4 december 2022

Een verrassende planeet met drie zonnen

Artist’s impression van de planeet in het HD 131399-systeem. Credit:ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Een team van astronomen heeft het SPHERE-instrument van ESO’s Very Large Telescope gebruikt om een opname te kunnen maken van de eerste planeet in een wijde omloopbaan die ooit in een drievoudig stersysteem is aangetroffen. Verwacht werd dat zo’n planeetbaan instabiel zou zijn, wat ertoe zou leiden dat de planeet al snel uit het systeem verstoten zou worden. Maar op de een of andere manier heeft deze planeet het overleefd. Deze onverwachte ontdekking wijst erop dat zulke systemen vaker voorkomen dan gedacht. De resultaten van de waarnemingen zullen op 7 juli 2016 online worden gepubliceerd op de site van het tijdschrift Science.

De thuisplaneet van Star Wars-held Luke SkywalkerTatooine – is een vreemde wereld met twee zonnen aan de hemel. Maar nu hebben astronomen een nóg vreemdere wereld ontdekt, waar het soms gedurende meer dan een mensenleven de hele dag door licht is en er dagelijks drie zonsopkomsten en -ondergangen plaatsvinden.

De omloopbanen van de planeet en de sterren in het HD 131399-systeem. Credit:ESO

De exotische wereld is ontdekt door een team van astronomen onder leiding van de Universiteit van Arizona (VS), die daartoe opnamen hebben gemaakt met ESO’s Very Large Telescope (VLT) in Chili. De planeet, HD 131399Ab [1]De drie componenten van de drievoudige ster heten, op volgorde van afnemende helderheid, HD 131399A, HD 131399B en HD 131399C. Omdat de planeet om de helderste ster draait, heeft hij de aanduiding HD … Lees verder, is een uniek object: zijn omloopbaan om de helderste van de drie sterren is verreweg de wijdste die ooit in een meervoudig stersysteem is waargenomen. Zulke banen zijn vaak instabiel, vanwege de complexe en veranderlijke krachtsaantrekking van de beide andere sterren in het systeem. Dat hier ook planeten in stabiele banen zouden worden aangetroffen werd zeer onwaarschijnlijk geacht.

HD 131399Ab staat op een afstand van ongeveer 320 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus. Met een leeftijd van ongeveer 16 miljoen jaar behoort hij tot de jongste exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt. Bovendien is het een van de weinige planeten waar directe opnamen van zijn gemaakt. En binnen deze laatste categorie is hij een van de ‘koudste’ (580 °C) en ‘zwaarste’ (4 Jupitermassa’s).

SPHERE-waarnemingen van de planeet HD 131399Ab (met tekst). Credit:ESO/K. Wagner et al.

‘HD 131399Ab is een van de weinige exoplaneten waar directe opnamen van zijn gemaakt, en het is de eerste in zo’n interessante dynamische configuratie’, zegt Daniel Apai van de Universiteit van Arizona (VS), een van de co-auteurs van het nieuwe onderzoeksverslag.

‘Gedurende ongeveer de helft van elke planeetomloop, die 550 aardse jaren duurt, zijn er drie sterren aan de hemel te zien. De zwakkere twee staan altijd veel dichter bij elkaar; hun schijnbare afstand tot de helderste ster verandert in de loop van het jaar,’ voegt Kevin Wagner – hoofdauteur en ontdekker van HD 131399Ab [2]Gedurende een groot deel van het ‘jaar’ staan de sterren dicht bij elkaar aan de hemel van de planeet, die dan een goed herkenbare dagzijde en nachtzijde heeft. Dan zijn er elke dag drie … Lees verder – daaraan toe.

De hemel rond de drievoudige ster HD 131399. Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2

Wagner, die promovendus is aan de Universiteit van Arizona, merkte de planeet op tussen honderden kandidaatplaneten en gaf leiding aan de vervolgwaarnemingen die nodig waren om de kenmerken van het object te verifiëren.

HD 131399Ab is de eerste exoplaneet die ontdekt is met het  SPHERE-instrument van de VLT. SPHERE is gevoelig voor infrarood licht, waardoor hij de warmtesignatuur van jonge planeten kan ontdekken. Voor dat doel is het instrument voorzien van geavanceerde optiek die corrigeert voor de turbulenties in de aardatmosfeer en het verblindende licht van de moedersterren afschermt.

Hoewel de precieze baan die de planeet ten opzichte van zijn moedersterren volgt pas kan worden vastgesteld als er meer langetermijnwaarnemingen beschikbaar zijn, wijzen simulaties op basis van de reeds beschikbare waarnemingen erop dat de dubbelster, bestaande uit de wat lichtere sterren HD 131399B en -C, op een afstand van ongeveer 300 AE (300 keer de gemiddelde afstand  zon-aarde) om HD 131399A cirkelt. Deze laatste – de helderste van het gezelschap – heeft tachtig procent meer massa dan de zon. De sterren B en C wentelen om elkaar op een onderlinge afstand die vergelijkbaar is met de afstand zon-Saturnus.

