Wolf 503b – een exoplaneet twee keer zo groot als de Aarde

Wolf-503b
Wolf 503b in grootte vergeleken met de Aarde en neptunus. De blauwe kleur voor Wolf 503b is slechts ter illustratie; er is nog niets bekend over de atmosfeer en het oppervlak van de planeet. Credit: NASA Goddard/Robert Simmon (Earth), NASA / JPL (Neptune).

Een internationaal team van astronomen heeft in de gegevens van de Kepler Space Telescope van de NASA een planeet ontdekt die twee keer zo groot is als de Aarde. De ontdekking is beschreven in een onderzoek dat werd geleid door Merrin Peterson, een masterstudent aan het Institute for Research on Exoplanets (iREx) van de Universiteit van Montreal in Canada. Wolf 503b is ongeveer 145 lichtjaar van de Aarde verwijderd. De planeet draait om een ster in het sterrenbeeld Virgo – Maagd. De planeet draait op een afstand die tien keer kleiner is dan de afstand van Mercurius tot de Zon, om zijn ster. Wetenschappers zijn opgewonden over de ontdekking omdat Wolf 503b een uitstekende gelegenheid is om een planeet van deze grootte te kunnen bestuderen.

Het team nam duidelijke, periodieke dipjes waar in de lichtcurve van de ster om het moment dat de planeet voorlangs bewoog. Om de ster en de planeet beter te kunnen karakteriseren werd er met behulp van de Infrared Telescope Facility van de NASA eerst een spectrum van de ster opgenomen. Dit spectrum bevestigde dat we te maken hebben met een oude “oranje dwerg” die iets minder helder is dan onze Zon. Het spectrum maakte het ook mogelijk om zowel de straal van de ster als van de planeet nauwkeurig te berekenen. Om te bevestigen dat het daadwerkelijk om een planeet ging en een vals-positieve identificatie te voorkomen, werden er vanaf de Palomar sterrenwacht hoge-resolutie opnames gemaakt en werden de archieven eropna geplozen.

Exoplaneet Wolf 503b
De grootte van Wolf 503b vergeleken met de verdeling van planeten die zijn gevonden door de Kepler ruimtetelescoop. Wolf 503b valt net rechts in de “Fulton leegte”, een nog onbegrepen leegte aan planeten met een grootte tussen 1,5 en 2 maal de Aarde. Credit: B.J. Fulton, gebruikmakende van data van NASA Ames, Caltech and University of Hawaii.

Wolf 503b is om verschillende redenen een interessante planeet. Ten eerste om zijn grootte. Met dank aan de Kepler ruimtetelescoop weten we dat de meeste planeten in ons sterrenstelsel die op korte afstand om hun ster draaien ongeveer zo groot zijn als Wolf 503b. Ze hebben een grootte van ongeveer de Aarde en Neptunus (die 4 * de Aarde is). In ons eigen zonnestelsel komen er geen vergelijkbare planeten voor en astronomen vragen zich af of deze planeten kleine rotsachtige super-Aardes zijn of gasvormige mini-versies van Neptunus. Een recente ontdekking uit 2017 laat ook zien dat er relatief weinig planeten zijn met een grootte van 1,5 tot 2 * de Aarde dan er planeten zijn gevonden die kleiner of groter zijn. Dit gat, de Fulton leegte wordt het genoemd, kan zijn wat de twee types planeten van elkaar onderscheidt. Wolf 503b is een van de weinige planeten die zich qua grootte in de buurt van deze leegte bevindt en die een ster heeft die helder genoeg is om het systeem gedetailleerder te bestuderen en zo meer te weten te komen over de eigenschappen van het systeem.

De tweede reden die Wolf 503b interessant maakt is het feit dat de ster zich relatief dicht bij de Aarde bevindt en daardoor helder is. Een van de mogelijke vervolgstudies voor heldere sterren is het bepalen van hun radiale snelheid om zo de massa van de planeten die er omheen draaien te bepalen. De zwaartekracht van een grote planeet zal meer invloed hebben op de ster. De massa bepaald samen met de doorsnede van de planeet de dichtheid en dat geeft weer informatie over de samenstelling van de planeet. Als de planeet eenzelfde samenstelling zou hebben als de Aarde dan zou de massa, uitgaande van de straal van de planeet, ongeveer 14 * de massa van de Aarde zijn. Als die samenstelling veel lijkt op die van Neptunus dan is de massa ongeveer de helft van Neptunus.

Vanwege zijn helderheid zal Wolf 503 ook door de nog te lanceren James Webb Space Telescope bestudeerd gaan worden. Door gebruik te maken van transit spectroscopie zal het mogelijk zijn om de chemische samenstelling van de atmosfeer van de planeet te bestuderen. Moleculen als waterstof en water kunnen worden gedetecteerd. Het is belangrijk om de controleren of de atmosfeer van de planeet lijkt op de Aarde, Neptunus of compleet anders is dan de atmosferen van planeten in ons zonnestelsel

Omdat de meeste van de sterren die door de Kepler werden bestudeerd veel lichtzwakker zijn kunnen deze waarnemingen niet met deze ruimtesonde worden gedaan. Dat betekent dat de dichtheid en de samenstelling van de meeste exoplaneten die de Kepler heeft gevonden, nog steeds niet bekend is.

Bron: A 2 Earth Radius Planet Orbiting the Bright Nearby K-Dwarf Wolf 503

 

Eerste publicatie: 8 september 2018