Een internationaal team van astronomen heeft twee nieuwe planeten ter grootte van een Jupiter laten verschijnen die in een baan om verre sterren draaien. De ontdekking werd gedaan met behulp van het nieuwe SuperWASP-programma, dat op zoek is naar sterren die volgens een regelmatig schema dimmen en oplichten als een planeet voor hen voorbij komt.
Een team van Britse, Franse en Zwitserse astronomen heeft twee nieuwe planeten ter grootte van een Jupiter ontdekt rond verre sterren. Ze behoren tot de heetste planeten die tot nu toe zijn ontdekt. Hun atmosfeer wordt langzaam de ruimte in geslingerd door de schroeiende straling van hun moedersterren. Deze planeten zijn de eerste die werden gevonden tijdens het door het VK geleide SuperWASP-programma (Wide Angle Search for Planets).
Het vinden van planeten die passeren voor hun moedersterren is zo belangrijk om te begrijpen hoe planeten zich vormen dat de European Space Agency binnenkort de 35 miljoen euro COROT-satelliet zal lanceren om ze te vinden. Maar een team van Britse, Franse en Zwitserse astronomen baant zich al de weg vanaf de grond, met de aankondiging van vandaag van de ontdekking van twee nieuwe planeten ter grootte van Jupiter rond sterren in de sterrenbeelden Andromeda en Delphinus. Hun atmosfeer wordt langzaam de ruimte in geslingerd door de schroeiende straling van hun moedersterren.
Deze planeten zijn de eerste die werden gevonden tijdens het door het VK geleide SuperWASP-programma (Wide Angle Search for Planets). Met behulp van groothoekcameralenzen, ondersteund door CCD-camera's van topkwaliteit, heeft het SuperWASP-team herhaaldelijk miljoenen sterren over grote delen van de hemel onderzocht, op zoek naar de kleine dipjes in het sterrenlicht die worden veroorzaakt wanneer een planeet voor zijn ster voorbij komt . Dit staat bekend als een doorvoer.
De bevestiging van de nieuwe vondsten kwam eerder deze maand toen het team de krachten bundelde met de Zwitserse en Franse gebruikers van SOPHIE, een krachtig nieuw Frans gebouwd instrument in het Observatoire de Haute-Provence. SOPHIE was in staat om een lichte schommeling in de beweging van elke ster te detecteren terwijl de planeten om hen heen cirkelden. Samen bevestigden de twee soorten observatie het bestaan en de aard van de planeten.
"De samenwerking tussen de twee instrumenten is bijzonder krachtig - SuperWASP vindt kandidaat-planeten en bepaalt hun stralen, en SOPHIE bevestigt hun aard en weegt ze", zegt Dr. Don Pollacco (Queen's University Belfast), de SuperWASP-projectwetenschapper.
"We zijn verheugd dat SOPHIE de eerste twee nieuwe planeten van SuperWASP in de eerste vier operationele nachten heeft gedetecteerd", zegt professor Andrew Collier Cameron (Universiteit van St. Andrews), die de internationale vervolgcampagne leidde.
Er zijn nu ongeveer 200 planeten rond andere sterren bekend, maar bijna allemaal werden ze ontdekt met behulp van grote telescopen die tientallen miljoenen ponden kosten. Dit vereist een moeizame studie van één ster tegelijk, in de hoop sterren te vinden met planeten eromheen.
In tegenstelling hiermee kijken de SuperWASP-telescopen naar honderdduizenden sterren tegelijk, zodat iedereen met doortrekkende planeetkandidaten in één keer kan worden geïdentificeerd.
In slechts een tiental van de bekende systemen is waargenomen dat een planeet voorbij zijn ster passeert. Hoewel het aantal bekende ‘doorgaande exoplaneten’ nog steeds erg klein is, vormen ze de sleutel tot de vorming van planetaire systemen en een begrip van de oorsprong van onze eigen aarde. Het zijn de enige planeten waarvan de afmetingen en dichtheden betrouwbaar kunnen worden bepaald.
