Door nauwkeurig een kleine, bijna onmerkbare, wiebeling in de beweging van een nabije ster door de ruimte te volgen, hebben astronomen een Jupiter-achtige planeet ontdekt die om die ster draait, een van een dubbelsterpaar. Hun werk, met behulp van de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Science Foundation, produceerde de allereerste bepaling van de volledige, driedimensionale structuur van de banen van een dubbelsterpaar en een planeet die om een ​​van hen draait. Deze prestatie, aldus de astronomen, kan waardevolle nieuwe inzichten opleveren over het proces van planeetvorming.

Hoewel er tot nu toe meer dan 5.000 extrasolaire planeten zijn ontdekt, zijn er slechts drie ontdekt met behulp van de techniek - astrometrie genaamd - die tot deze ontdekking heeft geleid. De prestatie van het bepalen van de 3D-architectuur van een dubbelstersysteem dat een planeet omvat "kan niet worden bereikt met andere ontdekkingsmethoden voor exoplaneten", zegt Salvador Curiel van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico (UNAM).

"Aangezien de meeste sterren zich in binaire of meerdere systemen bevinden, zal het begrijpen van systemen zoals deze ons helpen om de vorming van planeten in het algemeen te begrijpen," zei Curiel.

De twee sterren, die samen GJ 896AB worden genoemd, bevinden zich op ongeveer 20 lichtjaar van de aarde - naaste buren volgens astronomische normen. Het zijn rode dwergsterren, het meest voorkomende type in ons Melkwegstelsel. De grotere, waar de planeet om draait, heeft ongeveer 44 procent van de massa van onze zon, terwijl de kleinere ongeveer 17 procent zo zwaar is als de zon. Ze zijn ongeveer op de afstand van Neptunus tot de zon van elkaar verwijderd en draaien om de 229 jaar om elkaar heen.

Voor hun studie van GJ 896AB combineerden de astronomen gegevens van optische waarnemingen van het systeem tussen 1941 en 2017 met gegevens van VLBA-waarnemingen tussen 2006 en 2011. Vervolgens deden ze nieuwe VLBA-waarnemingen in 2020. De superscherpe resolutie van de VLBA op het hele continent - het vermogen om fijne details te zien - produceerde uiterst nauwkeurige metingen van de posities van de sterren in de loop van de tijd. De astronomen hebben uitgebreide analyses uitgevoerd van de gegevens die de baanbewegingen van de sterren en hun gemeenschappelijke beweging door de ruimte onthulden.

Gedetailleerde tracering van de beweging van de grotere ster toonde een lichte schommeling die het bestaan ​​van de planeet onthulde. De wiebel wordt veroorzaakt door het zwaartekrachteffect van de planeet op de ster. De ster en de planeet draaien om een ​​locatie tussen hen in die hun gemeenschappelijk zwaartepunt vertegenwoordigt. Als die locatie, het zwaartepunt genaamd, voldoende ver van de ster verwijderd is, kan de beweging van de ster eromheen worden gedetecteerd.

De astronomen berekenden dat de planeet ongeveer tweemaal de massa van Jupiter heeft en elke 284 dagen om de ster draait. De afstand tot de ster is iets minder dan de afstand van Venus tot de zon. De baan van de planeet helt ongeveer 148 graden ten opzichte van de banen van de twee sterren.

"Dit betekent dat de planeet rond de hoofdster beweegt in de tegenovergestelde richting van die van de secundaire ster rond de hoofdster", zegt Gisela Ortiz-León van UNAM en het Max Planck Instituut voor Radioastronomie. "Dit is de eerste keer dat een dergelijke dynamische structuur is waargenomen op een planeet die is geassocieerd met een compact dubbelstelsel dat vermoedelijk in dezelfde protoplanetaire schijf is gevormd", voegde ze eraan toe.

"Aanvullende gedetailleerde studies van dit en soortgelijke systemen kunnen ons helpen belangrijke inzichten te verwerven in hoe planeten worden gevormd in binaire systemen. Er zijn alternatieve theorieën voor het vormingsmechanisme en meer gegevens kunnen mogelijk aangeven welke het meest waarschijnlijk is," zei Joel Sanchez-Bermudez , van UNAM. "In het bijzonder geven de huidige modellen aan dat zo'n grote planeet zeer onwaarschijnlijk is als begeleider van zo'n kleine ster, dus misschien moeten die modellen worden aangepast", voegde hij eraan toe.

De astrometrische techniek zal een waardevol hulpmiddel zijn om meer planetaire systemen te karakteriseren, aldus de astronomen. "We kunnen veel meer van dit soort werk doen met de geplande Next Generation VLA (ngVLA)", zegt Amy Mioduszewski van het National Radio Astronomy Observatory. "Hiermee kunnen we misschien planeten vinden die zo klein zijn als de aarde."

De astronomen rapporteren hun bevindingen in het nummer van 1 september van The Astronomical Journal . + Verder verkennen

VLBA vindt planeet rond kleine, koele ster