Persbericht

Nieuwe ESO-waarnemingen bewijzen dat rotsachtige exoplaneet maar half zo zwaar is als Venus

5 augustus 2021

Een team van astronomen is met behulp van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili meer te weten gekomen over de planeten rond de nabije ster L 98-59, die overeenkomsten vertonen met de binnenste planeten van ons zonnestelsel. Daaronder bevinden zich een planeet met half zo veel massa als Venus (de lichtste exoplaneet die ooit met de radiale-snelheidstechniek is gemeten), een oceaanwereld en een mogelijke planeet in de leefbare zone.

‘De planeet in de leefbare zone heeft wellicht een atmosfeer die leven in stand zou kunnen houden,’ zegt María Rosa Zapatero Osorio, astronoom aan het Centrum voor Astrobiologie in Madrid, Spanje, en een van de auteurs van het onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd.

De resultaten vormen een belangrijke stap in de zoektocht naar leven op planeten van aardse proporties buiten ons zonnestelsel. De detectie van tekenen van leven op een exoplaneet hangt af van de mogelijkheid om zijn atmosfeer te onderzoeken, maar de huidige telescopen zijn niet groot genoeg om de resolutie te bereiken die nodig is om dit bij kleine, rotsachtige planeten voor elkaar te krijgen. Het nu onderzochte planetenstelsel, dat naar zijn ster L 98-59 is vernoemd, is een aantrekkelijk onderzoeksobject voor toekomstige waarnemingen van de atmosferen van exoplaneten. Het draait om een ster die slechts 35 lichtjaar van ons verwijderd is, en blijkt enkele rotsachtige planeten te omvatten – planeten die zich, net als de aarde of Venus, dicht genoeg bij hun ster bevinden om warm te zijn.

Met behulp van ESO’s VLT kon het team vaststellen dat drie van de planeten wellicht water in hun inwendige of atmosfeer bevatten. De twee planeten die zich het dichtst bij de ster in het L 98-59-stelsel bevinden, zijn waarschijnlijk droog, maar kunnen kleine hoeveelheden water bevatten. De derde planeet zou voor wel dertig massaprocent uit water kunnen bestaan, wat kan betekenen dat het een oceaanwereld is.

Bovendien ontdekten de astronomen een planeet in dit stelsel waarvan het bestaan nog niet bekend was, en hebben ze aanwijzingen gevonden voor een mogelijke vijfde planeet. Deze laatste bevindt zich in een zone op de juiste afstand van de ster om vloeibaar water op zijn oppervlak te laten bestaan. ‘We hebben dus aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van een aardse planeet in de leefbare zone van dit stelsel,’ verklaart Olivier Demangeon, onderzoeker aan het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço van de Universiteit van Porto in Portugal en hoofdauteur van het nieuwe onderzoek.

Het onderzoek betekent een technische doorbraak, omdat de astronomen met behulp van de radiale-snelheidsmethode hebben kunnen vaststellen dat de binnenste planeet in het stelsel slechts half zo zwaar is als Venus. Daarmee is het de lichtste exoplaneet die ooit met behulp van deze techniek is ‘gewogen’. Bij deze techniek wordt de schommelbeweging van de moederster gemeten die door de geringe zwaartekrachtsaantrekking van de om haar heen draaiende planeten wordt veroorzaakt. 

Bij het onderzoek van L 98-59 heeft het team gebruik gemaakt van het Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO)-instrument dat aan ESO’s VLT is gekoppeld. ‘Zonder de precisie en stabiliteit van ESPRESSO zou deze meting niet mogelijk zijn geweest,’ zegt Zapatero Osorio. ‘Dit is een stap voorwaarts in ons vermogen om de massa’s van de kleinste planeten buiten het zonnestelsel te meten.’

Astronomen hebben drie van de planeten van L 98-59 in 2019 voor het eerst gespot met NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Deze satelliet maakt gebruik van een andere techniek – de zogeheten transitmethode – waarbij de dipjes in het licht van een ster worden gemeten die ontstaan wanneer een planeet voor die ster langstrekt. Van de planeten die zo worden opgespoord kunnen ook de afmetingen worden gemeten. Voor de bepaling van de massa’s van exoplaneten zijn echter radiale-snelheidsmetingen nodig, zoals die worden gedaan met ESPRESSO en diens voorganger, de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), die gekoppeld is aan de 3,6-meter ESO-telescoop op La Silla. Het is aan deze beide instrumenten te danken dat Demangeon en zijn team de extra planeten konden opsporen en de massa’s van de drie al bekende planeten konden bepalen. ‘Om te weten waaruit een planeet bestaat, moet je minimaal zijn massa en straal kennen,’ legt Demangeon uit.

Het team hoopt het L 98-59-stelsel verder te kunnen onderzoeken met de nog te lanceren James Webb Space Telescope (JWST) van de ruimteagentschappen NASA, ESA en CSA. Ook de in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope (ELT) van ESO, waarmee in 2027 de eerste waarnemingen zullen worden gedaan, is ideaal voor het onderzoek van deze planeten. ‘Het HIRES-instrument van de ELT kan de atmosferen van enkele planeten in het L 98-59-stelsel onderzoeken en zo de JWST vanaf de grond aanvullen,’ zegt Zapatero Osorio.

‘Dit stelsel is een voorbode van wat komen gaat,’ voegt Demangeon daaraan toe. ‘We jagen als samenleving al sinds de geboorte van de astronomie achter aardse planeten aan, en nu komen we eindelijk steeds dichter bij de detectie van een aardse planeet in de leefbare zone van zijn ster, waarvan we de atmosfeer zouden kunnen onderzoeken.’