De sterren waar de nieuwe planeten omheen draaien lijken beide op de zon. De ene is een beetje heter, helderder en groter, terwijl de andere iets koeler, zwakker en kleiner is. De grotere ster in het sterrenbeeld Andromeda is meer dan 1000 lichtjaar verwijderd. De kleinere ster in het sterrenbeeld Delphinus is slechts ongeveer 500 lichtjaar van ons verwijderd. Hoewel beide sterren te zwak zijn om met het blote oog te zien, zijn ze gemakkelijk te detecteren met een kleine telescoop.
De planeten zelf, bekend als WASP-1b en WASP-2b, zijn van het type dat bekend staat als ‘hot Jupiters’. Het zijn beide gigantische gasplaneten, zoals Jupiter, de grootste planeet in ons zonnestelsel, maar ze staan veel dichter bij hun moedersterren. Terwijl Jupiter bijna 800 miljoen km van de zon verwijderd is en om de 12 jaar draait, is WASP-1b slechts 6 miljoen km van zijn ster en draait het om de 2,5 dagen, WASP-2b is slechts 4,5 miljoen km van zijn ster en draait eenmaal elke 2 dagen.
Door de zeer nauwe banen moeten deze planeten nog heter zijn dan de planeet Mercurius in ons zonnestelsel, dat bijna 60 miljoen km van de zon verwijderd is en een oppervlaktetemperatuur van meer dan 400 ° C heeft. De temperatuur van WASP-1b wordt geschat op meer dan 1800C. Beide planeten vertonen tekenen dat ze hun atmosfeer aan de ruimte verliezen.
Het SuperWASP-team plant momenteel follow-upwaarnemingen van de twee nieuwe planetaire systemen met de Hubble-ruimtetelescoop en de Spitzer-ruimtetelescoop om de afmetingen en temperaturen van de planeten nauwkeuriger te meten, en ook om te zoeken naar indicaties van andere planeten in deze systemen. SuperWASP zal naar verwachting de komende jaren nog tientallen doorgaande planeten vinden.
Een paper met deze resultaten is ingediend bij het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
ACHTERGROND INFORMATIE
Tijdens een internationale conferentie vandaag bij het Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, zal een team van astronomen uit het VK, de Canarische Eilanden, Frankrijk en Zwitserland de ontdekking van twee nieuwe planeten rond andere sterren aankondigen. (De conferentietoespraak van Dr. Rachel Street is gepland om 11:50 uur lokale tijd). De twee planeten, genaamd WASP-1b en WASP-2b, werden geïdentificeerd met behulp van 's werelds grootste planeetjacht-telescoop, bekend als SuperWASP, die zich op het eiland La Palma bevindt. Het planetaire karakter van de ontdekkingen werd vastgesteld met een nieuw instrument, bekend als SOPHIE, in het Observatoire de Haute-Provence. Deze twee telescopen zijn net begonnen met gezamenlijke operaties en vonden de twee nieuwe planeten in hun respectieve inaugurele observatieseizoenen.
Hoewel geen enkele telescoop rechtstreeks planeten rond andere sterren kan zien, kan de doorgang of doorgang van de planeet over het oppervlak van de ster ongeveer 1% van het licht van de moederster blokkeren, waardoor de ster een paar uur iets zwakker wordt. In ons eigen zonnestelsel deed zich een soortgelijk fenomeen voor op 8 juni 2004, toen Venus over de zonneschijf ging.
De SuperWASP-telescopen maken herhaalde beelden van honderdduizenden sterren in één snapshot, en bouwen zo op hoe de helderheid van elke ster in de tijd varieert. Door in de gegevens te zoeken naar sterren die ‘knipogen’, worden kandidaten voor die herbergen van planeten geïdentificeerd. Deze kandidaat-sterren worden vervolgens individueel geobserveerd om de detectie van de planeet te bevestigen, met behulp van de beroemde telescoop in Observatoire de Haute-Provence, waar in 1995 de eerste historische exoplaneet-ontdekking werd gedaan door teamleden Michel Mayor en Didier Queloz.
DE SUPERWASP PLANETAIRE TRANSIT TELESCOOP
Het SuperWASP-project (Wide Angle Search for Planets) heeft twee camerasystemen: één in La Palma op de Canarische Eilanden en één in het Sutherland Observatory, Zuid-Afrika. Deze telescopen hebben een nieuw optisch ontwerp dat bestaat uit acht wetenschappelijke camera's, die elk lijken op een digitale camera voor huishoudelijk gebruik en die collectief zijn bevestigd aan een conventionele telescoopbevestiging. SuperWASP heeft een gezichtsveld dat ongeveer 2000 keer groter is dan dat van een conventionele astronomische telescoop. De instrumenten staan onder robotbesturing en zijn ondergebracht in een eigen gebouw op maat.
