Circumbinaire planeet bevestigd met behulp van de radiale snelheidsmethode

Kepler-16b is een zeldzame exoplaneet die om twee sterren draait. Deze planeet is met behulp van de SOPHIE-spectrograaf aan de 1,93 meter telescoop van het L’Observatoire de Haute Provence bevestigd.

Kepler-16b en zijn twee sterren
Artist impressie van Kepler-16b en zijn twee moedersterren. Credit: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt.

Kepler-16b werd in 2011 gevonden. Het is een exoplaneet die in grootte en massa vergelijkbaar is met Saturnus. De exoplaneet draait om twee sterren heen, Kepler-16A en Kepler-16B. de omlooptijd bedraagt 229 dagen en de gemiddelde afstand tot de sterren bedraagt ongeveer 105 miljoen kilometer. Dit komt overeen met de gemiddelde afstand van Venus tot de Zon.

De exoplaneet bevindt zich echter buiten de bewoonbare zone. De beide sterren zijn kleiner en kouder dan de Zon. Eentje is een ster van spectraalklasse K met een massa van ± 0.69 zonsmassa en de andere is een rode dwerg die een massa van slechts ± 0,2 zonsmassa heeft.

Dit zorgt ervoor dat Kepler-16b relatief koud is. De oppervlaktetemperatuur is berekend op -73 °C tot -101 °C.

Het typische proces van planeetvorming vindt plaats in een protoplanetaire schijf, een massa stof en gas die een jonge ster omringt. Dit proces is echter mogelijk niet haalbaar binnen een circumbinair systeem.

Met deze standaardverklaring is het moeilijk te begrijpen hoe circumbinaire planeten kunnen bestaan. Dat komt omdat de aanwezigheid van twee sterren interfereert met de protoplanetaire schijf. Ook voorkomt dit dat stof ophoopt tot planeten, een proces dat accretie wordt genoemd.

De planeet is misschien ver van de twee sterren ontstaan, waar in hun invloed zwakker is, en vervolgens naar binnen bewogen in een proces dat schijfgestuurde migratie wordt genoemd. Maar het is ook mogelijk dat astronomen hun theorieën over het ontstaan van planeten moeten bijstellen.

Volgens de astronomen bieden circumbinaire exoplaneten een van de duidelijkste aanwijzingen dat schijfgestuurde migratie een levensvatbaar proces is en dat het regelmatig gebeurt.

In de nieuwe studie konden de astronomen Kepler-16b detecteren via de radiale snelheidsmethode. Deze radiale snelheidsmethode is een van de meest robuuste en meest gevestigde middelen om exoplaneten te detecteren, aldus de astronomen. Tot nu toe was het echter niet gelukt om circumbinaire planeten te detecteren, ondanks dat ze relatief veel voorkomen.

De waarneming van Kepler-16b met behulp van een telescoop op de grond van het L’Observatoire de Haute Provence en de radiale snelheidsmethode is een belangrijk bewijs dat het mogelijk is om met meer traditionele methoden en met grotere efficiëntie en tegen lagere kosten dan in de ruimte gestationeerde telescopen, planeten te vinden

Kepler-16b werd 10 jaar geleden voor het eerst gevonden door de Kepler ruimtetelescoop van de NASA. Deze telescoop maakte gebruik van de transitiemethode. Dit systeem was een van de meest onverwachte ontdekkingen van Kepler.

De onderzoekers besloten hun telescoop op Kepler-16 te richten om aan te tonen dat hun radiale snelheidsmethode bruikbaar is. Volgens de onderzoekers toont deze ontdekking aan dat op de Aarde gestationeerde telescopen nog steeds een belangrijke rol kunnen spelen in het hedendaagse onderzoek naar exoplaneten.

Nu ze hebben aangetoond dat hun methode bij Kepler-16 werkt willen de onderzoekers hun gegevens gaan analyseren die ze al hebben van veel andere binaire stersystemen. Wellicht dat ze meer circumbinaire exoplaneten gaan vinden.

De waarneming is beschreven in een artikel dat in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society is verschenen.

Artikel: Amaury H.M.J. Triaud et al. 2022. BEBOP III. Observations and an independent mass measurement of Kepler-16 (AB) b – the first circumbinary planet detected with radial velocities. MNRAS 511 (3): 3561-3570; doi: 10.1093/mnras/stab3712

Eerste publicatie: 24 februari 2022
Bron: Sci-News