science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Eerste onderzoek met satellietgegevens van exoplaneten beschrijft een van de meest extreme planeten in het heelal

Wanneer een planeet voor zijn ster langs beweegt, gezien vanaf de aarde, de ster lijkt korte tijd zwakker. Dit fenomeen wordt een transit genoemd. Wanneer de planeet achter de ster passeert, het door de planeet uitgezonden en/of gereflecteerde licht wordt korte tijd door de ster verduisterd. Dit fenomeen wordt occultatie genoemd. Krediet:© ESA

CHEOPS houdt zijn belofte:waarnemingen met de ruimtetelescoop hebben details onthuld van de exoplaneet WASP-189b, een van de meest extreme planeten die we kennen. CHEOPS is een gezamenlijke missie van de European Space Agency (ESA) en Zwitserland, onder auspiciën van de Universiteit van Bern in samenwerking met de Universiteit van Genève.

Acht maanden nadat de ruimtetelescoop CHEOPS aan zijn missie begon, de eerste wetenschappelijke publicatie met gegevens van CHEOPS is verschenen. CHEOPS is de eerste ESA-missie gewijd aan het karakteriseren van bekende exoplaneten, die draaiende sterren buiten het zonnestelsel. Exoplaneten werden voor het eerst gevonden in 1995 door twee Zwitserse astronomen, Michel Burgemeester en Didier Queloz, die vorig jaar de Nobelprijs kregen voor deze ontdekking. CHEOPS is ontwikkeld als onderdeel van een samenwerking tussen ESA en Zwitserland. Onder leiding van de Universiteit van Bern en ESA, een consortium van meer dan 100 wetenschappers en ingenieurs uit 11 Europese staten was gedurende vijf jaar betrokken bij de constructie van de satelliet. Het Science Operations Center van CHEOPS bevindt zich in het observatorium van de Universiteit van Genève.

Met behulp van gegevens van CHEOPS, wetenschappers hebben onlangs een gedetailleerde studie uitgevoerd van de exoplaneet WASP-189b. De resultaten zijn zojuist geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Astronomie en astrofysica . Willy Benz, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Bern en hoofd van het CHEOPS-consortium, zei, "Deze observaties tonen aan dat CHEOPS volledig voldoet aan de hoge verwachtingen met betrekking tot zijn prestaties."

Een van de meest extreme planeten in het universum

WASP-189b, het doel van de CHEOPS-waarnemingen, is een exoplaneet die rond de ster HD 133112 draait, een van de heetste sterren waarvan bekend is dat ze een planetair systeem hebben. "Het WASP-189-systeem is 322 lichtjaar verwijderd en bevindt zich in het sterrenbeeld Weegschaal (de weegschaal), " legt Monika Lendl uit, hoofdauteur van de studie van de Universiteit van Genève, en lid van het National Center of Competence in Research PlanetS.

"WASP-189b is vooral interessant omdat het een gasreus is die heel dicht bij zijn moederster draait. Het duurt minder dan drie dagen voordat hij om zijn ster cirkelt, en het is 20 keer dichter bij de ster dan de aarde bij de zon, " zegt Monika Lendl. De planeet is meer dan 1,5 keer zo groot als Jupiter, de grootste planeet van het zonnestelsel.

Monika Lendl legt verder uit dat planetaire objecten zoals WASP-189b erg exotisch zijn:"Ze hebben een permanente dagkant, die altijd wordt blootgesteld aan het licht van de ster, en, overeenkomstig, een permanente nachtzijde." Dit betekent dat het klimaat totaal anders is dan dat van de gasreuzen Jupiter en Saturnus in ons zonnestelsel. "Op basis van de waarnemingen met CHEOPS, we schatten de temperatuur van WASP-189b op 3, 200 graden Celsius. Planeten zoals WASP-189b worden "ultra-hete Jupiters" genoemd. IJzer smelt bij zo'n hoge temperatuur, en wordt zelfs gasvormig. Dit object is een van de meest extreme planeten die we tot nu toe kennen, ' zegt Lendl.

Infografiek van het WASP 189-systeem. Krediet:© ESA

Uiterst nauwkeurige helderheidsmetingen

"We kunnen de planeet zelf niet zien omdat hij te ver weg is en te dicht bij zijn moederster, dus we moeten vertrouwen op indirecte methoden, " legt Lendl uit. Hiervoor CHEOPS maakt gebruik van zeer nauwkeurige helderheidsmetingen:wanneer een planeet voor zijn ster beweegt, gezien vanaf de aarde, de ster lijkt korte tijd zwakker. Dit fenomeen wordt een transit genoemd. Monika Lendl zegt:"Omdat de exoplaneet WASP-189b zo dicht bij zijn ster staat, de dagzijde is zo helder dat we zelfs het 'ontbrekende' licht kunnen meten wanneer de planeet achter zijn ster passeert; dit wordt een occultatie genoemd. We hebben verschillende van dergelijke occultaties van WASP-189b met CHEOPS waargenomen. Het lijkt erop dat de planeet niet veel sterrenlicht weerkaatst. In plaats daarvan, het meeste sterrenlicht wordt geabsorbeerd door de planeet, opwarmen en laten glanzen."

De onderzoekers denken dat de planeet niet erg reflecterend is omdat er aan de dagzijde geen wolken aanwezig zijn. "Dit is niet verwonderlijk, zoals theoretische modellen ons vertellen dat wolken zich niet kunnen vormen bij zulke hoge temperaturen, ' zegt Lendl.

Willy Benz zegt, "We ontdekten ook dat de transit van de gasreus voor zijn ster asymmetrisch is. Dit gebeurt wanneer de ster heldere en donkere zones op zijn oppervlak heeft. Dankzij CHEOPS-gegevens, kunnen we concluderen dat de ster zelf zo snel roteert dat zijn vorm niet langer bolvormig is, maar ellipsvormig. De ster wordt op zijn evenaar naar buiten getrokken."

Artist impression van CHEOPS. Krediet:© ESA / ATG medialab

De ster waarrond WASP-189b draait, is heel anders dan de zon. Monika Lendl zegt, "De ster is aanzienlijk groter en meer dan 2000 graden heter dan onze zon. Omdat hij zo heet is, de ster lijkt blauw en niet geelwit zoals de zon."

Willy Benz zegt, "Van slechts een handvol planeten is bekend dat ze om zulke hete sterren draaien, en dit systeem is verreweg het slimste." het vormt een ijkpunt voor verder onderzoek. "We verwachten verdere spectaculaire bevindingen op exoplaneten dankzij observaties met CHEOPS. De volgende papers zijn al in voorbereiding."