DIY-wetenschap -- verbergt Proxima c zich op deze grafiek?

Deze ongewone foto van de week toont de recentste gegevens van ESO’s exoplanetenjager HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) tijdens de Red Dots-campagne, een zoektocht naar aardse planeten rondom de drie meest nabijgelegen rode dwergen: Proxima Centrauri, de ster van Barnard en Ross 154. De campagne ging eerder dit jaar van start om verder te bouwen op de ontdekking in 2016 van Proxima b rond onze dichtstbijzijnde stellaire buur, Proxima Centauri. Red Dots is een open notebook science-experiment. Dit betekent dat het publiek toegang heeft tot de gegevens en zelfs een bijdrage kan leveren. Bemerk jij een nieuwe exoplaneet in de gegevens van Proxima Centauri?

Door zorgvuldig de beweging van een ster doorheen de tijd te volgen, kunnen grafieken zoals deze de vingerafdrukken van exoplaneten onthullen. Net zoals een ster een aantrekkingskracht uitoefent op de planeten die om haar heen draaien, trekken de planeten ook de ster aan, waardoor deze wiebelt en er een kleine maar meetbare verschuiving optreedt in de golflengte van haar uitgezonden licht. Door analyse van de voorspelbare, steeds terugkerende schommelingen kunnen astronomen de aanwezigheid van een planeet afleiden. De grafiek links bovenaan toont de gegevens van 2016 die de aanwezigheid van Proxima b bevestigden en laat zien hoe de planeet ervoor zorgt dat zijn moederster Proxima Centauri naar de aarde toe en ervan weg beweegt. De gebogen lijn geeft het wiebelgedrag van de ster weer. Het regelmatige patroon van schommelende radiële snelheden herhaalt zich om de 11,2 dagen.

De grafiek rechts bovenaan toont nieuwe meetresultaten gemaakt met HARPS tijdens de Red Dots-campagne. De nieuwe gegevens bevestigen nogmaals het signaal van Proxima b (in geel), maar bevat ook aanvullende gegevenspatronen — hier te zien als een neerwaartse trend van gegevenspunten in zowel 2016 als 2017 — valt er dus nog meer te ontdekken? Voor een concrete verklaring wat de oorzaak van deze patronen betreft, dienen astronomen gebruik te maken van kwantitatieve wiskundige technieken.

Een van deze wiskundige technieken is een periodogram, die in de gegevens op zoek gaat naar steeds terugkerende signalen — hier weergegeven als in het oog springende pieken — die duiden op de aanwezigheid van een planeet. De grafiek onderaan toont de periodogram voor de nieuwe gegevens: het eerste signaal (witte lijn) komt overeen met Proxima b. De patronen die te zien zijn in de bovenste grafieken brengen een tweede reeks mogelijke perioden van ongeveer 200 dagen (rode lijn)  tevoorschijn. De aanwezigheid van meerdere pieken van gelijkaardige hoogte betekent dat een signaal niet precies kan worden toegewezen en dat de oorsprong ervan onduidelijk blijft.

Het project zal metingen blijven doen tot eind september dit jaar. U kunt het verdere verloop van de Red Dots-campagne volgen en zelfs observationele bijdragen leveren via de website van Red Dots, Facebook of Twitter.