Artist's Concept of Transiting Planet XO-1b. Klik om te vergroten
Amateurastronomen hebben goedkope apparatuur gebruikt om een planeet ter grootte van een Jupiter te ontdekken die in een baan om een zonachtige ster op 600 lichtjaar afstand draait. Een geautomatiseerde telescoop observeerde tienduizenden heldere sterren en vervolgens koos het team een paar dozijn veelbelovende kandidaten. De nieuwe planeet, genaamd X0-1b, is de 10e planeet die ooit is ontdekt met behulp van de transitmethode.
Een internationaal team van professionele en amateurastronomen, dat met eenvoudige standaardapparatuur de lucht naar planeten buiten ons zonnestelsel sleept, heeft zijn eerste 'vangst' binnengehaald.
De astronomen ontdekten in het sterrenbeeld Corona Borealis een planeet ter grootte van een Jupiter ter hoogte van een zonachtige ster op 600 lichtjaar van de aarde. Het team, geleid door Peter McCullough van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Md., Bestaat uit vier amateurastronomen uit Noord-Amerika en Europa.
Door bescheiden telescopen te gebruiken om naar exoplaneten te zoeken, ontstaat een productieve samenwerking tussen professionele en amateurastronomen die de zoektocht naar de planeet zou kunnen versnellen.
"Deze ontdekking suggereert dat een vloot van bescheiden telescopen en de hulp van amateurastronomen vele malen sneller kunnen zoeken naar transsonende planeten dan wij nu zijn," zei McCullough. De bevinding is geaccepteerd voor publicatie in het Astrophysical Journal.
McCullough zette een relatief goedkope telescoop in, gemaakt van commerciële apparatuur, om de lucht te scannen op planeten buiten het zonnestelsel. Genaamd de XO-telescoop, deze bestaat uit twee telelenscameralenzen van 200 millimeter en ziet eruit als een verrekijker. De telescoop staat op de top van de Haleakala-vulkaan op Hawaï.
"Het repliceren van de XO-prototypetelescoop zou $ 60.000 kosten", legt McCullough uit. "We hebben veel meer dan dat uitgegeven aan software, met name aan het ontwerpen en bedienen van het systeem en het extraheren van deze planeet uit de gegevens."
Het team van McCullough vond de planeet, genaamd X0-1b, door kleine dipjes in de lichtopbrengst van de ster op te merken wanneer de planeet voor de ster voorbijging, een doorgang genoemd. Het licht van de ster, XO-1 genaamd, daalt met ongeveer 2 procent wanneer de planeet XO-1b ervoor passeert. De waarneming toonde ook aan dat X0-1b zich in een strakke vierdaagse baan rond zijn moederster bevindt.
Hoewel astronomen meer dan 180 extrasolaire planeten hebben gedetecteerd, is X0-1b slechts de tiende planeet die is ontdekt met behulp van de transitmethode. Het is de tweede planeet die wordt gevonden met telelenzen. De eerste, genaamd TrES-1, werd gerapporteerd in 2004. Met de transitmethode kunnen astronomen de massa en grootte van een planeet bepalen. Astronomen gebruiken deze informatie om de kenmerken van de planeet af te leiden, zoals de dichtheid.
Het team bevestigde het bestaan van de planeet door de Harlan J. Smith-telescoop en de Hobby-Eberly-telescoop van het McDonald Observatorium van de Universiteit van Texas te gebruiken om de lichte wiebeling van de planeet op zijn moederster te meten. Met deze zogenaamde radiale snelheidsmethode kon het team een precieze massa voor de planeet berekenen, die iets minder is dan die van Jupiter (ongeveer 0,9 Jupiter-massa's). De planeet is ook veel groter dan de massa doet vermoeden. "Van de planeten die voor hun sterren passeren, lijkt de XO-1b het meest op Jupiter die tot nu toe bekend is, en de ster XO-1 lijkt het meest op de zon", zei McCullough, hoewel hij er snel aan toevoegde: " maar XO-1b staat veel dichter bij zijn ster dan Jupiter bij de zon. '
De innovatieve techniek van de astronoom om relatief goedkope telescopen te gebruiken om naar verduisterende planeten te zoeken, is in het voordeel van het vinden van planeten in de buurt van hun moedersterren. De planeet moet ook groot genoeg zijn om een meetbare dip in sterrenlicht te produceren.