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘A warm terrestrial planet with half the mass of Venus transiting a nearby star’ dat in Astronomy & Astrophysics verschijnt.

Het onderzoeksteam bestaat uit Olivier D.S. Demangeon (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA/UPorto], Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portugal [CAUP] en Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portugal [FCUP]), M. R. Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, Spanje [CSIC-INTA]), Y. Alibert (Physikalisches Institut, Universität Bern, Zwitserland [Bern]), S.C.C. Barros (IA/UPorto, CAUP en FCUP), V. Adibekyan (IA/UPorto, CAUP en FCUP), H.M. Tabernero (IA/UPorto en CAUP), A. Antoniadis-Karnavas (IA/UPorto en FCUP), J. D. Camacho (IA/UPorto en FCUP), A. Suárez Mascareño (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spanje [IAC] en Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, Spanje [ULL]), M. Oshagh (IAC/ULL), G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italië), S.G. Sousa (IA/UPortol & CAUP), C. Lovis (Observatoire de Genève, Université de Genève, Genève, Zwitserland [UNIGE]), F. A. Pepe (UNIGE), R. Rebolo (IAC/ULL & Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Spanje), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Italië [INAF Trieste]), N.C. Santos (IA/UPorto, CAUP en FCUP), R. Allart (Department of Physics and Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Canada en UNIGE), C. Allende Prieto (IAC/ULL), D. Bossini (IA/UPorto), F. Bouchy (UNIGE), A. Cabral (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] en Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal), M. Damasso (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italië [INAF Torino]), P. Di Marcantonio (INAF Trieste), V. D’Odorico (INAF Trieste & Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italië[IFPU]), D. Ehrenreich (UNIGE), J. Faria (IA/UPorto, CAUP en FCUP), P. Figueira (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Santiago de Chile, Chili [ESO-Chile] en IA/UPorto), R. Génova Santos (IAC/ULL), J. Haldemann (Bern), J.I. González Hernández (IAC/ULL), B. Lavie (UNIGE), J. Lillo-Box (CSIC-INTA), G. Lo Curto (Europese Zuidelijke Sterrenwacht, Garching bei München, Duitsland [ESO]), C. J. A. P. Martins (IA/UPorto and CAUP), D. Mégevand (UNIGE), A. Mehner (ESO-Chile), P. Molaro (INAF Trieste and IFPU), N. J. Nunes (IA/FCUL), E. Pallé (IAC/ULL), L. Pasquini (ESO), E. Poretti (Fundación G. Galilei – INAF Telescopio Nazionale Galileo, La Palma, Spanje en INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Italië), A. Sozzetti (INAF Torino) en S. Udry (UNIGE).

ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en verreweg de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door zestien lidstaten: België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland, en door gastland Chili, met Australië als strategische partner. ESO voert een ambitieus programma uit, gericht op het ontwerpen, bouwen en beheren van grote sterrenwachten die astronomen in staat stellen om belangrijke wetenschappelijke ontdekkingen te doen. Ook speelt ESO een leidende rol bij het bevorderen en organiseren van samenwerking op astronomisch gebied. ESO beheert drie waarnemingslocaties van wereldklasse in Chili: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s Very Large Telescope (VLT) en haar toonaangevende Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen – VISTA, die in het infrarood werkt, en de op zichtbare golflengten opererende VLT Survey Telescope. Ook op Paranal zal ESO onderkomen bieden aan en het beheer voeren over de Cherenkov Telescope Array South, ’s werelds grootste en meest gevoelige observatorium van gammastraling. ESO speelt tevens een belangrijke partnerrol bij twee faciliteiten op Chajnantor, APEX en ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. En op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwt ESO de 39-meter Extremely Large Telescope, de ELT, die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.

Links

•          Onderzoeksartikel

•          Foto’s van de VLT

•          Voor journalisten: abonneer je op persberichten onder embargo in je eigen taal

•          Voor wetenschappers: heb je een verhaal? Promoot je onderzoek

Contact

Olivier Demangeon
Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
Tel: +351 226 089 855
E-mail: olivier.demangeon@astro.up.pt

María Rosa Zapatero Osorio
Chair of the “Atmospheric Characterisation” working group of the ESPRESSO science team at Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel: +34 9 15 20 64 27
E-mail: mosorio@cab.inta-csic.es

Nuno Santos
Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
E-mail: nuno.santos@astro.up.pt

François Bouchy
Member of the “Transiting planets” working group of the ESPRESSO science team at Université de Genève
Genève, Switzerland
Tel: +41 22 379 24 60
E-mail: Francois.Bouchy@unige.ch

Alejandro Suárez Mascareño
Instituto de Astrofísica de Canarias
Tenerife, Spain
Tel: +34 658 778 954
E-mail: asm@iac.es

Mario Damasso
INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino
Turin, Italy
Tel: +39 339 1816786
E-mail: mario.damasso@inaf.it

Pedro Figueira
Astronomer at ESO and Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, instrument scientist of ESPRESSO
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2463 3074
E-mail: pedro.figueira@eso.org

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

Marieke Baan (Perscontact Nederland)
ESO Science Outreach Network en NOVA Informatie Centrum
Tel: +31(0)20-5257480
E-mail: eson-netherlands@eso.org

Connect with ESO on social media

Dit is een vertaling van ESO-persbericht eso2112.