die extrasolaire planeet De Khufu-missie onthulde dat een exoplaneet die in een enkele dag om zijn ster draait, een vervormde vorm heeft die meer op een rugbybal dan op een bal lijkt. Dit is de eerste keer dat de vervorming van een exoplaneet is gedetecteerd, wat nieuwe inzichten oplevert in de interne structuur van deze steromarmende planeten.
De planeet die bekend staat als WASP-103b bevindt zich in het sterrenbeeld Hercules. Het is vervormd door sterke getijdenkrachten tussen de planeet en zijn moederster WASP-103, die ongeveer 200 graden heter en 1,7 keer groter is dan de zon.
getijdentrek
We ervaren getijden in de oceanen van de aarde, voornamelijk omdat de maan een beetje over onze planeet sleept terwijl deze om ons heen draait. De zon heeft ook een klein maar significant effect op getijden, maar is te ver van de aarde om grote verstoringen op onze planeet te veroorzaken. Hetzelfde kan niet gezegd worden van WASP-103b, een planeet die bijna twee keer zo groot is Jupiter Met zijn massa van 1,5 keer draait hij in minder dan een dag om zijn moederster. Astronomen vermoedden dat zo’n korte afstand supergetijden zou veroorzaken, maar tot nu toe hebben ze ze niet kunnen meten.
Khufu onthult een exoplaneet in de vorm van een rugbybal. Krediet: ESA
Nieuwe gegevens gebruiken van de Khufu-ruimtetelescoop van de European Space Agency, samen met gegevens die al eerder zijn verkregen NASA/welke welke Hubble Ruimtetelescoop Met NASA’s Spitzer Space Telescope hebben astronomen nu kunnen ontdekken hoe getijdenkrachten de WASP-103b exoplaneet vervormen van een gewone bol tot de vorm van een rugbybol.
Khufu meet de transit van een exoplaneet – de lichtval treedt op wanneer een planeet vanuit ons gezichtspunt voor zijn ster passeert. Het bestuderen van de vorm van de lichtcurve onthult meestal details over de planeet, zoals de grootte. De hoge nauwkeurigheid van Cheops in combinatie met zijn geleidingsflexibiliteit, waardoor de satelliet naar het doel kan terugkeren en meerdere transits kan volgen, stelde astronomen in staat om het exacte signaal van de getijdenvervorming van de WASP-103b te detecteren. Deze onderscheidende handtekening kan worden gebruikt om meer over de planeet te onthullen.
“Het is ongelooflijk dat Khufu zo’n kleine vervorming heeft kunnen detecteren”, zegt Jacques Lascar van het Observatorium van Parijs, de Universiteit van Wetenschappen en Letteren van Parijs, en co-auteur van het onderzoek. “Dit is de eerste keer dat een dergelijke analyse is gedaan, en we kunnen hopen dat observaties over een langere periode deze observatie zullen versterken en leiden tot een betere kennis van de interne structuur van de planeet.”
opgeblazen planeet
Het team was in staat om de lichttransitcurve van WASP-103b te gebruiken om een variabele af te leiden – het liefdesgetal – die meet hoe massa binnen de planeet wordt verdeeld. Begrijpen hoe massa wordt verdeeld, kan details onthullen over de interne structuur van een planeet.
“De weerstand van een materiaal tegen vervorming hangt af van de samenstelling”, legt Susana Barros van het Instituut voor Astronomie en de Universiteit van Porto, Portugal, en hoofdauteur van het onderzoek uit. “Hier op aarde hebben we bijvoorbeeld getijden als gevolg van de maan en de zon, maar we kunnen alleen oceaangetijden zien. Het rotsachtige deel beweegt niet veel. Door te meten hoe vervormd de planeet is, kunnen we zien hoeveel het rotsachtig is , gasvormig of waterig.”
Het liefdesgetal voor WASP-103b is vergelijkbaar met dat van Jupiter, wat in eerste instantie aangeeft dat de interne structuur vergelijkbaar is, hoewel WASP-103b een dubbele straal heeft.
