Persbericht

Planeet van een ander sterrenstelsel ontdekt

Galactisch kannibalisme brengt een exoplaneet van extragalactische oorsprong binnen het bereik van astronomen

18 november 2010

Een Europees team van astronomen heeft met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla (Chili) een planeet ontdekt bij een ster van een klein sterrenstelsel dat door ons Melkwegstelsel is opgeslokt. De Jupiter-achtige planeet is zeer uitzonderlijk, omdat hij om een ster draait die het einde van zijn leven nadert. Mogelijk staat hij zelfs op het punt om door de ster te worden verzwolgen.

De afgelopen vijftien jaar hebben astronomen bij sterren in onze kosmische omgeving bijna vijfhonderd planeten ontdekt, maar geen daarvan bevindt zich met zekerheid buiten ons Melkwegstelsel [1]. Nu is er echter een planeet van minimaal 1,25 maal de massa van Jupiter [2] ontdekt die om een ster van extragalactische oorsprong draait. De ster maakt deel uit van de zogeheten Helmi-stroom – een groep sterren die oorspronkelijk deel uitmaakte van een dwergstelsel dat door ons Melkwegstelsel is opgeslokt. Deze daad van galactisch kannibalisme moet zich ongeveer zes tot negen miljard jaar geleden hebben afgespeeld. De ontdekking van de exoplaneet wordt vandaag in Science Express gepubliceerd.

‘Deze ontdekking is heel spannend,’ zegt Rainer Klement van het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), die verantwoordelijk was voor de selectie van de sterren die onderwerp van dit onderzoek waren. ‘Voor het eerst hebben astronomen een planetenstelsel ontdekt in een sterrenstroom van extragalactische oorsprong. Door de grote afstanden in kwestie zijn er in andere sterrenstelsels nog geen zekere ontdekkingen van planeten gedaan. Maar deze kosmische fusie heeft een extragalactische planeet binnen ons bereik gebracht.’

De ster draagt de aanduiding HIP 13044 en staat, op een afstand van ongeveer 2000 lichtjaar, in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Fornax (Oven). De astronomen ontdekten de planeet, die HIP 13044 b wordt genoemd, door op de kleine, kenmerkende schommelingen te letten die een ster vertoont als er een ander object omheen draait. Voor deze nauwkeurige waarnemingen werd gebruik gemaakt van de nauwkeurige spectrograaf FEROS [3] die aan de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop [4] van de ESO-sterrenwacht op La Silla was gekoppeld.

HIP 13044 b is een van de weinige exoplaneten waarvan bekend is dat zij de periode hebben doorstaan waarin hun moederster enorm is opgezwollen nadat zij de voorraad waterstof in haar kern had verbruikt – het zogeheten rodereuzenstadium. De ster is inmiddels weer samengetrokken en verbrandt nu helium in haar kern. Tot nog toe zijn maar weinig van deze ‘horizontale tak’-sterren door planetenjagers onderzocht.

‘Deze ontdekking maakt deel uit van een onderzoek waarbij we systematisch zoeken naar exoplaneten die om stervende sterren draaien,’ aldus Johny Setiawan, eveneens van het MPIA, die het onderzoek leidde. ‘Als we de verre toekomst van ons eigen planetenstelsel erbij betrekken, wordt de ontdekking nog intrigerender. Naar verwachting verandert over ongeveer vijf miljard jaar namelijk ook onze zon in een rode reus.’

HIP 13044 b verblijft dicht bij zijn moederster. Het meest nabije punt van zijn elliptische baan ligt minder dan een sterdiameter van het oppervlak van de ster (oftewel 0,055 maal de afstand zon-aarde). Over elke omloop doet hij slechts 16,2 dagen. Setiawan en zijn collega’s vermoeden echter dat de planeetbaan oorspronkelijk veel wijder is geweest, en dat de planeet pas tijdens het rodereuzenstadium naar de ster toe is opgeschoven.

