Buitenaards leven - exoplaneten

Nog twee planeten gevonden net voor het einde van de Keplermissie

Astronomen hebben waarschijnlijk de laatste planeten gevonden die ooit door Kepler zijn ontdekt. Ze zijn gevonden in gegevens die zijn genomen terwijl de ruimtetelescoop letterlijk op zijn laatste benen liep.

De Kepler ruimtetelescoop
De Kepler ruimtetelescoop van de NASA . Met behulp van deze telescoop werden exo-planeten met de bosjes tegelijkertijd ontdekt (Credit: NASA/JPL)

De Kepler ruimtetelescoop van de NASA, die bijna vijf jaar geleden zijn ogen sloot, bleef zelfs tijdens het uitblazen van zijn laatste adem exoplaneten vinden.

Een team van astrofysici en burgerastronomen die het laatste stuk gegevens doorzoeken dat Kepler naar huis heeft gestuurd, zeggen dat ze twee nieuwe werelden hebben gevonden en een “kandidaat”-planeet die dicht bij drie zwakke sterren draait op ongeveer 400 lichtjaar van de Aarde.

Tot nu toe zijn dit de enige exoplaneten die zijn ontdekt in de laatste dataset van de telescoop, waarmee ze de allerlaatste werelden zijn waarvan Kepler een glimp opving net voordat de brandstof opraakte en eind 2018 werd stilgelegd.

Het zijn redelijk gemiddelde planeten vergeleken met de waarnemingen van Kepler. Maar ze zijn interessant omdat Kepler ze tijdens de laatste paar dagen van zijn bestaan heeft waargenomen. Het laat zien hoe goed Kepler was in het jagen op planeten, zelfs aan het einde van zijn leven.

De Kepler-telescoop werd in maart 2009 gelanceerd om naar 150.000 geselecteerde sterren in het sterrenbeeld Zwaan – Cygnus te staren, de primaire missie zou naar verwachting 3,5 jaar duren. De ruimtetelescoop documenteerde dalingen in sterlicht die duidden op planeten in een baan _ een techniek die bekend staat als de transitiemethode.

De eerste vier jaar van Kepler in de ruimte verliepen vlot. Maar twee van zijn vier gyroscopen – apparaten die cruciaal zijn om de telescoop op zijn doelen te richten – faalden in 2013 en de telescoop kon niet langer precies op sterren richten.

Een jaar later implementeerden wetenschappers een tijdelijke oplossing die gebruik maakt van de twee goede gyroscopen van de telescoop en de stuwraketten aan boord om een enigszins onstabiele maar werkbare balans te behouden. Kepler vocht nog vier jaar door en staarde eens in de 80 dagen naar verschillende delen van de sterrenhemel, op een missie die bekend staat als K2, waarbij honderden exoplaneten werden ontdekt.

Eind augustus 2018 was het waarnemingsvermogen van Kepler zo verslechterd dat de maandlange K2-campagne 19 – de laatste waarneemcyclus van Kepler – slechts een week aan gegevens van hoge kwaliteit opleverde, schreef het team in het nieuwe onderzoek.

In die beperkte dataset, die informatie bevatte over 33.000 extra sterren, zag het team elk één transitie voor drie exoplaneten rond drie zwakke sterren. Twee van die planeten draaien om koele , rode dwergsterren en zijn wat astronomen mini-Neptunussen noemen: K2-416 b, die 2,6 keer groter is dan de Aarde en eens in de 13 aardse dagen om zijn ster draait; en K2-417 b die drie keer groter is dan de Aarde en elke 6,5 dagen om zijn ster draait.

Beide exoplaneten zijn kleiner dan Neptunus. Ze zijn omgeven door hete, ijle atmosferen en zijn waarschijnlijk onbewoonbaar zeggen onderzoekers, de derde kandidaat, die rond een zonachtige ster met de naam EPIC 245978988 draait, is nog niet bevestigd.

Om te verifiëren dat wat ze zagen echt planeten waren en geen valse positieve vanwege, laten we zeggen, twee dicht bij elkaar draaiende sterren, verdiepte het team zich ook in gegevens van lagere kwaliteit die Kepler iets meer dan een week voordat hij werd ontmanteld had verzameld.

Tijdens die laatste momenten schoten de stuwraketten van de telescoop onregelmatig, wat leidde tot scherpe sprongen in de verzamelde “lichtcurven”. Om de aanwezigheid van K2-416 b en K2-417 b te valideren, zocht het team naar de tweede overgang van de planeten rond hun respectievelijke sterren. Ze ontdekten dat de lichtcurven van de sterren op dezelfde diepte en duur waren gedaald als tijdens de eerste gedetecteerde transitie, wat bevestigde dat de kandidaten echte exoplaneten zijn.

Voor beide transities inspecteerde een team van burgerastronomen visueel de lichtcurven van alle 33.000 sterren in plaats van te vertrouwen op geautomatiseerde technieken die vaak worden gebruikt bij het zoeken naar exoplaneten, aldus de onderzoekers.

Mensen die de gegevens met het blote oog bekijken kunnen nieuwe patronen in de lichtcurven ontdekken en afzonderlijke objecten vinden die moeilijk door geautomatiseerde zoekopdrachten kunnen worden gedetecteerd.

Voor verdere bevestiging doorzocht het team beeldarchieven van de afgelopen 70 jaar om de mogelijkheid uit te sluiten dat achtergrondsterren tot valse positieven zouden leiden. Voor K2-416 b en K2-417 b werden die niet gevonden wat hun planeetstatus verder bevestigde. Maar de derde, onbevestigde exoplaneet heeft mogelijk een zwakrode begeleider die heel dicht bij de ster draait en die momenteel moeilijk is op te lossen.

Onderzoekers gebruikten ook de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA, die in 2018 werd gelanceerd met een soortgelijk doel als die van Kepler, om de identiteit van K2-417 b te valideren. TESS, die tot nu toe meer dan 93% van de hemel in kaart heeft gebracht, vierde onlangs vijf jaar in de ruimte.

In veel opzichten heeft Kepler de fakkel van de jacht op exoplaneten doorgegeven aan TESS. De dataset van Kepler blijft een schatkamer voor astronomen en TESS helpt hen nieuwe inzichten te geven in zijn ontdekkingen.

Kepler was gedurende zijn lange leven ongelooflijk productief. Het aantal bevestigde exoplaneten staat op meer dan 2660, bijna de helft van alle ontdekkingen van buitenaarde planeten tot nu toe.

Het onderzoek is beschreven in een artikel dat afgelopen week in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society is gepubliceerd.

Eerste publicatie: 3 juni 2023
Bron: space.com & anderen