“In principe zouden we verwachten dat een planeet met een massa van 1,5 keer die van Jupiter ongeveer even groot zou zijn, dus WASP-103b zou erg opgeblazen moeten zijn vanwege de opwarming van de sterren en mogelijk andere mechanismen”, zegt Susanna.
“Als we de details van zijn interne structuur kunnen bevestigen door toekomstige waarnemingen, kunnen we misschien beter begrijpen waarom het zo opgeblazen is. Het kennen van de grootte van de kern van deze exoplaneet zal ook belangrijk zijn voor een beter begrip van hoe het gevormd is.”
Aangezien de onzekerheid in het getal van Love nog steeds erg groot is, zullen toekomstige waarnemingen met de Khufu-telescoop en de James Webb Space Telescope (WEB) nodig zijn om de details te ontcijferen. De zeer hoge resolutie van Webb zal de metingen van getijvervorming van exoplaneten verbeteren, waardoor een betere vergelijking mogelijk wordt tussen deze zogenaamde “hete Jupiters” en de reuzenplaneten van het zonnestelsel.
mysterieuze beweging
Een ander mysterie omringt ook WASP-103b. Getijde-interacties tussen een ster en een planeet die zeer dicht bij de grootte van Jupiter ligt, zou de omlooptijd van de planeet doorgaans verkorten, waardoor deze steeds dichter bij de ster komt voordat de moederster hem uiteindelijk opslokt. WASP-103b-metingen lijken er echter op te wijzen dat de omlooptijd mogelijk toeneemt en dat de planeet langzaam van de ster wegdrijft. Dit kan erop wijzen dat iets anders dan getijdenkrachten de dominante factor is die de planeet beïnvloedt.
Susanna en haar collega’s hebben andere mogelijke scenario’s overwogen, zoals de impact van de begeleidende ster van de gastheer op de dynamiek van het systeem of de enigszins elliptische baan van de planeet. Ze konden deze scenario’s niet bevestigen, maar ook niet uitsluiten. Het is ook mogelijk dat de omlooptijd juist afneemt in plaats van toeneemt, maar alleen aanvullende waarnemingen van WASP-103b’s transits met Khufu en andere telescopen zullen licht op dit mysterie helpen werpen.
“De omvang van het effect van getijvervorming op de tijdelijke lichtcurve van exoplaneten is erg klein, maar dankzij de zeer hoge resolutie van Khufu kunnen we dit voor het eerst zien”, zegt Katie Isaac, Khufu-projectwetenschapper bij de European Space Agency . “Deze studie is een uitstekend voorbeeld van de zeer uiteenlopende vragen die exoplaneetwetenschappers met Khufu kunnen beantwoorden, wat het belang van deze flexibele vervolgmissie illustreert.”
Referentie: “Detectie van getijvervorming van WASP-103b bij 3 °C met behulp van CHEOPS” door SCC Barrosg, B. Akinsanmi, G. Boué, AMS Smith, J. Laskar, S. Ulmer-Moll, J. Lillo-Box, D . Queloz, A. Collier Cameron, S.G. Sousa, D. Ehrenreich, M.J. Hooton, G. Bruno, B.-O. Demore, ACM Korea, ODS Demangeon, T. G. Wilson, A. Bonfanti, S. Hoyer, Y. Alibert, R. Alonso, G. Anglada Escudé, D. Barbato, T. Bárczy, D. Barrado, W. Baumjohann, M. Beck, T. Beck, W. Davies, M. Dellwill, A. Dellin, L. Delries, A. Erickson, A. K. Heng, L. Kiss, A. Lecavelier des Etangs, M. Lendl, C. Lovis, D. Magrin, V. Nascimbeni, PFL Maxted, G. Olofsson, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Pallé, H . Parviainen, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, R. Ragazzoni, N. Rando, H. Rauer, I. Ribas, N.C. Santos, G. Scandariato, D. Ségransan, A.E. Simon, M. Steller, Gy. M. Szabó, N. Thomas, S. Udry, B. Ulmer, V. Van Grootel en N.A. Walton, 11 januari 2022, Astronomie en astrofysica.
DOI: 10.1051/0004-6361/202142196
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
