Persbericht

ESO-telescopen helpen bij opsporing van grootste groep solitaire planeten tot nu toe

22 december 2021

Solitaire planeten zijn moeilijk vindbare kosmische objecten met massa’s die vergelijkbaar zijn met die van de planeten in ons zonnestelsel, maar die niet in een baan om een ster draaien: ze zwerven vrij rond. Tot nu toe waren er niet veel bekend, maar een team van astronomen heeft, met behulp van gegevens van verschillende telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en andere faciliteiten, minstens zeventig nieuwe solitaire planeten in ons Melkwegstelsel ontdekt. Dit is de grootste groep vrij rondzwervende planeten die ooit is opgespoord – een belangrijke stap om de oorsprong en eigenschappen van deze mysterieuze galactische nomaden te begrijpen.

‘We wisten niet hoeveel we er konden verwachten en zijn blij dat we er zoveel hebben gevonden,’ zegt Núria Miret-Roig, astronoom aan het Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Frankrijk, en de Universiteit van Wenen, Oostenrijk. Ze is hoofdauteur van het nieuwe onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd.

Solitaire planeten hebben geen ster in hun omgeving, en laten zich normaal gesproken niet in beeld brengen. Miret-Roig en haar team maakten echter gebruik van het feit dat deze planeten de eerste paar miljoen jaar na hun ontstaan nog heet genoeg zijn om te gloeien, waardoor ze rechtstreeks waarneembaar zijn met de gevoelige (infrarood)camera’s van grote telescopen. In een nabij stervormingsgebied in de sterrenbeelden Schorpioen en Slangendrager [1] wisten ze zeker zeventig nieuwe solitaire planeten op te sporen met massa’s die vergelijkbaar zijn met die van Jupiter.

Bij de opsporing van deze solitaire planeten heeft het team gegevens gebruikt die verspreid over een periode van ongeveer twintig jaar met een aantal telescopen op de grond en in de ruimte zijn verzameld. ‘We hebben de kleine bewegingen, de kleuren en de lichtkracht gemeten van tientallen miljoenen bronnen in een groot gebied aan de hemel,’ legt Miret-Roig uit. ‘Deze metingen stelden ons in staat om de zwakste objecten in dit gebied, de solitaire planeten, met zekerheid te identificeren.’

Het team gebruikte waarnemingen van ESO’s Very Large Telescope (VLT), Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) en VLT Survey Telescope (VST), en de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop in Chili en andere astronomische faciliteiten. ‘Het overgrote deel van onze gegevens is afkomstig van ESO-sterrenwachten, die absoluut van cruciaal belang waren voor dit onderzoek. Hun grote beeldveld en unieke gevoeligheid waren de sleutels tot ons succes,’ zegt Hervé Bouy, astronoom aan het Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Frankrijk, en projectleider van het nieuwe onderzoek. ‘We hebben tienduizenden opnamen van ESO-faciliteiten gebruikt, die overeenkomen met honderden uren aan waarnemingen en letterlijk tientallen terabytes aan gegevens.’

Het team heeft ook gebruik gemaakt van gegevens van de Gaia-satelliet van het Europese ruimteagentschap ESA. Deze samenwerking tussen telescopen op aarde en in de ruimte is daarmee van groot belang gebleken voor de verkenning van ons heelal.

Het onderzoek suggereert dat er nog veel meer van deze ongrijpbare, sterloze planeten op ontdekking wachten. ‘Er kunnen nog miljarden van deze solitaire reuzenplaneten in ons Melkwegstelsel rondzwerven,’ legt Bouy uit.

Door de nu ontdekte solitaire planeten te bestuderen, kunnen astronomen wellicht aanwijzingen vinden over hoe deze mysterieuze objecten ontstaan. Sommige wetenschappers denken dat solitaire planeten kunnen ontstaan door het samentrekken van een gaswolk die te klein is om tot de vorming van een ster te leiden. Een andere mogelijkheid is dat ze vanuit planetenstelsels weggeslingerd zijn. Maar welk mechanisme waarschijnlijker is, blijft onduidelijk.

Voor de ontrafeling van het mysterie van de nomadische planeten zijn astronomen afhankelijk van verdere technologische ontwikkelingen. Het team hoopt ze in meer detail te kunnen onderzoeken met ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in de Chileense Atacama-woestijn wordt gebouwd en later dit decennium in bedrijf zal komen. ‘Deze objecten zijn extreem zwak en met de bestaande faciliteiten kunnen ze nauwelijks worden bestudeerd,’ zegt Bouy. ‘De ELT zal van cruciaal belang zijn om meer informatie te verzamelen over de meeste solitaire planeten die we hebben opgespoord.’

