De Hubble-ruimtetelescoop heeft 16 sterren geïdentificeerd die buiten de planeten zouden kunnen staan. De ontdekking werd gedaan met behulp van de transitmethode, waarbij planeten hun oudersterren een beetje dimmen wanneer ze ervoor passeren. Verdere waarnemingen zullen nodig zijn om de massa van de doorgaande planeten daadwerkelijk te berekenen.
De Hubble-ruimtetelescoop van NASA heeft 16 extrasolaire planeetkandidaten ontdekt die in een baan om verschillende verre sterren draaien in het centrale gebied van ons Melkwegstelsel.
De planeet bonanza werd ontdekt tijdens een Hubble-onderzoek, genaamd de Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS). Hubble keek verder dan ooit met succes werd gezocht naar planeten buiten het zonnestelsel. Hubble tuurde naar 180.000 sterren in de overvolle centrale uitstulping van ons sterrenstelsel op 26.000 lichtjaar afstand. Dat is een kwart van de diameter van de spiraalvormige schijf van de Melkweg. De resultaten verschijnen in het nummer van 5 oktober van het tijdschrift Nature.
Deze telling komt overeen met het aantal planeten dat naar verwachting zal worden blootgelegd uit een dergelijk onderzoek op afstand, gebaseerd op eerdere exoplaneetdetecties in onze lokale zonnewijk. Het smalle zicht van Hubble besloeg een strook hemel die niet groter was dan twee procent van het gebied van de volle maan. Wanneer geëxtrapoleerd naar het hele sterrenstelsel, leveren de gegevens van Hubble sterk bewijs voor het bestaan van ongeveer 6 miljard planeten ter grootte van Jupiter in de Melkweg.
Vijf van de nieuw ontdekte planeten vertegenwoordigen een nieuw extreem type planeet dat niet wordt gevonden in zoekopdrachten in de buurt. Dubbed Ultra-Short-Period Planets (USPP's), deze werelden draaien rond hun sterren in minder dan één aardedag.
"Het ontdekken van de planeten met een zeer korte periode was een grote verrassing", zei teamleider Kailash Sahu van het Space Telescope Science Institute, Baltimore. "Onze ontdekking geeft ook zeer sterk bewijs dat planeten in andere delen van de melkweg even overvloedig aanwezig zijn als in onze zonnewijk."
Hubble kon de 16 nieuw gevonden planeetkandidaten niet rechtstreeks bekijken. Astronomen gebruikten Hubble's Advanced Camera for Surveys om naar planeten te zoeken door het licht dimmen van een ster te meten als gevolg van de passage van een planeet ervoor, een gebeurtenis die een doorgang wordt genoemd. De planeet zou ongeveer zo groot moeten zijn als Jupiter om genoeg sterrenlicht te blokkeren, ongeveer één tot tien procent, om meetbaar te zijn door Hubble.
De planeten worden 'kandidaten' genoemd omdat astronomen vanwege de afstand en zwakheid van deze systemen slechts voor twee van hen follow-up massametingen konden verkrijgen. Na een grondige analyse sloot het team alternatieve verklaringen uit, zoals een begrazing door een geweldige metgezel die de voorspelde handtekening van een echte planeet zou kunnen nabootsen. De bevinding zou het aantal tot nu toe bespioneerde planeten met meer dan het dubbele kunnen verdubbelen.
De kandidaten van de planeet hebben de neiging om te draaien rond sterren die overvloediger voorkomen in elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium, zoals koolstof. Dit ondersteunt theorieën dat sterren die rijk zijn aan zware elementen de nodige ingrediënten hebben om planeten te vormen.
De planeetkandidaat met de kortste omlooptijd, SWEEPS-10 genaamd, zwaait binnen 10 uur rond zijn ster. Gelegen op slechts 740.000 mijl van zijn ster, is de planeet een van de heetste ooit gedetecteerd. Het heeft een geschatte temperatuur van ongeveer 3.000 graden Fahrenheit.
"Deze met sterren omhulde planeet moet minstens 1,6 keer de massa van Jupiter zijn, anders zou de zwaartekrachtspier van de ster hem uit elkaar trekken", zei Mario Livio, SWEEPS-teamlid. "Door de lage temperatuur van de ster kan de planeet zo dicht bij de ster overleven."