De acht afzonderlijke camera's op elke houder zijn klein door telescoopstandaarden - de lenzen hebben een diameter van slechts 11 cm - maar in combinatie met de modernste detectoren en een geavanceerde, geautomatiseerde data-analysepijplijn, zijn ze in staat om afbeeldingen te produceren van de hele hemel, meerdere keren per nacht, en het detecteren van honderdduizenden sterren in een enkele snapshot.
Een nacht observeren met SuperWASP genereert een enorme hoeveelheid gegevens, tot 60 GB - ongeveer zo groot als een typische moderne harde schijf van een computer (of 100 cd-roms). Deze gegevens worden vervolgens verwerkt met behulp van geavanceerde software en opgeslagen in een database aan de Universiteit van Leicester.
Door met de SuperWASP-telescopen herhaaldelijk dezelfde luchtvlekken te observeren en nauwkeurig de helderheid van alle gedetecteerde sterren te meten, bouwen de astronomen ‘lichtkrommen’ van alle objecten op om te zien hoe hun helderheid met de tijd varieert.
Voor die sterren met planeten in een baan om hen heen, en waarin de banen bijna aan de rand worden gezien, treden dalingen in helderheid (ongeveer 1%) op wanneer de planeet voor de ster passeert. In feite knipogen de sterren om ons te vertellen dat ze planeten hebben. De duur en diepte van de dip in de lichtcurve maken het mogelijk om de straal van de planeet te meten.
De gegevens waaruit de twee WASP-planeten werden ontdekt, werden verkregen in 2004, toen de noordelijke SuperWASP-telescoop met slechts vijf camera's werkte. Zowel SuperWASP Noord als Zuid werken nu robotisch met hun volledige aanvulling van elk acht camera's. De eerste ontdekte reeks planeten belooft nog grotere vangsten die ons begrip van deze bizarre planeten op een veilige statistische basis zullen plaatsen.
DE SOPHIE SPECTROGRAPH
Nadat ze sterren hebben gedetecteerd met exoplaneetkandidaten die om hen heen draaien, worden de detecties bevestigd met een nieuw instrument - de SOPHIE-spectrograaf - in het Observatoire de Haute-Provence. De hier gerapporteerde waarnemingen zijn verkregen tijdens de eerste week van gebruik van dit nieuwe instrument.
Terwijl planeten rond hun gaststerren draaien, wordt de ster zelf in een kleine baan rondgetrokken door de aantrekkingskracht van de planeet. Dit kleine 'wiebelen' wordt gedetecteerd met het Doppler-effect. Het spectrum van de ster bevat veel absorptielijnen die in de atmosfeer van de ster worden geproduceerd. Deze spectraallijnen komen voor bij karakteristieke, nauwkeurig bekende golflengten. Maar als de ster beweegt onder invloed van de planeet, verschuiven de spectraallijnen met kleine hoeveelheden heen en weer in golflengte.
Met de SOPHIE-spectrograaf kunnen deze kleine golflengteverschuivingen zeer nauwkeurig worden gemeten. In het geval van de twee hier ontdekte planeten, bedragen de gemeten Doppler-verschuivingen minder dan 0,0003 nanometer in golflengte, wat overeenkomt met snelheden van minder dan 200 meter per seconde.
Soortgelijke doorgangen als die waargenomen door SuperWASP kunnen ook worden geproduceerd door sterren met een lage massa, dus het is essentieel om de Doppler-verschuiving te meten om het transiterende object te 'wegen' en onderscheid te maken tussen de twee mogelijkheden. De analyse van de Doppler-verschuiving maakt het mogelijk de planetaire aard van de transiterende metgezel vast te stellen en de ware massa ervan te bepalen. In combinatie met de straalbepaling levert het de dichtheid van de planeet op, wat cruciale informatie is voor de studie van de interne structuur van exoplaneten.
Oorspronkelijke bron: RAS News Release
