Burgerwetenschappers vinden exoplaneet in TESS-data

Burgerwetenschappers hebben een opmerkelijke exoplaneet gevonden en hebben hem vernoemd naar een Harry Potter-personage. De planeet volgt een opmerkelijke baan en bevindt zich in de bewoonbare zone om een heldere ster.

Burgerwetenschappers die de gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA doorzoeken hebben onlangs een exoplaneet gevonden en deze een gedenkwaardige bijnaam gegeven: Percival, naar de vader van Albus Perkamentus, de directeur van Zweinstein in de Harry Potter-boeken.

In meer officiële termen wordt de exoplaneet echter TOI 4633 c genoemd.

Maar Percival heeft meer te bieden dan alleen de associatie met Perkamentus. De planeet, die ongeveer drie keer zo groot is als de Aarde, draait om TOI 4633 A, een ster ter grootte van de Zon in een binair systeem dat zich op ongeveer 309 lichtjaar van de Aarde bevindt. De planeet bevindt zich toevallig ook in de bewoonbare zone van die ster, een gebied met tempraturen die niet te warm of te koud zijn om vloeibaar water te laten voorkomen.

Daarom is Percival zo bijzonder. Niet alleen bevindt de exoplaneet zich toevallig in de bewoonbare zone, maar wetenschappers geloven ook dat de kans op planeten half zo groot is in systemen met meer dan één ster. Maar dat is nog niet alles.

Bovendien lijkt Percival de meest langwerpige baan van zijn planetaire categorie, Neptunus-achtige planeten, te hebben. De planeet heeft ook de op één na langste baan die tot nu toe in alle TESS-gegevens is gevonden en het is een van de slechts vijf planeten met banen langer dan 100 dagen die door de ruimtesonde is gevonden. TESS speurt al sinds 2018 het heelal af naar exoplaneten.

Wat weten we over het stersysteem?

Percival werd opgemerkt omdat hij voorlangs de ster TOI 4633 passeert, waardoor een kleine lichtdip ontstaat die TESS kan meten. De transitiemethode is meestal beter om planeten te vinden die in een nauwe baan om hun ster bewegen. Dat komt omdat de kans groter is dat planeten die hun ster omhelzen middels een transitie zichtbaar zijn.

Toch bevindt Percival zich ongewoon ver van zijn ster voor een wereld die met behulp van de transitiemethode is gedetecteerd. Het duurt ongeveer 272 aardse dagen om rond zijn ster te draaien.

Ironisch genoeg denken wetenschappers dat er nog een planeet in dit systeem aanwezig is, TOI 4633 b, die wel dichter bij zijn moederster draait en slechts 34 aardse dagen nodig heeft voor een omwenteling. Deze informatie is echter niet bevestigd omdat TOI 4633 b, ondanks de nabijheid van zijn ster, niet tussen de ster en TESS beweegt. Vanuit ons gezichtspunt passeert hij zijn ster dus niet en kunnen de instrumenten hem moeilijk analyseren.

Ook onderdeel van het binaire systeem is de ster TOI 4633 B (let op de hoofdletters die sterren aanduiden en kleine letters die planeten voorstellen), die ongeveer 203 aardse jaren nodig heeft om rond TOI 4633 A en zijn planeten te draaien.

Dubbelsteren ontstaan in een stersysteem uit dezelfde wolk van gas en stof wanneer koele, te dichte gebieden samenklonteren en voldoende massa verzamelen om onder hun eigen zwaartekracht in te storten. Als er voldoende materiaal is kunnen er twee sterren ontstaan en noemen we het een binair systeem.

Planeten worden geboren uit materiaal dat overblijft na het ontstaan van een ster, wat verklaart waarom als een wolk van materie twee sterren heeft voortgebracht, het minder waarschijnlijk is dat er ook planeten zullen ontstaan.

