Hoewel astronomie-mensen dol zijn op het aantal exoplaneten dat het Kepler-ruimtevaartuig heeft gevonden, worden die planeten niet echt bevestigd. Het kan lang duren om hun bestaan te bevestigen.
Wetenschap is natuurlijk uiterst rigoureus, of dat zou het ook moeten zijn. We kunnen geen valse positieven hebben die onze gegevens verpesten. Daarom duurde het tot nu toe om de eerste door Kepler gevonden exoplaneetkandidaat, bekend als Kepler 1658 b, te bevestigen.
Kepler 1658 b werd voor het eerst ontdekt door telescopen vanaf de grond voordat Kepler zelfs maar werd gelanceerd. Destijds heette het KOI 4.10, waar KOI staat voor Kepler Object of Interest. De Kepler-missie was al gepland, dus ze wisten dat deze exoplanet-kandidaat in het gezichtsveld van Kepler lag. En astronomen wisten dat het doelwit zou zijn.
Toen het Kepler-ruimtevaartuig werd gelanceerd, dachten astronomen aanvankelijk dat 1658 b een vals-positief was, wat betekent dat ze met de beschikbare gegevens niet konden concluderen dat het inderdaad een planeet was. Dat kwam omdat de eerste schattingen van de gastster uit waren, ver weg. Ze hebben de massa van de ster en de planeet enorm onderschat. De massaschattingen van de planeet en de ster konden het effect op de ster zelf niet verklaren. (Massieve planeten duwen zwaartekrachts hun gaststerren en dat kan gemeten worden.)
Daarom werd Kepler 1658 b op de plank gezet om weg te kwijnen als een vals positief. Uiteindelijk ging nieuwe software aan de slag met de Kepler-gegevens en werd 1658 b teruggeplaatst in de categorie van exoplanetenkandidaten, in afwachting van bevestiging.
In een nieuwe studie onder leiding van Ashley Chontos, afgestudeerd aan de Universiteit van Hawaï, wordt 1658 b bevestigd als een exoplaneet. Maar dat kostte wat werk.
Ten eerste ging Chontos terug door Kepler-gegevens op zoek naar doelen om opnieuw te analyseren in 2017. De nieuwe analyse maakte gebruik van stellaire geluidsgolven, het seismische geluid dat een ster maakt tijdens zijn fusieactiviteiten. De studie van deze golven wordt asteroseismologie genoemd.
De basis van asteroseismologie is niet zo moeilijk te begrijpen. Grotere sterren maken de laagste, diepste geluiden, terwijl kleinere sterren hoge geluiden maken. Het lijkt een beetje op moderne stereoluidsprekers: subwoofers zijn groot en maken de basnoten, en tweeters zijn klein en maken de hoge tonen.
Toen Chontos de gastster van 1658 b analyseerde, kwam die groter uit dan gedacht.
“Onze nieuwe analyse, die stellaire geluidsgolven gebruikt die in de Kepler-gegevens zijn waargenomen om de ster te karakteriseren, toonde aan dat de ster in feite drie keer zo groot is als eerder werd gedacht. Dit betekent op zijn beurt dat de planeet drie keer zo groot is, waaruit blijkt dat Kepler-1658b eigenlijk een hete Jupiter is, 'zei Chontos.
Maar dat was niet het einde. Deze nieuwe analyse suggereerde dat het een echte planeet was en niet alleen een vals positief. Maar het moest nog worden bevestigd en daarvoor waren meer gegevens nodig.
"We hebben Dave Latham (een senior astronoom bij het Smithsonian Astrophysical Observatory, en co-auteur op het papier) gewaarschuwd en zijn team heeft de nodige spectroscopische gegevens verzameld om ondubbelzinnig aan te tonen dat Kepler-1658b een planeet is", aldus Dan Huber, co-auteur. en astronoom aan de Universiteit van Hawaï. "Als een van de pioniers van de exoplaneetwetenschap en een sleutelfiguur achter de Kepler-missie, was het bijzonder passend dat Dave deel uitmaakte van deze bevestiging."
Het nieuwe artikel heet "The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler's First Exoplanet Detection."
Dus hier zijn een paar feiten over exoplaneet Kepler 1658 b en zijn gastster Kepler 1658:
- Kepler 1658 is een enorme subgigant die momenteel een snelle fase van stellaire evolutie doormaakt. We kennen er maar negen die er van houden.
- Kepler 1658 is 50% zwaarder en driemaal groter dan de zon.
- Kepler 1658 b is een hete Jupiter en met een baanafstand van slechts 0,05 astronomische eenheden is het een van de meest bekende planeten bij een ster van dit type.
Kepler 1658 is als een toekomstige, geëvolueerde versie van onze zon. Astronomen weten nog niet waarom, maar sterren als deze hebben zelden planeten. Dus het 1658-systeem is als een extreem geval. Maar de extreme aard ervan stelt astronomen in staat grenzen te stellen aan de complexe fysieke interacties die ervoor zorgen dat planeten in hun gastheerster spiraalsgewijs gaan. Dit systeem vertelt ons dat deze spiraalvormige actie veel langzamer gebeurt dan gedacht, en het kan dus niet echt het gebrek aan planeten rond deze sterren verklaren.
"Kepler-1658 is een perfect voorbeeld van waarom een beter begrip van de sterren van exoplaneten zo belangrijk is," zei Chontos. 'Het vertelt ons ook dat er nog veel schatten te vinden zijn in de Kepler-gegevens.'
Bronnen:
- Onderzoeksartikel: The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler's First Exoplanet Detection
- Onderzoeksartikel: TrES-2: The First Transiting Planet in the Kepler Field
- Persbericht: Kepler Space Telescope's eerste kandidaat voor exoplaneten bevestigd, tien jaar na lancering
- Persbericht: Discovery Alert! Kepler's First Planet Candidate bevestigd, 10 jaar later
- Persbericht: Symfonie van sterren: de wetenschap van stellaire geluidsgolven
