3,6-meter
telescoop en de CORALIE-spectrometer op de Euler Swiss telescoop
gebruikt om de nieuwe planeten te bevestigen en de hoek te meten die
de omloopbaan van elke planeet heeft ten opzichte van de evenaar van
zijn moederster. De Faulkes-telescopen van de Las Cumbres Observatory,
in Hawaï en Australië, deden de helderheidsmetingen die de afmetingen
van de planeten bepalen. Vervolgwaarnemingen van WASP exoplaneet-
kandidaten worden verkregen met de Swiss Euler telescoop op La Silla,
Chili (in samenwerking met collega’s van Geneva Observatory), op de
Nordic Optical Telescope op La Palma en op de 1,93-meter telescoop van
het Observatoire de Haute-Provence in Frankrijk (samen met collega’s
van het Institut d’Astrophysique van Parijs en het Laboratoire
d’Astrophysique in Marseille).
De studies naar de kantelhoeken van de omloopbanen van de WASP-
planeten zijn gedaan met het HARPS-instrument op ESO’s 3,6-meter
telescoop en met het CORALIE-instrument van de Euler Swiss telescoop,
allebei op La Silla, op het zuidelijk halfrond, en de Tautenburg
Observatory, McDonald Observatory en de Nordic Optical Telescoop op
het noordelijk halfrond.
[4] Hete Jupiters zijn exoplaneten met een massa vergelijkbaar met of
groter dan die van Jupiter, maar ze draaien rond hun moederster in een
baan die veel dichter bij de moederster ligt dan de planeten in ons
zonnestelsel. Omdat ze zowel groot zijn als dicht rond de ster
draaien, zijn ze gemakkelijker te ontdekken door het
zwaartekrachteffect dat ze op hun moederster hebben en omdat er meer
kans is op een planeetovergang. Veel van de eerst ontdekte exoplaneten
zijn hete Jupiters.
· Exoplaneten-mediakit:
http://www.eso.org/public/outreach/products/brochures/pdf/exoplanet_lowres.pdf
· De WASP-pagina staat op http://www.superwasp.org/
www.astronomie.nl
-----------------------------------------------------------------
Deze e-mail is verzonden aan abonnees van de lijst [log in to unmask]
Zie voor abonneren, adreswijzigen, opzeggen, zelf mailen, toegang archief op:
http://www.astro.rug.nl/~nvws/asmetlst.htm
-----------------------------------------------------------------
|