"Planeten met een ultrakorte periode lijken bij voorkeur te voorkomen rond normale rode dwergsterren die kleiner en koeler zijn dan onze zon", legde Sahu uit. "De schijnbare afwezigheid van USPP's rond zonachtige sterren in onze lokale buurt geeft aan dat ze mogelijk zijn verdampt toen ze te dicht bij een heterere ster migreerden."
Er is een alternatieve reden waarom Jupiter-achtige planeten rond koelere sterren dichter bij de ster zouden kunnen migreren dan zulke planeten rond warmere sterren. De circumstellaire schijf van gas en stof waaruit ze zijn ontstaan, strekt zich dichter naar een koelere ster uit. Sinds de ontdekking van de eerste 'hete Jupiter' rond een andere ster in 1995, hebben astronomen zich gerealiseerd dat dit ongewone type massieve planeet dicht bij zijn moederster moet zijn gedraaid vanaf een verder afgelegen locatie waar hij zich moet hebben gevormd. De binnenrand van een circumstellaire schijf stopt de migratie.
Planetaire transits vinden alleen plaats als de baan van de planeet bijna vanaf de rand wordt bekeken. Echter, slechts ongeveer 10 procent van de hete Jupiters heeft edge-on banen waarmee de planeet door een ster kan worden waargenomen. Om succesvol te zijn, moeten doorvoeronderzoeken een groot aantal sterren tegelijk zien. De SWEEPS-transitenquête bestreek een rijk veld van sterren in het Boogschuttervenster.
De term 'raam' impliceert een duidelijk zicht op het galactische centrum, maar een groot deel van het galactische vlak wordt verduisterd door stof. Hubble bewaakte 180.000 sterren voor periodiek, kort dimmen in de helderheid van een ster. Het sterrenveld werd geobserveerd gedurende een aaneengesloten periode van zeven dagen van 23-29 februari 2004. Om ervoor te zorgen dat het dimmen werd veroorzaakt door een object dat in een baan om een ster draaide, gebruikte het team Hubble om twee tot vijftien opeenvolgende doorgangen te detecteren voor elk van de 16 planeetkandidaten.
Twee sterren in het veld zijn helder genoeg dat het SWEEPS-team een onafhankelijke bevestiging kan geven van de aanwezigheid van een planeet door spectroscopisch een kleine schommeling in de beweging van de ster te meten als gevolg van de zwaartekracht van een ongeziene metgezel. Ze gebruikten de Very Large Telescope van de European Southern Observatory, gelegen op de berg Paranal in Chili, om een lichte schommeling in de ster te meten.
Een van de planetaire kandidaten heeft een massa onder de detectielimiet van 3,8 Jupiter-massa. De andere kandidaat is 9,7 Jupiter-massa's, wat lager is dan de minimummassa van 13 Jupiter-massa's voor een bruine dwerg. Een bruine dwerg is een object dat zich als een ster vormt, maar niet genoeg massa heeft om door kernfusie te schijnen.
Omdat de sterren zo zwak zijn en het gezichtsveld zo dicht opeengepakt is met sterren, is het niet haalbaar om de lichte beweging in de beweging van de ster te meten met behulp van spectroscopie. Toekomstige telescopen zoals de James Webb Space Telescope van NASA zullen de nodige gevoeligheid bieden om de meeste planeetkandidaten te bevestigen.
Het Hubble SWEEPS-programma is een belangrijk proof-of-concept voor NASA's toekomstige Kepler-missie, gepland voor lancering in 2007. Het Kepler-observatorium zal continu een gebied van de Melkweg in de gaten houden om doortrekkende planeten rond voornamelijk verre sterren te detecteren. Kepler zal gevoelig genoeg zijn om mogelijk honderden kandidaten voor een planeet ter grootte van de aarde te detecteren in of nabij de bewoonbare zone, de afstand van een ster waar vloeibaar water mogelijk op het oppervlak van een planeet zou kunnen bestaan.
De Hubble-ruimtetelescoop is een project van internationale samenwerking tussen NASA en de European Space Agency. Het Space Telescope Science Institute voert wetenschappelijke Hubble-operaties uit. Het instituut wordt voor NASA beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
