Persbericht

Heeft deze exoplaneet een zusje met dezelfde baan?

19 juli 2023

Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen het mogelijke broertje of zusje gevonden van een planeet die rond een verre ster draait. Het team heeft een wolk met brokstukken ontdekt die mogelijk in dezelfde baan als deze planeet draait. Volgens hen kan de wolk de bouwstenen bevatten van een nieuwe planeet of de overblijfselen van een al gevormde planeet. Als deze ontdekking wordt bevestigd, zou dat het sterkste bewijs zijn dat twee exoplaneten één baan kunnen delen.

"Twee decennia geleden voorspelde de theorie dat paren planeten met een vergelijkbare massa dezelfde baan om hun ster kunnen delen, de zogenaamde Trojaanse of co-orbitale planeten. Nu hebben we voor het eerst bewijs gevonden voor dat idee," zegt Olga Balsalobre-Ruza, student aan het Centro de Astrobiología in Madrid, Spanje, die het artikel leidde dat vandaag is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.

Trojanen, rotsachtige objecten in dezelfde baan als een planeet, komen veel voor in ons eigen zonnestelsel [1]. Het bekendste voorbeeld zijn de Trojaanse planetoïden van Jupiter — meer dan 12.000 rotsachtige objecten die zich in dezelfde baan rond de zon bevinden als de gasreus. Astronomen hebben voorspeld dat Trojanen, en in het bijzonder Trojaanse planeten, ook rond een andere ster dan onze zon zouden kunnen bestaan, maar het bewijs daarvoor is schaars. "Exotrojanen [Trojaanse planeten buiten het zonnestelsel] zijn tot nu toe als eenhoorns: ze bestaan op papier, maar niemand heeft ze ooit ontdekt," zegt co-auteur Jorge Lillo-Box, senior onderzoeker bij het Centro de Astrobiología.

Een internationaal team van wetenschappers heeft nu ALMA, waarin ESO partner is, gebruikt om het sterkste waarnemingsbewijs tot dusver te vinden dat Trojaanse planeten bestaan in het PDS 70-systeem. Van deze jonge ster is bekend dat hij twee reusachtige, Jupiter-achtige planeten herbergt, PDS 70b en PDS 70c. Na analyse van ALMA-waarnemingen uit het archief ontdekte het team een wolk van brokstukken op de plaats in de baan van PDS 70b waar Trojaanse planeten volgens de voorspelling kunnen voorkomen. 

Trojanen bevinden zich in de zogeheten Lagrangiaanse zones. Dat zijn twee uitgestrekte gebieden in de baan van een planeet waar de gecombineerde zwaartekracht van de ster en de planeet materie in haar greep houdt. Bij het bestuderen van deze twee gebieden in de baan van PDS 70b ontdekten astronomen een zwak signaal van één ervan. Dat wijst erop dat zich daar een wolk van brokstukken kan bevinden met een massa die ruwweg twee keer zo groot is als die van onze maan.

Het team denkt dat deze puinwolk wijst op een Trojaanse wereld of op een planeet die zich aan het vormen is. "Kun je je voorstellen dat twee planeten de duur van het jaar en de omstandigheden delen? Ons werk is het eerste bewijs dat dit soort werelden kan bestaan," zegt Balsalobre-Ruza. "Ik vind het verbluffend dat planeten dezelfde baan kunnen delen."

"Ons onderzoek is een eerste stap om te zoeken naar co-orbitale planeten in een zeer vroeg stadium van hun vorming," zegt co-auteur Nuria Huélamo, een senior onderzoeker bij het Centro de Astrobiología. "Het roept nieuwe vragen op over de vorming van Trojanen, hoe ze evolueren en hoe vaak ze voorkomen in verschillende planetenstelsels," voegt Itziar De Gregorio-Monsalvo toe, hoofd van het ESO Office for Science in Chili, die ook heeft meegewerkt aan dit onderzoek.

Om hun detectie te bevestigen, moet het team wachten tot na 2026. Dan willen ze ALMA gebruiken om te zien of zowel PDS 70b als zijn broederwolk van brokstukken gelijk optrekken in hun baan rond de ster. "Dat zou dan een doorbraak zijn op het gebied van exoplaneetonderzoek," zegt Balsalobre-Ruza.

"De toekomst van dit onderzoeksgebied is erg spannend. We kijken dan ook uit naar de uitbreiding van ALMA die gepland staat voor 2030. Daarmee kunnen we Trojanen in veel andere sterren karakteriseren," concludeert De Gregorio-Monsalvo.

Noten

[1] Toen de planetoïden in de baan van Jupiter werden ontdekt, kregen ze de namen van de helden uit de Trojaanse oorlog. Daardoor verwijst de naam Trojanen nu naar deze objecten.

Meer informatie

Het onderzoek staat in een publicatie die verschijnt in Astronomy & Astrophysics.

Het team bestaat uit O. Balsalobre-Ruza (Centro de Astrobiología [CAB], CSIC-INTA, Spanje), I. De Gregorio-Monsalvo (European Southern Observatory [ESO], Chili), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, VK), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, France and Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Frankrijk), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, VS), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italië), and R. Teague (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, VS).

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals surveytelescopen zoals VISTA. Ook zal ESO op Paranal de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’ – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.

De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale astronomische faciliteit, is een samenwerkingsverband van ESO, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF) en de National Institutes of Natural Sciences (NINS) van Japan, in samenwerking met de Republiek Chili. ALMA wordt gefinancierd door ESO (namens haar lidstaten), door de NSF in samenwerking met de National Research Council of Canada (NRC) en de National Science Council of Taiwan (NSC), en door NINS in samenwerking met de Academia Sinica (AS) in Taiwan en het Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). De bouw en het beheer van ALMA worden geleid door ESO (namens haar lidstaten); door het National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dat namens Noord-Amerika wordt bestuurd door de Associated Universities, Inc. (AUI), en namens Oost-Azië door het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). De overkoepelende leiding en het toezicht op bouw, ingebruikname en beheer van ALMA is in handen van het Joint ALMA Observatory (JAO).

Links

• Wetenschappelijke publicatie
• Foto's van ALMA 
• Voor journalisten: abonneer je op embargo-persberichten in je eigen taal
• Voor wetenschappers: heb je een verhaal? Promoot je onderzoek

Contact

Olga Balsalobre-Ruza
PhD student at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel: +34 918131531
E-mail: obalsalobre@cab.inta-csic.es

Itziar De Gregorio-Monsalvo
ESO Head of the Office for Science Chile
Santiago, Chile
Tel: +56 (2) 2463 3000
E-mail: idegrego@eso.org

Jorge Lillo-Box
Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel: + 34 918131309
E-mail: jorge.lillo@cab.inta-csic.es

Nuria Huélamo Bautista
Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel: +34 918131530
E-mail: nhuelamo@cab.inta-csic.es

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mob: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Rodrigo Alvarez (press contact België)
ESO Science Outreach Network en Planetarium, Royal Observatory of Belgium
Tel: +32-2-474 70 50
E-mail: eson-belgië@eso.org

Connect with ESO on social media