Een team van astronomen heeft met een combinatie van nieuwe waarnemingen en bestaande gegevens van het HARPS-instrument van de 3,6-meter ESO-telescoop ontdekt dat het planetenstelsel van de ster Gliese 667C minstens zes planeten telt. Maar liefst drie van deze planeten zijn ‘superaardes’ die zich in de zone rond de ster bevinden waar vloeibaar water en eventueel ook leven kan bestaan. Daarmee is dit het eerste planetenstelsel dat we kennen met een volgepakte leefbare zone.
Gliese 667C is een heel goed onderzochte ster van iets meer dan een derde zonsmassa. Hij is het minst heldere lid van een drievoudige ster, bekend als Gliese 667 (of GJ 667), die op een afstand van 22 lichtjaar in het sterrenbeeld Schorpioen staat. Dat is erg dichtbij – veel dichterbij dan de sterren die met telescopen zoals de op planeten jagende Kepler-ruimtetelescoop worden onderzocht.
Eerdere onderzoeken hadden al laten zien dat er drie planeten rond Gliese 667C draaien (eso0939, eso1214), waarvan één in de leefbare zone. En nu heeft een team van astronomen, onder leiding van Guillem Anglada-Escudé van de Universiteit van Göttingen (Duitsland) en Mikko Tuomi van de Universiteit van Hertfordshire (VK), het stelsel opnieuw onderzocht door nieuwe HARPS-waarnemingen en gegevens van andere telescopen [1] aan het al bestaande beeld toe te voegen. Ze hebben aanwijzingen gevonden dat er mogelijk zeven planeten om de ster cirkelen [1]. Vanaf deze planeten zijn de beide andere sterren van het Gliese 667-stelsel overdag waarneembaar als zeer heldere sterren, en ’s nachts geeft dit tweetal ongeveer net zoveel licht als onze volle maan. De nieuwe planeten vullen de leefbare zone rond Gliese 667C helemaal op: meer ruimte voor stabiele planeetbanen is er niet.
‘Uit eerder onderzoek wisten we al dat de ster drie planeten had, en dus wilden we kijken of er nog meer waren,’ zegt Tuomi. ‘Door nieuwe waarnemingen toe te voegen en bestaande gegevens nog eens goed te bekijken, konden we het bestaan van de eerste drie bevestigen en nog verschillende andere aantonen. Het ontdekken van drie lichte planeten in de leefbare zone van de ster is heel spannend!’
Drie van deze planeten blijken superaardes te zijn – planeten die zwaarder zijn dan de aarde, maar lichter dan planeten als Uranus of Neptunus – die zich binnen de leefbare zone van hun ster bevinden, de smalle gordel rond de ster waar, onder de juiste omstandigheden, vloeibaar water aanwezig kan zijn. Het is voor het eerst dat drie van zulke planeten in de leefbare zone van een en hetzelfde stelsel zijn waargenomen [3].
‘Het aantal potentieel leefbare planeten in onze Melkweg neemt sterk toe als we rond elke lichte ster verscheidene van deze planeten mogen verwachten. In plaats van bij tien sterren naar één potentieel leefbare planeet te zoeken, weten we nu dat we ook naar één ster kunnen kijken en er diverse ontdekken,’ aldus mede-auteur Rory Barnes (Universiteit van Washington, VS).
Gebleken is dat de Melkweg wemelt van de compacte planetenstelsels rond zonachtige sterren. Bij zulke sterren zijn planeten die op geringe afstand rond hun moederster draaien heel heet en waarschijnlijk niet leefbaar. Maar bij koele, zwakke sterren zoals Gliese 667C is dat anders. Daarbij ligt de volledige leefbare zone binnen een baan met de omvang van die van Mercurius – heel dicht bij de ster dus. Gliese 667C is het eerste voorbeeld van zo’n lichte ster die meer dan één mogelijke rotsachtige planeet in zijn leefbare zone heeft.