De drievoudige ster HD 131399 in het sterrenbeeld Centaurus. Credit:ESO/IAU and Sky & Telescope

Volgens dit scenario beweegt planeet HD 131399Ab op een afstand van ongeveer 80 AE om de ster A – dat is ongeveer tweemaal de afstand zon-Pluto en ongeveer een derde van de afstand tussen ster A en de dubbelster B/C. De auteurs benadrukken dat ook andere baanscenario’s mogelijk zijn. Het wachten is op reeds geplande vervolgwaarnemingen die meer duidelijkheid moeten geven over de stabiliteit en vorm van de omloopbaan van de planeet.

‘Als de planeet wat verder verwijderd was geweest van de zwaarste ster in het systeem, zou hij al verstoten zijn geweest,’ legt Apai uit. ‘Onze computersimulaties hebben aangetoond dat dit type omloopbaan stabiel kan zijn, maar al bij het minste of geringste heel snel instabiel wordt.’

Planeten in meervoudige stersystemen kunnen rekenen op de warme belangstelling van astronomen en planeetwetenschappers, omdat zij illustreren hoe de vorming van planeten onder zulke extreme omstandigheden in zijn werk gaat. Hoewel meervoudige stersystemen ons aardbewoners, die het met één ster moeten doen, heel exotisch voorkomen, zijn ze eigenlijk net zo gewoon als enkelvoudige sterren.

‘Het is onduidelijk hoe deze planeet in zijn wijde omloopbaan in dit extreme systeem is beland, en we kunnen nog niet zeggen wat dit betekent voor ons bredere begrip van de verschillende soorten planetenstelsels, maar het toont aan dat er meer variëteit is in het heelal dan velen voor mogelijk hielden,’ concludeert Wagner. ‘Wat we wél weten is dat planeten in systemen met meer dan één ster tot nu toe veel minder vaak onderzocht zijn, terwijl ze mogelijk net zo talrijk zijn als planeten in enkelvoudige systemen.’ Bron: ESO.

References

References
1 De drie componenten van de drievoudige ster heten, op volgorde van afnemende helderheid, HD 131399A, HD 131399B en HD 131399C. Omdat de planeet om de helderste ster draait, heeft hij de aanduiding HD 131399Ab gekregen.
2 Gedurende een groot deel van het ‘jaar’ staan de sterren dicht bij elkaar aan de hemel van de planeet, die dan een goed herkenbare dagzijde en nachtzijde heeft. Dan zijn er elke dag drie zonsondergangen en zonsopkomsten te zien. Terwijl de planeet zijn baan doorloopt, neemt de afstand tussen de helderste ster en de dubbelster geleidelijk toe, totdat het punt wordt bereikt dat de een opkomt terwijl de ander ondergaat. Vanaf dat moment is het op de planeet gedurende ongeveer een kwart omloop (ruwweg 140 aardse jaren) bijna voortdurend licht.

Comments

  1. Avatar foto Enceladus zegt

    Interessant! Aangezien de planeet zelf Jupiter-achtig is, zal daar geen leven voorkomen. Maar op eventuele manen zou dat wel kunnen. En op die manen zou het dan ook gedurende dat mensenleven toch wel weer nacht kunnen worden, omdat zo’n maan bij zo’n grote planeet dan in de schaduw van die planeet zou kunnen staan.

    Maar goed, exomanen ontdekken is een kunstje dat we nog niet beheersen, dus eerst maar eens kijken wat toekomstige metingen voor resultaat aangaande deze planeet zullen opleveren.

    groet,
    Gert (Enceladus)

  2. Avatar foto Obelix zegt

    Resumerend : die planeet
    – staat op 80 AE van zijn zon
    – heeft 4 maal de massa van Jupiter
    – is zo’n 580 °C en dat noemen ze koud….

    Als ik dat vergelijk met de temperatuur van de gasreuzen en ijsreuzen in ons stelsel is dat ‘akelig’ warm.
    (Die bekende planeten hebben allen een temperatuur onder de 0°C)
    Voor een bruine dwerg is deze reus eigenlijk ( 3* ) te klein, maar ik vraag me wel af hoe die hoge temperatuur gegenereerd is. 😕

    Groet, Paul

    • Avatar foto Olaf van Kooten zegt

      De planeet is slechts 16 miljoen jaar oud en gloeit dus nog heftig na.

      • En dat “koud” slaat niet zozeer op een bijzondere eigenschap van de planeet. Die opmerking past in het kader van de moeilijkheid om planeten te direct-imagen. Hoe warmer de planeet hoe makkelijker. Dit is de koudste planeet waarbij dat tot nu toe is gelukt, in “visible light and the near infrared” met http://www.eso.org/public/teles-instr/vlt/vlt-instr/sphere/

        Normaal gesproken kunnen ze alleen de leeftijd van een ster bepalen. De “voertaal” is dat bij het noemen van de leeftijd van een planeet, het eigenlijk gaat over de leeftijd van diens moederster. De planeet kan dus nog best een paar miljoen jaar jonger zijn (met de gedachte over dat afkoelen/nog warm zijn). Uit de artikelen kan je echter nergens halen of er verrekening heeft plaats gevonden, dus misschien is de ster zelf ouder in dit geval.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: