Voor het eerst hebben astronomen met behulp van NASA's James Webb-ruimtetelescoop een directe foto gemaakt van een planeet buiten ons zonnestelsel. De exoplaneet is een gasreus, wat betekent dat hij geen rotsachtig oppervlak heeft en dus niet bewoonbaar zou kunnen zijn. Het beeld, gezien door vier verschillende lichtfilters, laat zien hoe de krachtige infrarode blik van Webb gemakkelijk werelden buiten ons zonnestelsel kan vastleggen, en wijst de weg naar toekomstige waarnemingen die meer informatie dan ooit tevoren zullen onthullen over exoplaneten.
"Dit is een transformatief moment, niet alleen voor Webb maar ook voor de astronomie in het algemeen," zei Sasha Hinkley, universitair hoofddocent natuur- en sterrenkunde aan de Universiteit van Exeter in het Verenigd Koninkrijk, die deze waarnemingen leidde met een grote internationale samenwerking. Webb is een internationale missie die wordt geleid door de NASA in samenwerking met haar partners, de ESA (European Space Agency) en de CSA (Canadian Space Agency). De exoplaneet op de afbeelding van Webb, HIP 65426 b genaamd, is ongeveer zes tot twaalf keer zo zwaar als Jupiter, en deze waarnemingen kunnen helpen om dat cijfer nog verder te verlagen. Hij is jong voor planeten - zo'n 15 tot 20 miljoen jaar oud, vergeleken met onze 4,5 miljard jaar oude aarde. Astronomen ontdekten de planeet in 2017 met behulp van het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili en namen er beelden van met behulp van korte infrarode golflengten van licht. Webb's beeld, op langere infrarode golflengten, onthult nieuwe details die telescopen op de grond niet zouden kunnen detecteren vanwege de intrinsieke infrarode gloed van de atmosfeer van de aarde. Onderzoekers hebben de gegevens van deze waarnemingen geanalyseerd en werken aan een document dat zij ter beoordeling aan vakbladen zullen voorleggen. Maar Webbs eerste waarneming van een exoplaneet geeft al een idee van de toekomstige mogelijkheden om verre werelden te bestuderen.
Aangezien HIP 65426 b ongeveer 100 keer verder van zijn gastheerster staat dan de aarde van de zon, staat hij zo ver van de ster af dat Webb de planeet gemakkelijk van de ster kan scheiden. Webbs Nabije-Infrarood Camera (NIRCam) en Midden-Infrarood Instrument (MIRI) zijn beide uitgerust met coronagraafs, dat zijn sets van kleine maskers die het sterlicht blokkeren, waardoor Webb directe beelden kan maken van bepaalde exoplaneten zoals deze. NASA's Nancy Grace Roman Space Telescope, die later dit decennium zal worden gelanceerd, zal een nog geavanceerdere coronagraaf demonstreren. "Het was echt indrukwekkend hoe goed de Webb-coronagraphs werkten om het licht van de gastster te onderdrukken," zei Hinkley.
Het maken van directe beelden van exoplaneten is een uitdaging omdat sterren veel helderder zijn dan planeten. De planeet HIP 65426 b is in het nabije infrarood meer dan 10.000 keer vager dan zijn gastster, en in het midden-infrarood een paar duizend keer vager. In elk filterbeeld is de planeet te zien als een lichtvlek van een iets andere vorm. Dat komt door de bijzonderheden van het optische systeem van Webb en de manier waarop het licht door de verschillende optieken wordt vertaald. "Het verkrijgen van dit beeld voelde als graven naar een ruimteschat," zei Aarynn Carter, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, die de analyse van de beelden leidde. "In het begin kon ik alleen het licht van de ster zien, maar met zorgvuldige beeldbewerking kon ik dat licht verwijderen en de planeet blootleggen."
Hoewel dit niet de eerste directe afbeelding van een exoplaneet is die vanuit de ruimte is genomen - de Hubble-ruimtetelescoop heeft eerder directe exoplaneetbeelden vastgelegd - wijst HIP 65426 b de weg vooruit voor het exoplaneetonderzoek van Webb. "Ik denk dat het spannendste is dat we nog maar net begonnen zijn," zei Carter. "Er komen nog veel meer beelden van exoplaneten die ons begrip van hun fysica, chemie en vorming zullen bepalen. Misschien ontdekken we zelfs nog onbekende planeten."
Foto: NASA/ESA/CSA, A Carter (UCSC), the ERS 1386 team, and A. Pagan (STScI).
Bron: NASA
