Meteen bij de drie dichtstbijzijnde sterren, vergelijkbaar met de zon, waren er planetenstelsels van "superlanden" en "Jupiters". De helderste is gemakkelijk met het blote oog te zien in het sterrenbeeld Maagd, het is slechts 30 lichtjaar verwijderd
In de afgelopen 15 jaar komen buitenaardse planeten steeds dichter bij het zonnestelsel. De eerste planeet in een baan om een normale ster werd ontdekt in 1994, op 50 lichtjaar afstand. De massa van het object, dat onofficieel Bellerophon werd genoemd, is 150 keer de massa van de aarde en draait met het blote oog rond de nauwelijks te onderscheiden ster 51 (gelezen als "eenenvijftigste") Pegasus. Vandaar in feite de naam.
400 planeten - groot en verschillend
Zoek naar planeten buiten het zonnetje
Exoplaneten, dat wil zeggen planeten rond andere sterren dan de zon, zoeken astronomen op vijf manieren.
Ten eerste kun je gewoon zien - maar tot nu toe was het alleen mogelijk voor grote en jonge planeten die na de geboorte niet zijn afgekoeld en gloeien met hun eigen licht.
De tweede en meest productieve methode voor vandaag is de radiale snelheidsmethode, waarbij de planeten worden gezocht op basis van de fluctuaties in de snelheid van de ster als gevolg van de aantrekkingskracht van de planeet.
De derde methode, die veel wetenschappers als een van de meest veelbelovende beschouwen, is de doorvoermethode. In dit geval houden wetenschappers de helderheid van de ster nauwlettend in de gaten en proberen ze periodieke "knipoogjes" te vinden die verband houden met de passage van de planeet over de schijf van de ster. De methode van het zoeken naar extra planeten in het reeds gevonden planetenstelsel door verstoringen op de momenten van deze gedeeltelijke verduisteringen als gevolg van de aantrekkingskracht van andere planeten van het stelsel, grenst hier ook aan.
De vierde methode is de methode van zwaartekracht-microlensing, die gepaard gaat met een verandering in de helderheid van verre achtergrondsterren wanneer een planeet ernaast passeert en de lichtstralen van een ver object door zijn aantrekking buigt. Planetaire zwaartekracht alleen is meestal niet voldoende om een signaal vast te stellen, maar in combinatie met zijn ster blijkt het behoorlijk merkbaar te zijn. Met deze methode is de planeet met minimale massa ontdekt.
Promotie video:
De vijfde methode is astrometrisch, geassocieerd met een nauwelijks waarneembare verplaatsing van een ster aan de hemel vanwege de aantrekkingskracht van planeten. Begin 2009 werd de ontdekking van de eerste planeet met deze methode gerapporteerd, maar dit werk werd later in twijfel getrokken.
Bellerophon werd gevolgd door honderden andere planeten - nu dichtbij, nu ver weg, vaker groot en minder vaak klein, in de meeste gevallen heet, zelden koud en zeer zelden - warm genoeg, maar niet te heet voor het leven. Nu is hun aantal al meer dan vierhonderd en weten wetenschappers op zijn minst vijf manieren om naar buitenzonnige planeten te zoeken. Op een paar uitzonderingen na, die op de vingers van één hand kunnen worden geteld, hebben we deze planeten zelf niet gezien en hebben we alle conclusies over hun kenmerken getrokken bij het bestuderen van het licht van hun oorspronkelijke sterren.
De meeste van de gevonden extrasolaire planeten zijn reuzen zoals onze Jupiter, om de eenvoudige reden dat dit de planeten zijn die het gemakkelijkst te vinden zijn. Welke methode je ook gebruikt bij je zoektocht, een grote en massieve metgezel zal de beweging en het licht van de ster sterker beïnvloeden. Om dezelfde reden zijn de meeste van deze planeten heet: de invloed van een planeet op een ster is sterker naarmate deze dichter bij de ster staat, en dichtbij de planeet worden ze erg heet.
Ten slotte is een aanzienlijk aantal sterren waarrond planeten zijn gevonden, dwergsterren, vage rode sterren die meerdere keren zwakker zijn dan de zon. Nogmaals, omdat alle andere dingen gelijk zijn, zal de invloed van de planeet op een kleine ster sterker zijn dan op een grote.
Heet maagdelijk trio
Des te interessanter zijn de zoekresultaten van verschillende onafhankelijke groepen tegelijk, die de avond ervoor zijn gepubliceerd. De meest opvallende daarvan was natuurlijk het werk van een groep astronomen uit Australië, Groot-Brittannië en de Verenigde Staten, die een compleet planetenstelsel vonden rond de heldere ster 61 Maagd, op slechts 28 lichtjaar van de aarde. Een artikel waarin het wordt beschreven, zou binnenkort op de pagina's van het Astrophysical Journal moeten verschijnen, maar is in de tussentijd beschikbaar in het Archive of Electronic Preprints van Cornell University.
61 Maagd is eigenlijk een tweelingbroer van de zon; hij is slechts 5% lichter dan onze ster. Drie satellieten van planetaire massa's draaien rond deze ster, die met het blote oog kan worden gezien. De massa van een van hen is slechts 5 aardmassa's, de tweede is 18 aardmassa's, de derde is 24 keer zo zwaar als onze planeet. Ze draaien rond hun ster in iets langwerpige banen in respectievelijk 4, 38 en 124 dagen. Als je ze in het zonnestelsel plaatst, bevinden twee van deze banen zich binnen de baan van Mercurius en de derde, de buitenste, zal bijna de baan van Venus bereiken.
