Wetenschappers hebben de overgrote meerderheid van de 4000 exoplaneten, of planeten die in een baan rond sterren draaien, in de afgelopen drie decennia nooit gezien. In plaats daarvan wordt het bestaan van de planeten berekend op basis van indirecte waarnemingen, zoals het meten van veranderingen in de helderheid van gastheersterren of het volgen van kleine wiebels die worden veroorzaakt door de zwaartekrachttrek van de lichamen die eromheen draaien. Maar in enkele zeldzame gevallen zijn onderzoekers erin geslaagd een afbeelding van een exoplaneet te maken.
De nieuwste opname in het tijdschrift Nature Astronomy is bijzonder uniek en toont twee pasgeboren planeten die rond een jonge ster draaien, PDS 70 genaamd, die zich op ongeveer 370 lichtjaar van de aarde bevindt.
Volgens Mike Wall op Space.com is dit pas de tweede keer dat onderzoekers een multiplanetsysteem in beeld hebben. PDS 70 is iets minder massief dan onze zon en veel jonger, slechts 6 miljoen jaar oud. Vanwege zijn jonge leeftijd is het nog steeds omgeven door een halo van gas en stof. Miljarden jaren geleden was ons eigen zonnestelsel ook omgeven door een vergelijkbare schijf gas en stof die uiteindelijk werd opgeveegd door jonge planeten toen ze werden gevormd.
Rond PDS 70 gebeurt dat proces nog steeds - en dat is het beeld dat het 3D MUSE-spectrograafinstrument op de Very Large Telescope van de European Southern Observatory heeft helpen vastleggen. Twee planeten, PDS 70b en PDS 70c, cirkelen rond de ster, zuigen materiaal op en creëren een gat in de accretieschijf tussen 1, 9 en 3, 8 miljard mijl breed. PDS 70b werd ontdekt in 2018 in een baan rond de binnenrand van de kloof, ongeveer 2 miljard mijl van de gastster, of de afstand van Uranus tot de zon. Het wordt geschat op 4 tot 17 keer de grootte van Jupiter. PDS 70c werd recenter ontdekt in een baan rond ongeveer 3, 3 miljard mijl van PDS 70, of ruwweg de baan van Neptunus. Er wordt aangenomen dat het ongeveer 10 keer zo groot is als Jupiter.
Afbeelding van PDS 70b en PDS 70c (ESO en S. Haffert (Observatorium van Leiden)) "Dit is de eerste ondubbelzinnige detectie van een twee-planeet systeem dat een schijfkloof snijdt", zegt co-auteur Julien Girard van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, in een persbericht.
De techniek die de kleine babywerelden ontdekte, was niet ontworpen om planeten te zoeken. In plaats daarvan werd de observatiemodus gekalibreerd om waterstofgas te vinden. Om dit te doen, zocht de Very Large Telescope het door waterstof uitgestraalde licht, wat een teken is van puinschijven en gaswolken.
“Deze nieuwe waarnemingsmodus is ontwikkeld om sterrenstelsels en sterrenclusters te bestuderen met een hogere ruimtelijke resolutie. Maar deze nieuwe modus maakt het ook geschikt voor exoplanet-beeldvorming ”, zegt hoofdauteur Sebastiaan Haffert van Leiden Observatory in de release.
Girard zegt dat de bevinding kan veranderen hoe astronomen interpreteren wat ze zien. Andere telescopen kunnen dit soort openingen ook regelmatig in accretieschijven vinden zonder planeten erin te zien. “De open vraag is geweest, zijn er planeten daar? In dit geval is het antwoord ja, 'zegt Girard.
Maar om te bepalen of al die gaten rond andere sterren door planeten worden gevormd, zijn nog veel meer observaties nodig. Gelukkig staat de wetenschap op het punt om de middelen te hebben om dat te doen.
Wanneer de James Webb Space Telescope - gepland voor lancering begin 2021 na veel vertragingen - in de lucht begint te turen, zou hij in staat moeten zijn om exoplaneten rechtstreeks af te beelden met behulp van een instrument dat een coronagraaf wordt genoemd. Andere telescopen van de volgende generatie die worden voorgesteld of in aanbouw zijn, waaronder de Giant Magellan-telescoop, de Dertig-meter-telescoop en de Europese extreem grote telescoop zullen ons ook in staat stellen om de duizenden exoplaneten in onze melkweg in de nabije toekomst net iets duidelijker te zien.