Volgens de onderzoekers is het vinden van planeten in meervoudige stersystemen cruciaal voor ons begrip van hoe je verschillende planeten uit hetzelfde materiaal kan maken. Het is daarom best spannend dat ze deze planeet hebben gevonden.

Hoewel Percival zich in de bewoonbare zone van zijn ster bevindt is het voor de duidelijk waarschijnlijk geen vriendelijke planeet voor leven zoals wij dat kennen. De planeet heeft vermoedelijk geen vast oppervlak; in plaats daarvan lijkt de planeet te zijn samengesteld uit een dikke atmosfeer van waterdamp, waterstof en methaan, waardoor de planeet meer op een gasreus uit ons zonnestelsel lijkt dan op een rotsachtige aardse planeet. Maar net zoals wordt voorgesteld dat Jupiter en Saturnus manen van ijs en rotsen hebben, zoals Enceladus, die leven zouden kunnen ondersteunen, zou Percival kunnen worden omcirkeld door exomanen die gunstiger zijn voor levende wezens.

Als deze planeet een maan zou hebben, zou die maan waarschijnlijk een vast oppervlak hebben, wat een geweldige plek zou kunnen zijn om water te vinden, aldus de onderzoekers.

Er is nog geen teken van deze exomanen, maar het systeem zou een goede keuze zijn voor toekomstige exomaandetectiecampagnes dankzij de helderheid van de sterren en de lange baan van Percival, factoren waarvan men denkt dat ze voordelig zijn voor de detectie van exomanen.

Van huis uit nieuwe werelden ontdekken

De burgerwetenschappers van het Planet Hunters TESS-programma helpen astronomen door enorme hoeveelheden gegevens te filteren die onderzoekers onmogelijk alleen zouden kunnen verwerken. Het programma werpt zijn vruchten af; de 43.000 vrijwilligers uit 90 landen hebben astronomen tot nu toe geholpen bij het catalogiseren van ongeveer 25 miljoen objecten.

Het enorme Planet Hunters TESS-team is bijzonder bedreven in het opmerken van de zwakke signalen van planeten in langwerpige banen, die computerprogramma’s moeilijk kunnen identificeren.

Volgens de onderzoekers heft het menselijke brein een ongelooflijk vermogen om patronen te herkennen en ruis weg te filteren. Hoewel hun algoritmes moeite hebben om deze planeten met een langere periode te identificeren, hebben burgerwetenschappers dan niet.

De ontdekking vond plaats toen 15 burgerwetenschappers van Planet Hunter Tess voor het eerst een signaal in de gegevens identificeerden dat leek te duiden op een planeet die in transitie was. Astronomen onderzochten vervolgens het TOI 4633-systeem van dichterbij en ontdekten kleine schommelingen in de beweging van een van de sterren die inderdaad duidden op de zwaartekracht van in een baan om de ster draaiende planeten.

Door dieper in het systeem te duiken met behulp van archiefgegevens die gedurende bijna 120 jaar zijn verzameld ontdekte het team vervolgens dat TOI 4633 uit twee sterren bestaat en niet uit één. Deze sterren staan momenteel echter zo dicht bij elkaar dat ze niet afzonderlijk van elkaar zijn te onderscheiden.

Het zal nog 30 jaar duren voordat de sterren TOI 4633 A en TOI 4633 B zo ver uit elkaar staan dat astronomen de exacte opstelling van dit dubbelstersysteem kunnen bepalen. Die gegevens zouden kunnen helpen bepalen of de twee planeten daadwerkelijk om beide sterren draaien, wat ons op zijn beurt zou kunnen helpen beter te begrijpen op welke stersystemen astronomen zich moeten concentreren in de jacht op exoplaneten.

Voordat er meer over dit systeem kan worden geleerd zal het Planet Hunter TESS-team in de tussentijd de zoektocht naar fascinerende planeten buiten het zonnestelsel voortzetten.

De resultaten van het team werden afgelopen week in The Astrophysical Journal gepubliceerd.

Eerste publicatie: 4 mei 2024
Bron: space.com