Planeet draait in 4 uur om zijn ster heen

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

Sinds zijn lancering in maart 2009 heeft de Kepler telescoop al verschillende interessante ontdekkingen gedaan. Zelfs na het verlies van twee gyroscopen worden er tijdens de lopende K2-missie aan de lopende band nieuwe dingen ontdekt. In totaal heeft de Kepler ondertussen 5106 kandidaat-planeten gevonden en is het bestaan van 2493 planeten inmiddels bevestigd.

Eén van de laatste ontdekkingen die met behulp van de Kepler is gedaan is de planeet EPIC 228813918 b, een rotsachtige planeet die om rode dwerg draait die zich op een afstand van 264 tot 355 lichtjaar van de Aarde bevindt. Deze ontdekking zorgt bij astronomen voor gefronste wenkbrauwen want het is de tweede keer dat een planeet is gevonden die in een ultra kort tijd om zijn ster draait. EPIC 228813918 b heeft er slechts 4 uur en 20 minuten voor nodig.

Het onderzoek dat onlangs is gepubliceerd is uitgevoerd door een internationaal team van astronomen van o.a. het MIT, Caltech, het Tokyo Institute of Technology en het Institute of Astrophysics of the Canary Islands (IAC) en observatoria en universiteiten uit andere delen van de wereld. De gegevens zijn, naast de Kepler, verzameld door verschillende instrumenten waaronder de 8,2 meter Subaru telescoop en de 10 meter Keck I telescoop op Hawaii en de Nordic Optical Telescope op La Palma.

Deze gegevens werden gecombineerd met opnames die door de 3,5 meter WIYN telescoop op Kitt Peak werden gemaakt, data van de Kepler en historische gegevens die tot 60 jaar terug gaan. Na het uitsluiten van alle andere mogelijke verklaringen zoals een eclipserende dubbelster zijn de astronomen niet alleen overtuigd van de baanperiode van de planeet maar ook de massa en de grootte.

De straal van de planeet is berekend op 089 ± 0,09 * de straal van de Aarde. De hoeveelheid ijzer moet groter zijn dan 0,45 en de planeet draait om een ster heen met een massa van 0,463 ± 0,052 zonsmassa en een straal van 0,442 ± 0,044 * de straal van de Zon.

De omlooptijd bedraagt 4 uur en 20 minuten en dat is de op één na snelste omlooptijd van een exoplaneet tot nu toe ontdekt. De omlooptijd is vier minuten langer dan die van KOI 1843.03. Deze planeet draait ook in een baan om een rode dwerg en het is de laatste planeet in een serie van recent ontdekte planeten die in minder dan een dag om hun ster heen draaien. Planeten die tot deze groep behoren staan bekend als USP’s : Ultra Short Period planeten. Kepler heeft ondertussen 106 van dergelijke USP’s gevonden.

Het meest verrassende is echter de massa van de nieuw ontdekte planeet. Ofschoon ze de massa van de planeet niet rechtstreeks hebben kunnen bepalen wijzen afgeleide metingen op een bovenste limiet van 0,7 Jupitermassa hetgeen overeenkomt met 222 * de massa van de Aarde. Maar toch is deze gigantische massa samengepakt in een straal van 0,80 tot 0,98 * de straal van de Aarde.

Dit kan alleen maar verklaard worden door aan te nemen dat de planeet bestaat uit enorm veel metalen. Men gaat uit van een ijzeren kern met een mantel van silicaten. Het aandeel ijzer wordt geschat op 0,525 ± 0,075 (0,7 voor KOI 1843.03) en dat is meer dan van Venus, de Aarde en Mars maar kleiner dan dat van Mercurius (± 0,38; 0,35; 0,26; en 0,68)

De ontdekking van deze planeet is om een aantal redenen heel belangrijk. Het onderzoek naar de samenstelling van de planeet kan een waardevolle bijdrage leveren over het ontstaan van de planeten in ons eigen zonnestelsel. Het ontdekken en karakteriseren van USP’s zoals EPIC 228813918 b is belangrijk om theorieën over planeetvorming te kunnen testen. Bovendien kan het onderzoek een bijdrage leveren aan het bepalen van de samenstelling van het binnenste van de planeten en mogelijk om dat van lang-periodieke planeten, als het tenminste blijkt te gaan om een aparte categorie planeten.

Astronomen vinden het daarnaast ook interessant dat de USP’s met de kortste omlooptijd uitgerekend om een rode dwerg draaien. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat kort-periodieke planeten veel langer een stabiele baan om een M-klasse ster kunnen behouden.

In de toekomst hoopt men dat de massa van de planeet bepaald kan worden aan de hand van zijn radiale snelheid. Hiervoor is een nieuwe generatie hoge-resolutie spectrograaf nodig zoals de Infrared Doppler (IDF) of de CARMENES die momenteel worden gebouwd voor de Subaru telescoop en de Calar Alto Sterrenwacht in Andalusië in het zuiden van Spanje.

Eén ding is wel duidelijk. De laatste ontdekking is de volgende aanwijzing dat rode dwergen de sterren zijn waar we de komende jaren in onze zoektocht naar exo-planeten op moeten richten. Het zijn sterren met een lage massa, koel en lichtzwak maar het zijn wel de sterren waar de meest interessante ontdekkingen worden gedaan.

Meer informatie: aRxiv

Eerste publicatie 22 juli 2017
Bron: UniverseToday