Kuuke's Sterrenbeelden

Banen van TRAPPIST-1 planeten zijn niet verkeerd uitgelijnd

De bewoonbare zone rond TRAPPIST-1. Door NASA/JPL-Caltech – Catalog page · Full-res (JPEG · TIFF), Publiek domein, Koppeling

Astronomen hebben met behulp van de Subaru telescoop bepaald dat de aardachtige planeten van het TRAPPIST-1 systeem niet significant verkeerd zijn uitgelijnd ten opzichte van de rotatie van hun ster. Dit is een belangrijk resultaat om de evolutie van planeetsystemen rond sterren met een lage massa in zijn algemeenheid beter te leren begrijpen. Ook is het belangrijk voor de geschiedenis van de planeten van TRAPPIST-1 en dan speciaal die in de buurt van de bewoonbare zone.

Sterren zoals onze Zon zijn niet statisch maar de draaien om hun as. Deze rotatie is waar te nemen als er structuren zoals zonnevlekken op de Zon zichtbaar zijn. In ons zonnestelsel bevinden de banen van alle planeten zich binnen 6° van de rotatie van de Zon.

In het verleden werd aangenomen dat planeetbanen altijd in dezelfde lijn liggen als de rotatie van de ster. Maar er zijn tegenwoordig veel voorbeelden bekend van exoplaneetsystemen waarvan de planeetbanen sterk afwijken van de rotatie van de centrale ster. Dan rijst de vraag: kunnen planeetsystemen met afwijkende banen vanaf het begin ontstaan of zijn de gevonden afwijkende planeetbanen later ontstaan doordat er een onbekende verstoring is opgetreden?

Het TRAPPIST-1 systeem staat vol in de aandacht omdat astronomen er drie kleine rotsachtige planeten hebben gevonden die zich in de bewoonbare zone van de ster bevinden. De centrale ster is een koele en erg kleine ster, een zogenaamde M-dwerg. De planeten van TRAPPIST-1 bevinden zich erg dicht bij hun ster en het planeetsysteem is heel anders dan onze eigen systeem. Als ben de geschiedenis van dit systeem kan bepalen dan zou dat tot nieuwe inzichten kunnen leiden of potentieel bewoonbare planeten in feite onbewoonbaar zijn.

Maar TRAPPIST-1 is ook interessant omdat er geen andere nabije objecten zijn gevonden die de banen van de planeten verstoord zouden kunnen hebben. Dit betekent dat de banen van de planeten sinds hun ontstaan niet of nauwelijks zijn veranderd. Dit geeft astronomen een kans om te onderzoeken hoe het systeem van TRAPPIST-1 is ontstaan.

Omdat de ster draait heeft de zijde van de ster die naar ons toe draait een relatieve snelheid naar de kijker toe. De zijde die van ons afdraait heeft een relatieve snelheid van de kijker weg. Als een planeet voorlangs de ster beweegt dan blokkeert die een beetje van het licht van de ster en op die manier is het mogelijk om te bepalen welke zijde van de ster het eerst door de planeet wordt geblokkeerd.

Dit effect wordt het Rossiter-McLaughlin effect genoemd. Gebruikmakende van deze methode is het mogelijk om het verschil te bepalen tussen de banen van de planeten en de rotatie van de ster. Echter, tot nu toe waren deze waarnemingen alleen mogelijk bij grote exoplaneten zoals jupiterachtige en neptunusachtige exoplaneten.

Een team van astronomen, waaronder leden van het Tokyo Institute of Technology en het Astrobiology Center in Japan namen TRAPPIST-1 waar met de Subaru telescoop op Hawaï. Ze zochten naar verschillen tussen de rotatie van de ster en de banen van de planeten. Het team deed dit o.a. op 31 augustus 2018 toen drie planeten van TRAPPIST-1 tijdens één nacht voorlangs de ster trokken.

Twee van de drie planeten waren aardachtige planeten in de bewoonbare zone. Omdat sterren met een lage massa doorgaans ook erg lichtzwak zijn was het voorheen onmogelijk om de draaiingshoek van TRAPPIST-1 zelf te bepalen. Maar dankzij het lichtverzamelende vermogen van de Subaru en de hoge oplossende vermogen van de nieuwe infrarood spectrograaf IRD was het toch mogelijk om deze draaiingshoek te bepalen.

Ze vonden dat deze hoek erg klein is, bijna nul. Het is de eerste meting van draaiingshoek van een dergelijke kleine ster zoals TRAPPIST-1 en ook de allereerste Rossiter-McLaughlin meting voor planeten binnen de bewoonbare zone.

Volgens Teruyuki Hirano, onderzoeksleider van het Institute for Technology, is enige terughoudendheid wel op zijn plaats. De metingen wijzen erop dat de rotatie van de ster in lijn is met de banen van de planeten maar de metingen zijn niet nauwkeurig genoeg om een klein verschil uit te sluiten. Desalniettemin is het de eerste waarneming van het effect bij aardachtige planeten en zal het onderzoek bijdragen aan onze kennis over dit opmerkelijke planetensysteem.

Het onderzoek werd eind februari 2020 gepubliceerd in het tijdschrift “The Astrophysical Journal Letters”.

Artikel: Evidence for Spin–Orbit Alignment in the TRAPPIST-1 System

 

Eerste publicatie: 18 mei 2020
Bron: SpaceDaily

 




Exit mobile version