De eerste ontdekking van een planeet buiten het zonnestelsel was een echte wetenschappelijke prestatie. De eerste ontdekte exoplaneten werden ontdekt met behulp van observatoria op de grond, dus in eerste instantie was hun aantal klein. Maar met de lancering van nieuwe, krachtigere ruimtetelescopen zoals Kepler, begon het aantal open werelden omhoog te schieten. In februari van dit jaar hebben wetenschappers de ontdekking bevestigd van 3.728 exoplaneten in 2.794 systemen, waarvan er 622 meer dan één planeet hebben.
Meer recentelijk hebben astronomen een nieuwe prestatie gemeld. Astrofysici van de Universiteit van Oklahoma (VS) hebben voor het eerst in de geschiedenis planeten in een ander sterrenstelsel waargenomen. Met behulp van de voorspellende methode die wordt beschreven in Einsteins algemene relativiteitstheorie, vond het team bewijs van planeten in een melkwegstelsel op ongeveer 3,8 miljard lichtjaar afstand.
Een artikel over de ontdekking, getiteld "Andere sterrenstelsels onderzoeken met Quasar Microlensing", werd onlangs gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters. De studie werd geleid door PhD Xinyu Dai en professor Eduardo Gerras van de afdeling Fysica en Sterrenkunde aan de Universiteit van Oklahoma.
Voor hun onderzoek gebruikten astrofysici de methode van zwaartekrachtmicrolensing, waarbij een massief astronomisch object zoals een ster als een lens fungeert, die met behulp van zijn zwaartekrachtvelden de richting verandert en de voortplanting van elektromagnetische straling focust, net zoals een gewone lens de richting van een lichtbundel verandert. Gravitationele microlensing is een verkleinde gravitatielenstechniek. In de laatste werken veel grotere objecten, zoals sterrenstelsels of zelfs clusters van sterrenstelsels, als een lens, die de richting van het licht van het waargenomen object achter de lens verandert. Beide opties worden gebruikt in de transitmethode voor het detecteren van planeten. Wanneer een planeet een ster passeert ten opzichte van de waarnemer (d.w.z. een doorgang maakt),het licht van de ster verandert dienovereenkomstig, en dus kunnen wetenschappers de aanwezigheid van een planeet bepalen.
Naast de microlensing-methode, die de aanwezigheid detecteert van objecten die zich alleen op echt zeer grote afstanden van ons bevinden (we hebben het over miljarden lichtjaren), gebruikten de onderzoekers gegevens van het ruimte-röntgenobservatorium "Chandra" om de quasar RX J1131-1231 te bestuderen. Allereerst waren wetenschappers geïnteresseerd in de microlensing-eigenschappen van een superzwaar zwart gat naast deze quasar.
Daarnaast gebruikten de wetenschappers de rekenkracht van een supercomputer om de gebruikte microlensing-modellen te berekenen. Als onderdeel van hun analyse van de gegevens vonden de onderzoekers energieverschuivingen die kunnen worden toegeschreven aan de aanwezigheid van ongeveer 2.000 niet-verwante planeten tussen de quasar en de aarde, met massa's variërend van de massa van de maan tot Jupiter.
Afbeelding van de zwaartekrachtlens van het sterrenstelsel RX J1131-1231 met een lenticulair sterrenstelsel in het midden en vier afbeeldingen van de quasar op de achtergrond. Onderzoekers suggereren dat er op deze afbeelding biljoenen planeten in het centrum van een elliptisch sterrenstelsel staan.
“We zijn erg blij met deze ontdekking. Voor het eerst zijn er planeten ontdekt buiten onze melkweg. Het is de aanwezigheid van planeten die de signaturen die we in het onderzoek hebben waargenomen met behulp van de microlensing-methode het beste kunnen verklaren. Door middel van datamodellering en analyse van de hoge frequenties van deze handtekeningen, hebben we geprobeerd veel van hun bronnen te achterhalen”, aldus Xinyu Dai in een gepubliceerd persbericht.
Promotie video:
Wetenschappers hebben al 53 planeten in de Melkweg ontdekt met behulp van microlensing, maar dit is de eerste keer dat astronomen tekenen van planeten in andere sterrenstelsels kunnen detecteren. Net als in het geval van exoplaneten buiten het zonnestelsel, wisten wetenschappers tot op dit moment niet zeker of planeten in andere sterrenstelsels zouden kunnen bestaan. Deze ontdekking tilt de verkenning van de ruimte buiten het zonnestelsel naar een werkelijk nieuw niveau.
Eduardo Gerras merkt op dat de ontdekking mogelijk werd gemaakt door aanzienlijke vooruitgang in zowel modelleertechnieken als hardware in de afgelopen jaren.
“Dit is een voorbeeld van hoe effectief onze methoden voor het analyseren van extragalactische microlensinggegevens kunnen zijn. Dit sterrenstelsel bevindt zich op ongeveer 3,8 miljard lichtjaar afstand en we kunnen deze planeten niet rechtstreeks waarnemen. Zelfs onze beste telescopen kunnen dat niet. Dit is alleen denkbaar in sciencefiction. Desalniettemin zijn we echt in staat ze te bestuderen, waarbij we niet alleen hun bestaan bevestigen, maar zelfs uitgaan van hun massa."
In de komende jaren zouden verschillende nieuwe en modernste observatoria moeten openen en tegelijkertijd in werking moeten treden, waardoor nog meer verbazingwekkende ontdekkingen kunnen worden gedaan. De James Webb Space Telescope, de European Extremely Large Telescope en de Colossus Telescope zijn slechts enkele van de namen op de lijst.