Noten

[1] Het precieze aantal solitaire planeten dat het team heeft opgespoord laat zich moeilijk bepalen, omdat de waarnemingen de onderzoekers niet in staat stellen om de massa’s van de ontdekte objecten te meten. Objecten met een massa groter dan ongeveer 13 keer de massa van Jupiter zijn hoogstwaarschijnlijk geen planeten, dus mogen ze niet in de telling worden meegenomen. Maar omdat het team geen exacte waarden voor de massa’s kon bepalen, was het aangewezen op schattingen. Aan de hand van de helderheden van de waargenomen solitaire planeten kon wel een bovengrens worden opgelegd aan het aantal waargenomen solitaire planeten. Deze helderheden zijn op hun beurt weer gerelateerd aan de leeftijd van de planeten zelf, want hoe ouder de planeet, des te langer is deze afgekoeld en in helderheid afgenomen. Als het onderzochte gebied oud is, zijn de helderste objecten in de steekproef waarschijnlijk zwaarder dan 13 Jupitermassa’s. Maar als het gebied wat jonger is, zijn ze lichter dan dat. Rekening houdend met de onzekerheid in de leeftijd van het gebied, geeft de gebruikte methode een aantal solitaire planeten dat tussen de 70 en 170 ligt.

Meer informatie

De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association’, dat in Nature Astronomy  verschijnt. Het onderzoek heeft financiering ontvangen van de Europese Onderzoeksraad (ERC) in het kader van het onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon 2020 van de Europese Unie (subsidieovereenkomst nr. 682903, P.I. H. Bouy), en van de Franse staat in het kader van het programma ‘Investeringen voor de toekomst’, IdEx Bordeaux, referentie ANR-10-IDEX-03-02.

Het team bestaat uit Núria Miret-Roig (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS, Frankrijk [LAB]; Universiteit van Wenen, Vakgroep Astrofysica, Oostenrijk), Hervé Bouy (LAB), Sean N. Raymond (LAB), Motohide Tamura (Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Japan; Astrobiology Center, National Institutes of Natural Sciences, Tokyo, Japan [ABC-NINS]), Emmanuel Bertin (CNRS, UMR 7095, Institut d’Astrophysique de Paris, Frankrijk [IAP]; Sorbonne Université, IAP, Frankrijk), David Barrado (Centro de Astrobiología [CSIC-INTA], Depto. de Astrofísica, ESAC Campus, Spanje), Javier Olivares (LAB), Phillip Galli (LAB), Jean-Charles Cuillandre (AIM, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay, Université de Paris, Frankrijk), Luis Manuel Sarro (Depto. de Inteligencia Artificial, UNED, Spanje), Angel Berihuete (Depto. Estadística e Investigación Operativa, Universidad de Cádiz, Spanje) & Nuria Huélamo (CSIC-INTA).

De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) stelt wetenschappers van over de hele wereld in staat om de geheimen van het heelal te ontdekken, ten bate van iedereen. Wij ontwerpen, bouwen en exploiteren observatoria van wereldklasse die door astronomen worden gebruikt om spannende vragen te beantwoorden en de fascinatie voor astronomie te verspreiden, en bevorderen internationale samenwerking op het gebied van de astronomie. ESO, in 1962 opgericht als intergouvernementele organisatie, wordt inmiddels gedragen door 16 lidstaten (België, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Ierland, Italië, Nederland, Oostenrijk, Polen, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland) en door het gastland Chili, met Australië als strategische partner. Het hoofdkwartier van de ESO en haar bezoekerscentrum en planetarium, de ESO Supernova, zijn gevestigd nabij München in Duitsland, maar onze telescopen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn – een prachtige plek met unieke omstandigheden voor het doen van hemelwaarnemingen. ESO exploiteert drie waarnemingslocaties: La Silla, Paranal en Chajnantor. Op Paranal staan ESO’s  Very Large Telescope en Very Large Telescope Interferometer, evenals twee surveytelescopen: VISTA voor infrarood en de VST voor zichtbaar licht. Op Paranal zal de ESO ook de Cherenkov Telescope Array South huisvesten en exploiteren – ’s werelds grootste en gevoeligste observatorium van gammastraling. Samen met internationale partners beheert ESO APEX en ALMA op Chajnantor, twee faciliteiten die de hemel waarnemen in het millimeter- en submillimetergebied. Op Cerro Armazones, nabij Paranal, bouwen wij ‘het grootste oog ter wereld’  – ESO’s Extremely Large Telescope. Vanuit onze kantoren in Santiago, Chili, ondersteunen wij onze activiteiten in het gastland en werken wij samen met Chileense partners en de Chileense samenleving.

Links

• Onderzoeksartikel
• Foto’s van de VLT
• Foto’s van VISTA en de VST
• Kom meer te weten over ESO’s Extremely Large Telescope
• Voor journalisten: abonneer je op persberichten in je eigen taal
• Voor wetenschappers: heb je een verhaal? Promoot je onderzoek

Contact

Núria Miret-Roig
Department of Astrophysics, University of Vienna
Vienna, Austria
Tel: +43 1427753845
E-mail: nuria.miret.roig@univie.ac.at

Hervé Bouy
Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux
Pessac, France
Tel: +33 5 40 00 32 94
E-mail: herve.bouy@u-bordeaux.fr

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