Na 10 jaar is de eerste door Kepler gevonden planeet bevestigd

Astronomen hebben met behulp van de Kepler Space Telescope duizenden exoplaneten gevonden maar heel veel van die planeten zijn nog niet door middel van aanvullende waarnemingen bevestigd. Ze worden door astronomen heel correct kandidaat exoplaneten genoemd. De signalen van de Kepler wijzen er op dat er iets is dat om een verre ster draait maar dat signaal kan ook veroorzaakt zijn door iets anders. Soms kan het lang duren voor het bestaan van een exoplaneet echt bevestigd is.

De wetenschap is hierin nogal voorzichtig en dat is goed, men wil geen vals-positieve signalen gebruiken in de datasets. Daarom heeft het tien jaar geduurd voordat de allereerste kandidaat exoplaneet die de Kepler Space Telescope vond te bevestigen. Die exoplaneet is bekend als Kepler 1658 b.

Kepler 1658 b was al met behulp van telescopen vanaf de grond gevonden voordat de Kepler was gelanceerd. In die tijd werd de planeet aangeduid als KOI en dat is de afkorting voor Kepler Object of Interest. De Kepler missie was al gepland en astronomen wisten dat deze kandidaat exoplaneet binnen het bereik van de Kepler lag en dus werd het object opgenomen in het waarnemingsprogramma van de Kepler.

De Kepler Space Telescope maakte gebruik van de transitiemethode om exoplaneten bij verre sterren te vinden.

Toen de Kepler was gelanceerd dachten astronomen in eerste instantie dat 1658 b een vals positieve was. Dat betekent dat men met de beschikbare gegevens niet kon bevestigen dat het inderdaad gaat om een planeet. De eerste schattingen van de gastster waren heel anders. Astronomen hadden de massa van de ster en de planeet helemaal onderschat. De schattingen van de massa van de planeet en de ster konden niet het effect op de ster zelf verklaren (zware planeten trekken aan hun ster waardoor die een beetje wiebelt en dat kan worden gemeten).

Dus Kepler 1658 b werd afgeschreven en gecatalogiseerd als een vals positief signaal. Na verloop van jaren werd er nieuwe software in gebruik genomen om de stroom van gegevens van de Kepler door te rekenen en 1658 b werd opnieuw in de lijst van kandidaat exoplaneten gezet, wachtende op een bevestiging.

Uiteindelijk werd Kepler 1658 b tijdens een nieuw onderzoek door Ashley Chontos van de Universiteit van Hawaii bevestigd, maar dat had wel wat voeten in aarde.

Chontos nam de data van de Kepler erbij op zoek naar gegevens die hij in 2017 opnieuw wilde analyseren. De nieuwe analyse maakte gebruik van geluidsgolven van sterren, dit is het seismische geluid dat sterren maken tijdens het proces van kernfusie. De studie van deze golven wordt ook wel astroseismologie genoemd.

Het principe van astroseismologie is niet lastig te begrijpen. Grotere sterren produceren lagere, diepere geluiden en kleinere sterren produceren een hoger geluid. Je kan het vergelijken met moderne geluidsspeakers: subwoofers zijn groot en zorgen voor de bas en tweeters zijn klein en zorgen voor de hoge tonen.

Toen Chontos de ster van Kepler 1658 b bestudeerde bleek die veel groter dan werd gedacht.

Uit de nieuwe data analyse bleek dat de ster drie keer groter was dan voorheen werd aangenomen. Dit betekent ook dat de planeet drie keer groter is waarmee Kepler 1658b als een hete Jupiter kan worden geclassificeerd, aldus Chontos.

Maar dat was niet het einde van het onderzoek. De nieuwe analyse wees er op dat er echt een planeet aanwezig is en dat het signaal geen vals positieve is. Maar dat moest dan wel weer worden bevestigd en dat vereiste dus weer meer gegevens.

Dave Latham en zijn collega’s werden ingeschakeld om de noodzakelijke spectroscopische gegevens te verzamelen om zo onomstotelijk aan te tonen dan Kepler 1658 b daadwerkelijk een planeet is. Latham is senior astronoom aan het Smithsonian Astrophysical Observatory en coauteur van het artikel. De onderzoeksgroep van Latham behoort tot de pioniers op het gebied van exoplaneten en Latham speelde een sleutelrol bij de ontwikkeling van de Keplermissie.

Het nieuwe artikel is getiteld: “The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler’s First Exoplanet Detection.”

Enkele feiten over de exoplaneet Kepler 1658 b en zijn ster Kepler 1658:

• Kepler 1658 is een zware subreus die momenteel door een snelle fase van zijn evolutie gaat. Er zijn slechts negen andere sterren bekend die op Kepler 1658 lijken.
• Kepler 1658 is 50% zwaarder en drie keer groter dan de Zon.
• Kepler 1658 b is een hete Jupiter die op een afstand van slechts 0,05 Astronomische Eenheden om zijn ster draait. Het is de meest nabije planeet tot zijn ster van dit type.

Kepler 1658 lijkt op een toekomstige geëvolueerde versie van onze Zon. Astronomen weten niet hoe dit komt maar er worden rond dit soort sterren zelden planeten aangetroffen. Dus het 1658-systeem is een apart geval. Maar door zijn extreme aard kunnen astronomen grenzen stellen aan de complexe fysieke interacties die ervoor zorgen dat planeten naar hun gastster spiraliseren. Dit systeem vertelt astronomen dat deze spiraalbeweging veel langzamer gaat dan gedacht, en daarom kan het niet echt het gebrek aan planeten rond deze sterren verklaren.

Kepler 1658 b is een perfect voorbeeld waarom het begrijpen van gaststerren van exoplaneten zo belangrijk is. Het vertelt astronomen dat er nog heel veel schatten gevonden kunnen worden in de enorme datasets van de Kepler Space Telescope.

Bronnen:

• Artikel: The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler’s First Exoplanet Detection
• Persbericht: Discovery Alert! Kepler’s First Planet Candidate Confirmed, 10 Years Later
• Persbericht: Symphony of stars: The science of stellar sound waves

Eerste publicatie: 10 maart 2019