Afbeelding tegoed: NASA / JPL
Net als Sherlock Holmes met een vergrootglas om verborgen aanwijzingen te onthullen, gebruikten moderne astronomen kosmische vergrotende effecten om een planeet in een baan om een verre ster te onthullen.
Dit markeert de eerste ontdekking van een planeet rond een ster buiten het zonnestelsel van de aarde met behulp van zwaartekracht microlensing. Een ster of planeet kan fungeren als een kosmische lens om een verder weg staande ster achter hem uit te vergroten en op te helderen. Het zwaartekrachtveld van de voorgrondster buigt en focust het licht, zoals een glazen lens buigt en het sterlicht focust in een telescoop. Albert Einstein voorspelde dit effect in zijn algemene relativiteitstheorie en bevestigde het met onze zon.
"De echte kracht van microlensing is het vermogen om planeten met een lage massa te detecteren", zegt Dr. Ian Bond van het Institute for Astronomy in Edinburgh, Schotland, hoofdauteur van een paper dat verschijnt in de Astrophysical Journal Letters van 10 mei. De ontdekking is mogelijk gemaakt door samenwerking tussen twee internationale onderzoeksteams: Microlensing Observations in Astrophysics (Moa) en Optical Gravitational Lensing Experiment (Ogle). Goed uitgeruste amateurastronomen zouden deze techniek kunnen gebruiken om toekomstige ontdekkingen op te volgen en planeten rond andere sterren te helpen bevestigen.
Het nieuw ontdekte sterrenplaneetsysteem is 17.000 lichtjaar verwijderd in het sterrenbeeld Boogschutter. De planeet, die om een rode dwerg-ouderster draait, is hoogstwaarschijnlijk anderhalf keer zo groot als Jupiter. De planeet en de ster staan driemaal verder uit elkaar dan de aarde en de zon. Samen vergroten ze een verdere achtergrondster op zo'n 24.000 lichtjaar afstand, nabij het centrum van de Melkweg.
In de meeste eerdere microlens-waarnemingen zagen wetenschappers een typisch verhelderend patroon of lichtcurve, wat aangeeft dat de aantrekkingskracht van een ster het licht van een object erachter beïnvloedde. De laatste waarnemingen toonden extra pieken van helderheid, wat wijst op het bestaan van twee enorme objecten. Door de precieze vorm van de lichtkromme te analyseren, ontdekten Bond en zijn team dat een kleiner object slechts 0,4 procent van de massa is van een tweede, groter object. Ze concludeerden dat het kleinere object een planeet moet zijn die om zijn moederster draait.
Dr. Bohdan Paczynski van Princeton University, Princeton, N.J., een OGLE-teamlid, stelde in 1986 voor het eerst voor om zwaartekracht-microlensing te gebruiken om donkere materie te detecteren. In 1991 stelden Paczynski en zijn student Shude Mao voor om microlensing te gebruiken om extrasolaire planeten te detecteren. Twee jaar later rapporteerden drie groepen de eerste detectie van zwaartekracht-microlensing door sterren. Eerdere beweringen over planeetontdekkingen met microlensing worden niet als definitief beschouwd, omdat ze te weinig waarnemingen hadden van de schijnbare planetaire helderheidsvariaties.
"Ik ben heel blij dat de voorspelling uitkomt met deze eerste definitieve planeetdetectie door zwaartekracht microlensing", zei Paczynski. Hij en zijn collega's zijn van mening dat waarnemingen de komende jaren kunnen leiden tot de ontdekking van planeten ter grootte van Neptunus en zelfs van planeten rond verre sterren.
Microlensing kan gemakkelijk extrasolaire planeten detecteren, omdat een planeet de helderheid van een achtergrondster dramatisch beïnvloedt. Omdat het effect slechts in zeldzame gevallen werkt, wanneer twee sterren perfect zijn uitgelijnd, moeten miljoenen sterren worden gecontroleerd. Recente ontwikkelingen in camera's en beeldanalyse hebben deze taak beheersbaar gemaakt. Dergelijke ontwikkelingen zijn onder meer de nieuwe grote Ogle-III-camera voor gezichtsveld, de Moa-II-telescoop van 1,8 meter (70,8 inch) die wordt gebouwd en de samenwerking tussen microlensingteams.
"Het is tijdkritisch om sterren te vangen terwijl ze zijn uitgelijnd, dus we moeten onze gegevens zo snel mogelijk delen", zegt Ogle-teamleider Dr. Andrzej Udalski van de Poolse Universiteit van Warschau. Udalski in Polen en Paczynski in de VS leiden het Pools / Amerikaanse project. Het opereert op het Las Campanas-observatorium in Chili, gerund door de Carnegie Institution of Washington, en omvat 's werelds grootste microlensenquête op de 1,3 meter (51 inch) Warschau-telescoop.
NASA en de National Science Foundation financieren het Optical Gravitational Lensing Experiment in de Verenigde Staten. Het Poolse Staatscomité voor Wetenschappelijk Onderzoek en de Foundation for Polish Science financieren het in Polen. Microlensing Observations in Astrophysics is in de eerste plaats een Nieuw-Zeeland / Japanse groep, met medewerkers in het Verenigd Koninkrijk en het Amerikaanse Nieuw-Zeelandse Marsden Fund, NASA en National Science Foundation, het Japanse Ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie, en de Japan Society voor de promotie van wetenschap steun het.
Afbeeldingen en informatie over het laatste onderzoek zijn beschikbaar op internet op http://www.jpl.nasa.gov/releases/2004/103a.cfm. Meer informatie over NASA's inspanningen op het gebied van planeetjacht vindt u op http://planetquest.jpl.nasa.gov.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