Het lijkt er op dat planeten die zich dichter bij de ster bevonden, minder geluk hebben gehad. ‘De ster draait relatief snel om haar as voor een ‘horizontale tak’-ster,’ zegt Setiawan. ‘Een mogelijke verklaring is dat HIP 13044 tijdens haar rodereuzenstadium de meest nabije planeten heeft opgeslokt, waardoor zij sneller is gaan draaien.’

Hoewel HIP 13044 b het lot van deze binnenplaneten tot dusverre heeft weten te ontlopen, is zijn voortbestaan allerminst zeker. Zijn moederster zal tijdens het volgende stadium van haar evolutie namelijk opnieuw opzwellen. Dat gebeurt straks wellicht ook met de buitenplaneten van ons zonnestelsel – zoals Jupiter – wanneer de zon het einde van haar leven nadert.

De ster werpt ook interessante vragen op over het ontstaan van reuzenplaneten. Ze bevat namelijk zeer weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium – minder dan alle andere sterren waarbij planeten zijn ontdekt. ‘Het is moeilijk om aan de hand van het algemeen geaccepteerde model voor het ontstaan van planeten te verklaren hoe zo’n ster, die nauwelijks zware elementen bevat, een planeet kan hebben gevormd. Planeten rond sterren als deze moeten waarschijnlijk op een andere manier ontstaan,’ besluit Setiawan.

Noten

[1] Er bestaan slechts enkele voorlopige aanwijzingen voor het bestaan van extragalactische exoplaneten. Deze zijn ontdekt via het ‘gravitationele microlenseffect’, waarbij een planeet die precies voor een nog verder weg gelegen ster langs beweegt een subtiele, maar waarneembare ‘lichtflits’ veroorzaakt. Deze ontdekkingsmethode berust echter op één enkele gebeurtenis – het toevallig op één lijn staan van een verre lichtbron, een planetenstelsel en waarnemers op aarde. Geen van deze extragalactische planeetontdekkingen is bevestigd.

[2] Met behulp van de radiale snelheidsmethode kunnen astronomen slechts de minimale massa van een planeet schatten, omdat deze massaschatting mede afhankelijk is van de hoek die haar baanvlak met de gezichtslijn maakt. En die hoek is doorgaans niet bekend. Statistisch gezien ligt de minimummassa echter dicht bij de werkelijke massa van de planeet.

[3] FEROS staat voor Fibre-fed Extended Range Optical Spectrograph.

[4] De 2,2-meter telescoop is sinds begin 1984 in bedrijf op La Silla. Het instrument is voor onbepaalde tijd aan ESO uitgeleend door de Max-Planck-Gesellschaft (MPG). De beschikbare telescooptijd wordt gedeeld tussen MPG- en ESO-programma’s, maar voor bedrijfsvoering en onderhoud van de telescoop is ESO verantwoordelijk.

Meer informatie

Dit onderzoek wordt beschreven in het artikel ‘A Giant Planet Around a Metal-poor Star of Extragalactic Origin’, door J. Setiawan et al., dat op 18 november 2010 in Science Express verschijnt.

Het onderzoeksteam bestaat uit J. Setiawan, R.J. Klement, T. Henning, H.-W. Rix, en B. Rochau (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Duitsland), J. Rodmann (European Space Agency, Noordwijk, Nederland) en T. Schulze-Hartung (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Duitsland).

ESO, de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, is de belangrijkste intergouvernementele sterrenkundeorganisatie in Europa, en het meest productieve astronomische observatorium ter wereld. ESO wordt ondersteund door 14 landen: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerp, de bouw en het beheer van krachtige grondobservatoria die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. ESO speelt ook een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op sterrenkundig gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staat ESO’s Very Large Telescope (VLT), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld. Ook is ESO de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA. Daarnaast is ESO momenteel bezig met ontwerpstudies voor de 42-meter Europese Extremely Large optische/nabij-infrarood Telescoop (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

• Foto’s van de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop

Contact

Johny Setiawan
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tel: + 49 6221 528 326
E-mail: setiawan@mpia.de

Rainer Klement
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528384
E-mail: klement@mpia.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mob: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Markus Poessel
Public relations Max-Planck-Institut für Astronomie (ESON contact for Germany)
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528 261
E-mail: poessel@mpia.de

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