Kepler vindt 4 vrij zwevende exoplaneten

artist impressie van OGLE-2016-BLG-1928
Artist impressie van een gravitationele microlensing-gebeurtenis door een dwalende exoplaneet. Credit: Jan Skowron / Astronomical Observatory, University of Warsaw.

Astronomen hebben in de data van de Kepler/K2-missie vier nieuwe microlensing gebeurtenissen gedetecteerd die overeenkomen met vrij zwevende planeten met een vergelijkbare massa als de Aarde.

Gravitationele microlensing is een waarnemingseffect dat in 1936 door Albert Einstein met behulp van zijn algemene relativiteitstheorie werd voorspeld. Als een ster aan de hemel bijna voorlangs een andere lijkt te passeren worden de lichtstralen van de achtergrondster gebogen als gevolg van de aantrekkingskracht van de voorgrondster. Deze ster is dan een virtueel vergrootglas dat de helderheid van de achtergrondster versterkt. Astronomen noemen de voorgrondster dan ook de lensster. Als deze lensster planeten heeft dan kunnen die planeten ook als lenzen fungeren. Deze lenzen veroorzaken dan elk een korte afwijking in de helderheid van de achterliggende bronster.

Ongeveer één op de miljoen sterren in ons sterrenstelsel wordt op elk moment zichtbaar beïnvloed door microlensing maar naar verwachting wordt slechts een paar procent hiervan veroorzaakt door extrasolaire planeten.

Volgens de onderzoekers zijn die signalen extreem moeilijk te vinden. Hun waarnemingen richtten een oudere, zieke telescoop met wazig zicht (de Kepler Space Telescope kort door die uit gebruik werd genomen) op een van de dichtstbevolkte delen van de sterrenhemel waar al duizenden heldere sterren zijn die in helderheid variëren en duizenden asteroïden die door het beeldveld scheren.

Uit die kakafonie probeerden de onderzoekers minuscule karakteristieke ophelderingen te extraheren die worden veroorzaakt door planeten en men heeft maar één kans om een signaal te zien voor het weg is. Het is ongeveer net zo eenvoudig als het zoeken naar het enkele knipperen van een vuurvliegje midden op een snelweg met alleen maar een mobiele telefoon.

De onderzoekers analyseerden archiefgegevens die in 2016 werden verkregen tijdens de K2-missie van de Kepler Space Telescope van de NASA.

Ze vonden 27 kortdurende kandidaat microlensing signalen die varieerden tussen een uur en 10 dagen. Veel van deze waren eerder gezien in gegevens die gelijktijdig vanaf de grond werden verkregen. Die vier kortste gebeurtenissen zijn echter nieuwe ontdekkingen die overeenkomen met planeten die een vergelijkbare massa als de Aarde hebben.

Deze nieuwe gebeurtenissen vertonen geen begeleidend langer signaal dat zou kunnen worden verwacht van een gastster wat suggereert dat deze nieuwe gebeurtenissen mogelijk vrij zwevende planeten zijn.

Volgens de onderzoekers heeft de Kepler telescoop bereikt waarvoor hij niet was ontworpen, namelijk het leveren van meer voorlopig bewijs voor het bestaan van een populatie van vrij zwevende planeten met een vergelijkbare massa als de Aarde. Kepler heeft het stokje nu overgegeven aan andere missies die ontworpen zullen worden om dergelijke signalen te vinden. Signalen die zo ongrijpbaar zijn dat zelfs Einstein dacht dat het onwaarschijnlijk was dat ze ooit zouden worden waargenomen.

De resultaten van het onderzoek zullen worden gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 

Artikel: I. McDonald et al. 2021. Kepler K2 Campaign 9 – I. Candidate short-duration events from the first space-based survey for planetary microlensing. MNRAS 505 (4): 5584-5602;

 

Eerste publicatie: 7 juli 2021
Bron: Sci-News