Ongeveer een jaar na de lancering van de NASA-missie TESS, de eerste drie kometen die rond de nabije ster Beta Pictoris buiten ons zonnestelsel cirkelen, werden ontdekt met gegevens van de ruimtetelescoop. Het belangrijkste doel van TESS is het zoeken naar exoplaneten - planeten die om andere sterren draaien. De herkenning van signalen van veel kleinere exokometen in vergelijking met planeten vereist de analyse van een nauwkeurige lichtcurve, die nu kan worden verkregen met behulp van de technische verfijning van de nieuwe ruimtetelescoop.

Sebastiaan Zieba, masterstudent in het team van Konstanze Zwintz aan het Instituut voor Astro- en Deeltjesfysica aan de Universiteit van Innsbruck, ontdekte het signaal van de exokometen toen hij in maart van dit jaar de TESS-lichtcurve van Beta Pictoris onderzocht. "De gegevens toonden een significante afname in de intensiteit van het licht van de waargenomen ster. Deze variaties als gevolg van verduistering door een object in de baan van de ster kunnen duidelijk worden gerelateerd aan een komeet, Sebastian Zieba en Konstanze Zwintz vertellen over de opzienbarende ontdekking.

In samenwerking met Matthew Kenworthy van de Universiteit Leiden (Nederland) en Grant Kennedy van de University of Warwick (VK), ze analyseerden en interpreteerden de signalen van de exokometen. De resultaten worden nu gepubliceerd in het internationale tijdschrift Astronomie en astrofysica . Drie soortgelijke exokomeetsystemen zijn onlangs gevonden rond drie andere sterren tijdens data-analyse door NASA's Kepler-missie. De onderzoekers suggereren dat exokometen vaker te vinden zijn rond jonge sterren. "De ruimtetelescoop Kepler concentreerde zich op oudere sterren die lijken op de zon in een relatief klein gebied aan de hemel. TESS, anderzijds, observeert sterren over de hele hemel, inclusief jonge sterren. We verwachten daarom in de toekomst meer van dit soort ontdekkingen, ", zegt Konstanze Zwintz. Het onderzoek van Zwintz richt zich op jonge sterren en wordt gezien als een internationaal gerenommeerd expert op het gebied van asteroseismologie.

Dr. Grant Kennedy, van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Warwick, assisteren bij het modelleren en interpreteren van de gegevens. Hij zei:"Deze ontdekking is om verschillende redenen erg belangrijk voor de wetenschap van extrasolaire kometen. Men dacht dat Beta Pictoris drie decennia lang exokometen herbergde met een andere techniek, en de TESS-gegevens leveren het langverwachte en onafhankelijke bewijs voor hun bestaan. Ons volgende doel is om soortgelijke handtekeningen te vinden rond andere sterren, en deze ontdekking laat zien dat TESS de taak aankan."

Beroemde ster

De jonge en zeer heldere ster Beta Pictoris is om vele redenen een "beroemdheid" onder astronomen:"Al in de jaren tachtig, onderzoek van Beta Pictoris leverde overtuigend bewijs voor planetaire systemen rond andere sterren dan onze zon - een decennium voordat exoplaneten zelfs voor de eerste keer werden ontdekt. In aanvulling, er was in die tijd al indirect bewijs voor kometen op basis van de karakteristieke signatuur van verdampend gas dat ervan af kwam, ", voegt Konstanze Zwintz toe. Op ongeveer 23 miljoen jaar oud, Beta Pictoris is een relatief jonge ster, "een jonge volwassen ster vergeleken met de menselijke leeftijd, ’ zegt de astronoom.

De ontdekking van exokometen rond Beta Pictoris werd in 1999 voorspeld in een paper door de astrofysici Alain Lecavelier des Etangs, Alfred Vidal-Madjar en Roger Ferlet. "Samen met onze collega's uit Leiden en Warwick, we zijn blij dat we deze theorie eindelijk hebben bevestigd, " zeggen Zieba en Zwintz. De wetenschappers verwachten in dit gebied nog veel meer kometen en asteroïden te ontdekken, omdat het een jonge ster is. "In de toekomst, we willen antwoorden vinden op de vraag hoe vaak exokometen voorkomen en of hun aantal echt afneemt met de leeftijd van een ster. Informatie hierover is belangrijk omdat we door analyse van de kometen rond een jonge ster ook conclusies kunnen trekken over de geschiedenis van ons eigen zonnestelsel. Omdat we weten dat ons zonnestelsel in de beginjaren aanzienlijk meer kometen vertoonde, ", legt Konstanze Zwintz uit.

In de toekomst, de onderzoekers willen de samenstelling van exokometen onderzoeken, bijvoorbeeld met betrekking tot hun watergehalte. De kometen zelf zijn kleiner dan exoplaneten, maar hebben zeer grote staarten, die tot vele miljoenen kilometers lang kunnen zijn. "Wat we zien is niet de komeetkern zelf, maar het materiaal werd van de komeet geblazen en liep erachteraan. Dus de TESS-gegevens vertellen ons niet hoe groot de kometen waren, aangezien de omvang van de stofstaart erg groot en niet erg dicht kan zijn, of minder groot en dichter. Beide situaties zouden dezelfde lichtcurve geven, ", legt Zwintz uit.