De ESO-wetenschapper die verantwoordelijk is voor HARPS, Gaspare Lo Curto, merkt op: ‘Dit spannende resultaat is grotendeels te danken aan de kracht van HARPS en zijn bijbehorende software, en onderstreept tevens de waarde van het ESO-archief. Het is ook heel goed om te zien dat verschillende onafhankelijke onderzoeksteams dit unieke instrument benutten en de hoogst mogelijke precisie bereiken.’
Anglada-Escudé concludeert: ‘Deze nieuwe resultaten benadrukken hoe waardevol het kan zijn om gegevens opnieuw op deze manier te analyseren en de resultaten van verschillende teams met verschillende telescopen met elkaar te combineren.’
Noten
[1] Het team heeft gegevens gebruikt van de UVES-spectrograaf van ESO’s Very Large Telescope in Chili (om de eigenschappen van de ster nauwkeurig te bepalen), de Carnegie Planet Finder Spectrograph (PFS) van de 6,5-meter Magellan II-telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in Chili, de HIRES-spectrograaf van de 10-meter Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaï, evenals het uitgebreide data-archief van HARPS – de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher van de 3,6-meter ESO-telescoop in Chili (tussen 2003 en 2010 verzameld voor het M-dwergenprogramma onder leiding van X. Bonfils en M. Mayor, zoals hier beschreven).
[2] Het team heeft gekeken naar radiale snelheidsgegevens van Gliese 667C – een veelgebruikte methode bij de jacht op exoplaneten. De astronomen hebben een robuuste Bayesiaanse statistische analyse uitgevoerd om de signalen van de planeten op te sporen. De eerste vijf signalen zijn heel overtuigd, de zesde is enigszins onzeker, de zevende nog onzekerder. Het planetenstelsel bestaat uit drie superaardes in de leefbare zone, twee hete planeten dichter bij de ster en twee koelere planeten verder naar buiten. Naar verwachting zijn de eerste vijf planeten altijd met hetzelfde halfrond naar de ster toe gericht, waardoor het op de ene helft van de planeet altijd dag is en op de andere helft altijd nacht.
[3] In ons zonnestelsel ligt de baan van Venus dicht bij de binnengrens van de leefbare zone, en die van Mars dicht bij de buitengrens. De exacte omvang van de leefbare zone hangt van velerlei factoren af.
Meer informatie
De resultaten van dit onderzoek zijn te vinden in het artikel ‘A dynamically-packed planetary system around GJ 667C with three super-Earths in its habitable zone’, dat in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics zal verschijnen.
Het onderzoeksteam bestaat uit G. Anglada-Escudé (Universiteit van Göttingen, Duitsland), M. Tuomi (Universiteit van Hertfordshire, VK), E. Gerlach (Technische Universiteit van Dresden, Duitsland), R. Barnes (Universiteit van Washington, VS), R. Heller (Leibniz-Instituut voor Astrofysica, Potsdam, Duitsland), J.S. Jenkins (Universidad de Chile, Chili), S. Wende (Universiteit van Göttingen, Duitsland), S.S. Vogt (Universiteit van Californië, Santa Cruz, VS), R.P. Butler (Carnegie Institution of Washington, VS), A. Reiners (Universiteit van Göttingen, Duitsland) en H.R. A.Jones (Universiteit van Hertfordshire, VK).
ESO is de belangrijkste intergouvernementele astronomische organisatie in Europa en de meest productieve sterrenwacht ter wereld. Zij wordt ondersteund door vijftien landen: België, Brazilië, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Italië, Nederland, Oostenrijk, Portugal, Spanje, Tsjechië, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en Zwitserland. 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), de meest geavanceerde optische sterrenwacht ter wereld, en twee surveytelescopen: VISTA werkt in het infrarood en is de grootste surveytelescoop ter wereld en de VLT Survey Telescope is de grootste telescoop die uitsluitend is ontworpen om de hemel in zichtbaar licht in kaart te brengen. ESO is ook de Europese partner van de revolutionaire telescoop ALMA, het grootste astronomische project van dit moment. Daarnaast bereidt ESO momenteel de bouw voor van de 39-meter Europese Extremely Large optical/near-infrared Telescope (E-ELT), die ‘het grootste oog op de hemel’ ter wereld zal worden.
