Sterrenkundigen meten eindelijk gepolariseerd licht van exoplaneet
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft na jaren speuren en het tarten van de grenzen van een telescoop, voor het eerst direct gepolariseerd licht opgevangen van een exoplaneet. Ze kunnen uit het licht afleiden dat er een schijf van stof en gas rond de exoplaneet draait waarin mogelijk manen vormen. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics.
Zwaargewicht
De ontdekking betreft exoplaneet DH Tau b. Dat is een zeer jonge planeet van slechts 2 miljoen jaar oud op 437 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Stier. Exoplaneet DH Tau b lijkt niet op onze aarde. De planeet is minstens elf keer zwaarder dan Jupiter, de zwaarste planeet in ons zonnestelsel. Ook staat de planeet tien keer verder van zijn ster dan onze verste planeet Neptunus. De planeet gloeit nog na van zijn ontstaan. Daardoor zendt hij warmte uit in de vorm van infraroodstraling.
Stofschijf
De onderzoekers ontdekten dat de infraroodstraling van de planeet gepolariseerd is. Dat betekent dat de lichtgolven in een voorkeursrichting trillen. En dat, zo denken de onderzoekers, komt doordat de infraroodstraling van de planeet wordt verstrooid door een schijf van stof en gas die om de planeet draait. In zo'n stofschijf kunnen manen ontstaan.
Verder blijkt de schijf om de planeet een andere oriëntatie te hebben dan de schijf om de ster. Zo'n 'schuine schijf' wijst erop dat de planeet waarschijnlijk op grote afstand van de ster is gevormd. Dat gaat tegen de theorie in die zegt dat planeten dichtbij hun ster worden gevormd en dan naar buiten migreren.
Overweldigend licht
De astronomen gebruikten voor hun waarnemingen het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili. Dat instrument kan onder andere het overweldigende licht van de bijbehorende ster afschermen en van het overgebleven licht de polarisatie bepalen.
Unieke aanwijzingen
Eerste auteur en leider van het onderzoek Rob van Holstein is al sinds zijn studie in 2014 bezig met het SPHERE-instrument: ‘Doordat we het instrument helemaal goed begrepen, konden we het instrument beter laten presteren dan waarvoor hij ontworpen was. We hebben uiteindelijk van twintig exoplaneten het licht kunnen opvangen en daar was er dus een bij met gepolariseerd licht.’
Medeauteur Frans Snik probeert al sinds 2012 gepolariseerd licht van planeten op te vangen: ‘Het is al zeer speciaal dat we een planeet los kunnen zien van de ster waar deze omheen draait. Nu kunnen we dus ook afleiden dat rondom deze planeet ook weer van alles ronddraait, en wel onder een totaal andere hoek dan de schijf die om de ster draait. Dit geeft ons een unieke aanwijzing over hoe zo'n planeet en eventuele manen ontstaan.’
Extreem grote telescoop
In de toekomst hopen de onderzoekers vergelijkbaar onderzoek te doen op de in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope. Die telescoop moet het mogelijk maken om het licht van rotsachtige, aardachtige planeten te bestuderen. Aan de hand van de polarisatie van het licht is dan meer informatie te halen over de atmosfeer van zulke planeten en of er mogelijk signalen van leven zijn.
Origineel persbericht op www.astronomie.nl
Wetenschappelijke publicatie:
A survey of the linear polarization of directly imaged exoplanets and brown dwarf companions with SPHERE-IRDIS – First polarimetric detections revealing disks around DH Tau B and GSC 6214-210 B. Door: R.G. van Holstein et al. Geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics.