Wetenschappelijk gezien hebben we er niks aan, maar dit filmpje van buitenaardse werelden die om hun ster draaien, is fantastisch

Toen de dinosaurussen uitstierven, waren deze planeten er nog niet. Maar anno 2023 kunnen we ze met onze eigen ogen om hun moederster zien dansen.

Het is 2008 en HR8799 mag zich in wereldwijde aandacht verheugen. Het is astronomen namelijk gelukt om drie planeten die rond deze ster cirkelen direct waar te nemen. Een primeur: nog niet eerder waren meerdere planeten, cirkelend rond een doodgewone ster, direct gefotografeerd (zie kader). Inmiddels zijn we 15 jaar verder en weet hetzelfde stelsel weer de kranten te halen. Astronomen hebben namelijk een uniek filmpje gemaakt waarin te zien is hoe de vier planeten in dit stelsel om hun moederster draaien.

Exoplaneten spotten
De afgelopen jaren zijn er duizenden (kandidaat-)exooplaneten ontdekt. Het leeuwendeel van die exoplaneten is echter niet direct waargenomen; het bestaan ervan wordt in plaats daarvan afgeleid uit dipjes in de helderheid van sterren (veroorzaakt doordat een planeet met regelmaat tussen ons en de ster langs beweegt) of heel kleine wiebelende bewegingen van de moederster (veroorzaakt doordat een planeet die rond de ster cirkelt met zijn zwaartekracht aan de ster ‘trekt’). Het aantal exoplaneten dat direct is waargenomen, is een stuk kleiner. Dat is goed te verklaren. Het is namelijk heel lastig om exoplaneten goed in beeld te krijgen, zo legde astronoom Frans Snik eerder al aan Scientias.nl uit. “De ster is geen simpel pixeltje licht,” legt Snik uit. “Er zit een enorme halo omheen.” En die halo slokt de omringende planeten – zeker als zij dicht bij hun moederster in de buurt staan – op. “Vergelijk het met het in beeld brengen van een vuurvliegje naast een vuurtoren. En dan is het in beeld brengen van een exoplaneet die nabij de moederster staat nog een factor 1000 moeilijker.” Maar in 2008 lukte het astronomen dus om meerdere planeten rond HR8799 in beeld te brengen. Het was te danken aan een toepassing van verschillende technieken, waaronder een techniek die het felle licht van de moederster onderdrukte. Wat ook hielp, was het feit dat de planeten rond HR8799 zelf nog nagloeien van hun totstandkoming; ze zijn ‘slechts’ 60 miljoen jaar oud.

Die eerste beelden van de planeten die rond HR8799 cirkelden, spraken tot de verbeelding. Niet alleen van het grote publiek, maar zeker ook van astronomen. Dat geldt zeker ook voor Jason Wang, astronoom aan de Northwestern University, en collega’s. Zij waren zelfs zo gefascineerd door het systeem dat ze besloten om er elk jaar – met behulp van het W. M. Keck Observatory – een blik op te werpen. Het resulteert in zo’n 12 jaar aan data. En die data hebben Wang en collega’s nu gebruikt om een timelapse te maken waarin we de planeten daadwerkelijk om hun ster kunnen zien bewegen.

Wonderbaarlijk
“Het is doorgaans lastig om planeten in hun baan te zien,” legt onderzoeker Jason Wang uit. “Zo is het bijvoorbeeld niet direct duidelijk dat Jupiter en Mars om onze zon draaien, omdat we in hetzelfde stelsel leven en er niet van bovenaf naar kunnen kijken. Astronomische gebeurtenissen vinden of te snel plaats of te langzaam plaats om ze in filmpjes vast te kunnen leggen. Maar deze video laat zien hoe planeten op een menselijk tijdschaal bewegen. Ik hoop dat mensen van dit wonderbaarlijks kunnen genieten.”

Bewerkingen
Om tot dit fascinerende filmpje te komen, heeft Wang behoorlijk hard moeten werken. Want het waarnemen van exoplaneten is – zoals gezegd – niet zo eenvoudig. Zo moest hij het vervagende effect dat de aardse atmosfeer op de beelden had, corrigeren. Ook moest hij het felle licht van de moederster blokkeren (vandaar dat je in het hart van de beelden een zwarte cirkel ziet), om te voorkomen dat de planeten door dat licht aan het zicht onttrokken zouden worden. En tenslotte moest hij ‘gaten’ in de data – veroorzaakt doordat er maar 1 keer per jaar naar het systeem werd gekeken – ‘opvullen’. Anders zouden de planeten immers rond de moederster lijken te springen, in plaats van soepeltjes hun omloopbaan te volgen. Maar het resultaat mag er zijn.

En hoewel het op de beelden misschien lijkt alsof de planeten slechts vuurvliegjes zijn die rond een uitgedoofde vuurtoren cirkelen, moet je jezelf niet vergissen. De planeten die je hier ziet, zijn enorme gasreuzen, groter dan Jupiter. De binnenste planeet (die het dichtst bij de moederster staat) heeft 45 jaar nodig om een rondje om de moederster te voltooien en de buitenste planeet zelfs bijna 500 jaar. En wij kunnen dus een klein stukje van die lange reis meekijken.

Huh? Vier planeten?
Op de eerste directe opnames die in 2008 van de planeten rond HR8799 werden gemaakt, waren drie planeten zichtbaar, te weten HR8799b, -c en -d. Latere studies wezen echter uit dat we daarmee nog niet het complete plaatje hadden; rond HR8799 cirkelde nóg een planeet: HR8799e. Deze laatstgenoemde planeet staat het dichtst bij de moederster en heeft dus 45 jaar nodig om een rondje om die ster te voltooien.

“Met het kijken naar exoplaneten die in een timelapse rond hun ster draaien, is wetenschappelijk gezien niets te winnen,” erkent Wang. “Maar het helpt anderen wel om datgene waar wij onderzoek naar doen, te waarderen.” Want astronomen zijn nog lang niet klaar met HR8799. Zo wordt momenteel bijvoorbeeld nagegaan of uit het licht dat de ster en planeten afgeven kan worden afgeleid uit welke materialen zij bestaan. En ja, tussen de bedrijven door zal dit filmpje zo af en toe ook wel eens bekeken worden. Gewoon, omdat het kan. “In de astrofysica ben je de meeste tijd bezig met het analyseren van data en het testen van hypothesen. Maar dit is de leuke kant van wetenschap. Het boezemt ontzag in.”

Bronmateriaal

"Watch distant worlds dance around their sun" - Northwestern University
Afbeelding bovenaan dit artikel: Jason Wang / Northwestern University

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd