CHEOPS ruimtetelescoop vindt zijn allereerste exoplaneet

CHEOPS neemt eerste exoplaneet waar
Artist impressie van de ster HD 93396 en zijn exoplaneet KELT-11b. De exoplaneet is een zogenaamde hete Jupiter. Credit: ESA.

De nieuwe Europese ruimtetelescoop speciaal ontworpen voor het zoeken naar exoplaneten, heeft zijn eerste hit binnen.

De ruimtetelescoop heet CHEOPS en dat staat voor CHaracterizing ExOPlanet Satellite werd afgelopen december gelanceerd en is onlangs, na een drie maanden durende test- en kalibratiefase, in gebruik genomen. Tijdens die periode testte de ESA de instrumenten van CHEOPS en werd de telescoop gebruikt om een paar exoplaneten waar te nemen. Exoplaneten zijn planeten die om een andere ster dan de Zon draaien. De ruimtetelescoop is nu klaar om met zijn reguliere waarnemingsprogramma te beginnen. Volgens ESA zal dit aan het einde van april zijn.

Andere missies zoals de Kepler Space Telescope en de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA waren ontworpen om exoplaneten te vinden rond andere sterren. CHEOPS zal echter alleen bekende exoplaneten onderzoeken om zo met ongekende precisie en nauwkeurigheid hun grootte te bepalen. Gecombineerd met gegevens over de massa van de exoplaneet, die berekend kan worden aan de hand van de baan, geeft dit astronomen meer informatie over de dichtheid van de planeet. Die dichtheid is weer belangrijk om iets te zeggen over de samenstelling van die planeet en of die exoplaneet mogelijk bewoonbaar is.

Onscherpe afbeelding van de ster HD88111 door CHEOPS
Een afbeelding van de ster HD 88111 die CHEOPS maakte tijdens zijn controle- en kalibratieperiode begin 2020. De ster bevindt zich op een afstand van 175 lichtjaar van de Aarde in het sterrenbeeld Hydra. CHEOPS maakte gedurende 47 uur iedere 30 seconden een opname van de ster. Hiermee werd de stabiliteit van het instrument gedemonstreerd. Credit: ESA/Airbus/CHEOPS Mission Consortium.

Om er zeker van te zijn dat alle instrumenten functioneren en goed zijn gekalibreerd werd CHEOPS na de lancering in januari en februari uitgebreid getest. De eerste afbeelding werden in februari gemaakt, dit waren wazige beelden van stersystemen. Dat ze wazig waren was overigens geheel de bedoeling.

Volgens ESA het is opzettelijk onscherp afbeelden de kern van de waarneemstrategie voor CHEOPS. Het zorgt er voor dat de metingen veel nauwkeuriger kunnen worden doordat het licht van verre sterren over meer pixels van de detector wordt verdeeld.

In maart begon CHEOPS met het waarnemen van bekende stersystemen. CHEOPS werd toen gebruikt om sterren te bestuderen waarvan de eigenschappen bekend zijn, sterren die zich gedragen en die geen tekenen van activiteit vertonen. Dit werd gedaan om te controleren of de instrumenten van CHEOPS nauwkeurig waren en stabiel genoeg voor waarnemingen.

Groot was de opluchting van het CHEOPS-team toen bleek dat de systemen nog eens beter werkten dan verwacht.

Tijdens de laatste twee weken van de testfase werden twee sterren waargenomen waarvan bekend is dat ze planeten hebben. De telescoop werd getest tijdens de transitie van de planeten. Tijdens een transitie beweegt een exoplaneet, gezien vanaf de Aarde, voorlangs de ster. Dit zorgt er voor dat er een heel klein gedeelte van het sterlicht wordt tegengehouden. Hierdoor wordt de ster een fractie minder helder. TESS en Kepler gebruikten de transitiemethode om exoplaneten op te sporen. CHEOPS zal deze transities gebruiken om heel nauwkeurige metingen te doen van deze exoplaneten.

Een van de planeten die door CHEOPS tijdens deze oefening werd waargenomen is de grote gasplaneet KELT-11b. Deze exoplaneet draait in een baan rond de ster HD 93396. Deze ster is ongeveer 320 lichtjaar van de Aarde verwijderd. HD 93396 is ongeveer 3 keer groter dan de Zon en KELT-11b is ongeveer 30% groter dan Jupiter maar de gasreus draait dichter om zijn ster dan Mercurius om de Zon draait. Vandaar de aanduiding “hete Jupiter”.

Aan de hand van de gegevens die CHEOPS tijdens de transitie verzamelde konden astronomen de diameter van KELT-11b bepalen. Die is 181.600 kilometer. Deze meting is 5 keer nauwkeuriger dan wat bereikt kan worden met telescopen vanaf de Aarde.

CHEOPSgebruikt de transitiemethode om planeten te bestuderen
Deze afbeelding toont de lichtcurve de CHEOPS opnam tijdens de transitie van KELT-11b voorlangs zijn ster HD 93396. Credit: ESA/Airbus/CHEOPS Mission Consortium.

De officiële wetenschappelijke missie is nog niet begonnen maar CHEOPS kijkt alvast naar zijn eerste doelen. Onder die doelen de exoplaneet 55 Cancri e, een hete super-Aarde met een oceaan van lava, en de exoplaneet GJ 436b, een warme Neptunus die zijn atmosfeer verliest.

 

Eerste publicatie: 22 april 2020
Bron: space.com/ESA