De Spitzer-ruimtetelescoop van NASA heeft voor het eerst het licht opgevangen van twee bekende planeten in een baan om andere sterren dan onze zon. De bevindingen markeren het begin van een nieuw tijdperk van planetaire wetenschap, waarin "extrasolaire" planeten direct kunnen worden gemeten en vergeleken.
"Spitzer heeft ons een krachtig nieuw hulpmiddel gegeven om meer te weten te komen over de temperaturen, atmosferen en banen van planeten op honderden lichtjaar van de aarde", zegt Dr. Drake Deming van NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Hoofdauteur van een nieuwe studie op een van de planeten.
"Het is fantastisch", zegt Dr. David Charbonneau van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass., Hoofdauteur van een afzonderlijke studie op een andere planeet. "We jagen al bijna 10 jaar op dit licht, sinds de ontdekking van extrasolaire planeten." De Deming-paper verschijnt vandaag in de online publicatie van Nature; het Charbonneau-artikel zal worden gepubliceerd in een aankomend nummer van het Astrophysical Journal.
Tot dusver zijn alle bevestigde planeten buiten het zonnestelsel, inclusief de twee die recentelijk door Spitzer zijn waargenomen, indirect ontdekt, voornamelijk door de "wobble" -techniek en meer recentelijk door de "transit" -techniek. Bij de eerste methode wordt een planeet gedetecteerd door de zwaartekrachtsleepboot die hij op zijn moederster uitoefent, waardoor de ster wiebelt. In het tweede geval wordt de aanwezigheid van een planeet afgeleid wanneer hij voor zijn ster langskomt, waardoor de ster dimt of knippert. Beide strategieën gebruiken telescopen met zichtbaar licht en laten indirect de massa en grootte van planeten zien.
In de nieuwe studies heeft Spitzer de warme infraroodgloed van twee eerder gedetecteerde "hete Jupiter" -planeten, aangeduid als HD 209458b en TrES-1, direct waargenomen. Hot Jupiters zijn extrasolaire gasreuzen die dicht om hun oudersterren scheuren. Vanuit hun toasting banen, nemen ze ruimschoots sterrenlicht op en schijnen ze helder in infraroodgolflengten.
Om deze planeetgloed te onderscheiden van die van de vurige hete sterren, gebruikten de astronomen een simpele truc. Ten eerste gebruikten ze Spitzer om het totale infraroodlicht van zowel de sterren als de planeten te verzamelen. Toen de planeten achter de sterren doken als onderdeel van hun normale baan, maten de astronomen het infrarode licht van alleen de sterren. Dit gaf precies aan hoeveel infrarood licht tot de planeten behoorde. "Bij zichtbaar licht overweldigt de schittering van de ster het licht van de planeet volledig", zegt Charbonneau. "In het infrarood is het contrast tussen ster en planeet gunstiger omdat de planeet zijn eigen licht uitzendt."
De Spitzer-gegevens vertelden de astronomen dat beide planeten minstens een stomende 1000 Kelvin (727 graden Celsius, 1340 Fahrenheit) zijn. Deze metingen bevestigen dat hete Jupiters inderdaad heet zijn. Aankomende Spitzer-waarnemingen met een reeks infraroodgolflengten zullen naar verwachting meer informatie opleveren over de winden van de planeten en atmosferische composities.
De bevindingen wekten ook opnieuw een mysterie op dat sommige astronomen hadden laten rusten. Planeet HD 209458b is ongewoon gezwollen of groot voor zijn massa, waarvan sommige wetenschappers dachten dat het het gevolg was van de zwaartekracht van een onzichtbare planeet. Als deze theorie correct was geweest, zou HD 209458b een niet-cirkelvormige baan hebben. Spitzer ontdekte dat de planeet inderdaad een cirkelvormig pad volgt. "We zijn weer terug bij af", zegt dr. Sara Seager, Carnegie Institution of Washington, Washington, co-auteur van de Deming-paper. "Voor ons theoretici is dat leuk."
Spitzer is bij uitstek geschikt voor het bestuderen van extrasolaire planeten waarvan bekend is dat ze de grootte van onze zon doorkruisen of kruisen tot een afstand van 500 lichtjaar. Van de zeven bekende transiterende planeten voldoen alleen de twee hier genoemde aan die criteria. Naarmate er meer worden ontdekt, zal Spitzer hun licht kunnen verzamelen - een bonus voor het observatorium, aangezien het oorspronkelijk niet was ontworpen om extrasolaire planeten te zien. NASA's toekomstige Terrestrial Planet Finder-coronagraaf, die in 2016 wordt gelanceerd, zal in staat zijn om extrasolaire planeten zo klein als de aarde direct in beeld te brengen.
Kort na de ontdekking in 1999 werd HD 209458b de eerste planeet die via de transitmethode werd gedetecteerd. Dat resultaat kwam van twee teams, één onder leiding van Charbonneau. TrES-1 werd in 2004 gevonden via de transitmethode als onderdeel van de door NASA gefinancierde Trans-Atlantic Exoplanet Survey, een op de grond gebaseerd telescoopprogramma dat gedeeltelijk door Charbonneau is opgezet.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