De planeet is de eerste die werd ontdekt tijdens McCullough's zoektocht van drie jaar naar transitie van extrasolaire planeten. De zoektocht naar de planeet wordt gegarandeerd door een subsidie van NASA's Origins-programma.
McCullough's techniek voor het vinden van planeten omvat nachtelijke bewegingen van de lucht met behulp van de XO-telescoop op Hawaï om de helderheid van de sterren die het tegenkomt op te merken. Een computersoftwareprogramma bladert elke twee maanden door vele duizenden sterren op zoek naar kleine dipjes in het licht van de sterren, de handtekening van een mogelijke planetaire doorgang. De computer komt met een paar honderd mogelijkheden. Uit die kandidaten selecteren McCullough en zijn team enkele tientallen veelbelovende leads. Hij geeft deze sterren door aan de vier amateurastronomen om de mogelijke transits nauwkeuriger te bestuderen.
Van september 2003 tot september 2005 heeft de XO-telescoop tienduizenden heldere sterren waargenomen. In die tijd bestudeerde zijn team van amateurastronomen enkele tientallen veelbelovende kandidaat-sterren die door McCullough en zijn team waren geïdentificeerd. De ster X0-1 werd in juni 2005 aangemerkt als veelbelovende kandidaat. De amateurastronomen observeerden hem in juni en juli 2005, wat bevestigde dat een object ter grootte van een planeet de ster verduisterde. Het team van McCullough wendde zich vervolgens tot het McDonald Observatory in Texas om de massa van het object te verkrijgen en het als een planeet te verifiëren. Hij ontving het nieuws van de observatie van de telescoop om 16:06 uur op 16 februari 2006 van Chris Johns-Krull, een vriend en collega van de Rice University.
"Het was een geweldig gevoel omdat het team drie jaar heeft gewerkt om deze ene planeet te vinden", legt McCullough uit. "De ontdekking vertegenwoordigt een paar bytes van bijna een terabyte aan gegevens: het is alsof je goud probeert te destilleren uit zeewater."
De ontdekking heeft ook een speciale familiale betekenis voor de astronoom. "De mentor van mijn vader was Harlan J. Smith, de man wiens ambitie en harde werk de telescoop produceerde die we gebruikten om de controlegegevens te verzamelen."
McCullough gelooft dat de nieuw gevonden planeet een perfecte kandidaat is voor studie door de Hubble- en Spitzer-ruimtetelescopen. Hubble kan nauwkeurig de afstand van de ster en de grootte van de planeet meten. Spitzer kan de infraroodstraling van de planeet daadwerkelijk zien. Door de verdwijning van de planeet achter de ster te timen, kan Spitzer ook de 'ellipticiteit' of 'onrondheid' van de baan van de planeet meten. Als de baan elliptisch is, zou de variërende zwaartekracht resulteren in extra verwarming van de planeet, de atmosfeer uitbreiden en misschien verklaren waarom de diameter van het object bijzonder groot lijkt voor een lichaam van zijn berekende massa.
"Door de doorgangen van de planeet over de ster te timen, hebben zowel amateur- als professionele astronomen het geluk om de aanwezigheid van een andere planeet in het XO-1-systeem te detecteren door de zwaartekrachtsleepboten op de XO-1b," zei McCullough. 'Het is zelfs mogelijk dat zo'n planeet vergelijkbaar is met de aarde.'
Oorspronkelijke bron: HubbleSite News Release
