Planeetjager ziet een schaduw voorbijflitsen: nieuwe 'Warme Jupiter' ontdekt bij zware ster
Soms is één enkel moment genoeg om een hele planeet te ontdekken. Precies dat gebeurde bij de ster HD 715, een stralend heldere ster die je in theorie met een goede verrekijker zou kunnen zien. De Amerikaanse ruimtetelescoop TESS zag maar één keer iets voor deze ster langs schuiven. Dat ene moment was genoeg om astronomen op het spoor te zetten van een nieuwe planeet: HD 715 b.
TESS speurt het heelal af naar sterren die heel even iets donkerder worden. Dat gebeurt als een planeet precies tussen de ster en de telescoop door beweegt, een zogeheten "transit". Normaal gesproken zie je zo'n dip meerdere keren, telkens als de planeet een rondje om zijn ster heeft gemaakt. Bij HD 715 b gebeurde dat maar één keer. Daardoor wisten de onderzoekers aanvankelijk niet precies hoe lang een baanrondje van deze planeet duurt.
Om zekerheid te krijgen, gebruikten de astronomen een andere meettechniek: ze keken naar hele kleine wiebelingen in het licht van de ster zelf, veroorzaakt door de zwaartekracht van de planeet die eraan trekt. Met drie verschillende instrumenten, PFS, TRES en MINERVA-Australis, volgden ze de ster twee observatieseizoenen lang. Zo konden ze de baan van de planeet alsnog goed in kaart brengen.
Een planeet om een zware ster
HD 715 b blijkt een "Warme Jupiter" te zijn: een planeet die qua grootte lijkt op onze eigen Jupiter, maar die veel dichter bij zijn ster draait en dus warmer is. De planeet weegt ongeveer 0,635 keer zoveel als Jupiter en is iets groter, met een straal van 1,07 keer die van Jupiter. Hij doet 56,4 dagen over één rondje om zijn ster, met een kleine onzekerheid van ongeveer een vijfde van een dag.
Bijzonder is de ster zelf. HD 715 weegt 1,60 keer zoveel als onze zon, met een nauwkeurigheid van 0,04 zonsmassa's. Daarmee is het een van de zwaarste sterren waarvan we weten dat er een doorkruisende Warme Jupiter omheen draait. De ster is bovendien een "subreus": een ster die de brandstof in haar kern opraakt en daardoor begint op te zwellen, een fase die sterren doormaken vlak voordat ze een echte reus worden.
Wat vooral opvalt, is hoe de planeet om zijn ster draait. De baan is niet helemaal rond, maar ook niet extreem langwerpig: de excentriciteit is 0,21, met een onzekerheid van ongeveer 0,07 tot 0,08. Andere Warme Jupiters rond vergelijkbare, oudere sterren hebben vaak veel langwerpigere banen. Dat HD 715 b een gematigdere baan heeft, laat zien dat deze planeten diverser zijn dan astronomen eerder dachten.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit is een ontdekking van één onderzoeksteam, gebaseerd op metingen aan één planeetsysteem. De precieze baanperiode kent nog een bepaalde onzekerheidsmarge: tussen de 56,01 en 56,35 dagen. Toekomstige waarnemingen moeten uitwijzen of de planeet exact binnen die marge opnieuw voor zijn ster langs beweegt. Het zegt ook niets definitiefs over hoe vaak gematigde banen voorkomen bij deze planeettypes, het is vooralsnog één voorbeeld dat laat zien dat er meer variatie bestaat dan gedacht.
Waarom is dit interessant? Warme Jupiters zijn relatief zeldzaam en nog niet goed begrepen. Ze lijken een tussenvorm tussen de "Hete Jupiters" die vlak langs hun ster scheren, en planeten die net als Jupiter zelf op grote afstand draaien. Door te bestuderen hoe hun banen eruitzien, en rond wat voor sterren ze voorkomen, leren astronomen meer over hoe planetenstelsels zich in de loop van miljarden jaren ontwikkelen en soms van positie veranderen.
Bron: HD 715 b, a Warm Jupiter Orbiting a Massive Subgiant Discovered from a Single TESS Transit