Natuurlijk, met zo'n nabijheid tot zijn licht, kan geen van deze lichamen erg aantrekkelijk voor het leven worden genoemd. Op de binnenste planeet is de evenwichtstemperatuur ongeveer 900 graden Celsius, op de tweede - 400 graden, op de derde - 150; allemaal uiteraard met een plusteken.
Deuce op Weegschaal
Het tweede systeem, waarvan een beschrijving zou moeten verschijnen op de pagina's van de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, draait om de ster HD 134987, oftewel 23 Weegschaal. Het is ook een ster die lijkt op de zon, maar hij is niet met het blote oog te zien, hij kan alleen door een verrekijker worden gezien. Het planetenstelsel bevindt zich op een afstand van ongeveer 100 lichtjaar van de aarde.
Eén planeet, met een omlooptijd van ongeveer 258 dagen, is hier al ongeveer tien jaar bekend. Toen ze echter de gegevens over de verandering in de waargenomen snelheid van de ster begrepen, ontdekten wetenschappers een signaal van een ander object dat in een baan om de aarde cirkelde met een periode van bijna 14 jaar. De massa van de objecten is 0,8 en 1,6 massa van Jupiter, terwijl de periode van de buitenste (langzame) planeet dicht bij de periode van de echte Jupiter ligt, die ronddraait in onze eigen planetaire familie.
Astronomen denken dat dit een goed teken is - het lijkt erop dat we langzaamaan leren om systemen te vinden die vergelijkbaar zijn met de onze. Daarvoor ontbrak voorheen de gevoeligheid van astronomische instrumenten. Overigens kunnen de omstandigheden op de buitenplaneet zelfs geschikt zijn voor leven - als die satellieten heeft; zij beschouwen Jupiters maan Europa met zijn subglaciale oceaan als een plek met het potentieel om leven te vinden.
Walvis hybride
Een derde systeem, ook voorbereid voor publicatie in het Astrophysical Journal, omringt ook een zonachtige ster, HD 1461, op ongeveer 75 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cetus, slechts iets groter dan onze ster. Zijn schittering is ook onvoldoende om het met het blote oog te zien, maar met een verrekijker, met coördinaten, is het niet moeilijk om het te vinden.
Hier hebben we te maken met een systeem dat vergelijkbaar is met beide hierboven beschreven systemen. De binnenste planeet is ook een "superaarde", zoals die van 61 Maagd, met een massa van ongeveer 7,4 aardmassa's en een periode van slechts 5,77 dagen. De omstandigheden erop, ondanks de naam, zijn ook verre van aards - de temperatuur is hier gemiddeld onder de 1000 graden Celsius en zelfs hoger aan de dagzijde.
Maar de andere twee planeten hebben een periode van 1,5 jaar en 14 jaar - ongeveer hetzelfde als Mars en Jupiter. Het is waar dat de massa van "Mars" bijna 30 keer zo groot is als die van de aarde, en niet 10 keer minder dan die van echte Mars. Maar "Jupiter" van het sterrenbeeld Cetus is vier keer lichter dan onze Jupiter, en de omstandigheden op zijn satellieten - als ze er zijn - zijn bijna hetzelfde als op de satellieten van de grootste planeet in het zonnestelsel.
Lagere schattingen
Het Doppler-effect is een
verandering in de frequentie van zichtbaar licht (of een andere golfvorm) van een object dat de waarnemer nadert of ervan af beweegt. De frequentie van het licht van de naderende bron neemt toe, de frequentie van de terugtrekkende bron neemt af.
De frequentieverschuiving hangt (als we geen rekening houden met de effecten van de relativiteitstheorie) slechts van één component van de relatieve snelheid van de bron en de waarnemer - langs de rechte lijn die ze verbindt. Deze component wordt de radiale snelheid genoemd. Aan al deze ontdekkingen moet men echter één "maar" toevoegen. Alle gegeven massaschattingen zijn de ondergrenzen van de werkelijke waarde. Al deze planeten werden ontdekt door de methode van radiale snelheden, dat wil zeggen door periodieke veranderingen in de snelheid van een ster als gevolg van de aantrekkingskracht van de planeten die eromheen cirkelen. Met deze methode kunt u alleen de projectie van de werkelijke snelheid op de gezichtslijn schatten, en deze is bijna altijd minder dan de volledige snelheid. Dus de waarde van massa wordt waarschijnlijk een beetje onderschat.
Het enige geval waarin de snelheid van de zichtlijn samenvalt met de volledige snelheid, is wanneer het vlak van de baan van de planeet precies langs de zichtlijn ligt. Maar in dit geval zou de planeet regelmatig op de schijf van de ster moeten worden geprojecteerd, waarbij de helderheid gedurende enkele uren enigszins wordt overschaduwd. Tot nu toe zijn de magnitudegegevens voor 61 Maagd, 23 Weegschaal en HD 1461 niet voldoende om deze verduisteringen met vertrouwen vast te leggen.
Maar hoe geweldig zou het zijn! Met zo'n verduistering kun je tenslotte de werkelijke geometrische grootte van de planeet berekenen, die, samen met de massa van Doppler-metingen, zijn dichtheid geeft. En volgens deze gegevens kunnen wetenschappers al een fysiek model van een hemellichaam bouwen. Volgens geruchten zullen wetenschappers binnenkort precies zulke metingen rapporteren, maar voor een ander object. We wachten op nieuws over nieuwe toevoegingen aan de exoplanetenfamilie.
