317 herzien - Sterrenwacht Vesta

INFORMATIEBLAD
Stichting ‘De Koepel’
Zonnenburg 2, 3512 NL Utrecht
tel. 030 - 2311360,
fax. 030 - 2342852
[email protected]
www.dekoepel.nl
ISSN 1382 - 1946
STICHTING ‘DE KOEPEL’
ZONNESTELSEL
Planetoïde dicht bij de aarde
Op 13 januari 2010 trok de planetoïde 2010 AL30 op een
afstand van slechts 122.400 km – dus op een derde
van de afstand aarde-maan – langs de aarde. Pas
drie dagen daarvoor was het miniplaneetje ontdekt
met de automatische camera LINEAR. De omlooptijd
rond de zon bedraagt ongeveer een jaar. Daarom
werd aanvankelijk gedacht dat het om een rakettrap
ging: vanaf aarde verzonden en nu in een aardachtige baan om de zon. Maar dat is hoogst onwaarschijnlijk, omdat het perihelium van de planetoïde in de
buurt van de baan van Venus ligt en het aphelium niet
ver van de baan van Mars. De baan van de aarde
wordt bovendien onder een steile hoek gekruist. Het is
daarom hoogstwaarschijnlijk een gewone aardscheerder-planetoïde, 10 tot 15 meter groot: één van de naar
schatting twee miljoen van dergelijke objecten! Elke
week passeert er wel eentje ter hoogte van de maan-
Traject van planetoïde 2010 AL30 tijdens de passage van de
aarde op 12/13 januari 2010. De maanbaan is op dezelfde schaal
weergegeven. (JPL/NASA)
378
Jaargang 35 - jan 2010
Productie: Coos Haak
Wendy Majoor
Bert de Bruijn
Josiane Claesen
Mat Drummen
Edwin Mathlener (red)
baan en die is dan zo lichtzwak dat het meestal over
het hoofd wordt gezien. Zo'n klein object is voor aardbewoners niet gevaarlijk: objecten kleiner dan 25
meter verbranden grotendeels in de atmosfeer en
slechts kleine resten bereiken de grond. (JPL/NASA,
12 jan 2010)
EXOPLANETEN
Spectrum van exoplaneet
Een internationale groep astronomen onder
leiding van M. Janson (University of Toronto)
is er voor het eerst in geslaagd een rechtstreeks spectrum op te nemen van een exoplaneet bij een zonachtige ster. Hoewel het spectrum nog
erg vaag is en niet nauwkeurig genoeg om een definitieve uitspraak te doen over de samenstelling van de
atmosfeer van de planeet, wordt het resultaat
beschouwd als een mijlpaal in de zoektocht naar buitenaards leven.
Het betreft een exoplaneet bij de heldere, zeer jonge
ster HR 8799, op ongeveer 130 lichtjaar van de aarde.
De ster heeft een massa van 1,5 keer die van de zon.
In 2008 hebben andere onderzoekers bij deze ster
drie reuzenplaneten ontdekt, die 7 tot 10 keer zwaarder zijn dan Jupiter. Hun afstand tot HR 8799 is 20 tot
70 keer de afstand van de aarde tot de zon. Het systeem bevat ook twee gordels van kleinere objecten,
vergelijkbaar met de planetoïdengordel en de
Kuipergordel in ons zonnestelsel.
De middelste van de drie planeten is nu geobserveerd. Die planeet is ongeveer tien keer zo zwaar is
als Jupiter en heeft een oppervlaktetemperatuur van
800 graden Celsius. Na meer dan vijf uur belichtingstijd kon men een zwak spoor vinden van het spectrum van de planeet, die sterk wordt overstraald door
zijn moederster.
Eerder kon al een spectrum van een exoplaneet worden afgeleid met behulp van een ruimtetelescoop,
INFORMATIEBLAD
door het sterlicht voorafgaande en tijdens de eclips
van de planeet met elkaar te vergelijken. Deze methode kan echter alleen worden gebruikt bij een juiste
oriëntatie van de omloopbaan van de exoplaneet. Het
huidige spectrum is genomen vanaf de grond, met
behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT), tijdens
een directe waarneming die niet afhankelijk is van de
baanoriëntatie. Dit is een opmerkelijk resultaat, omdat
de moederster een paar duizend maal helderder is
dan de planeet: alsof je een kaars bestudeert op twee
kilometer afstand terwijl hij naast een verblindend heldere lamp van 300 watt staat... De ontdekking was
mogelijk door gebruik te maken van het infraroodinstrument NACO en adaptieve optiek.
Uit het spectrum blijkt dat de atmosfeer van de planeet nog onvoldoende begrepen wordt. Het spectrum
komt niet overeen met de huidige theoretische modellen. Mogelijk zijn er stofwolken in de atmosfeer aanwezig. De astronomen hopen spoedig spectra van de
andere twee reuzenplaneten vast te leggen. (ESO, 13
jan 2009)
Exoplaneet bij dubbelster
De bedekkingsveranderlijke ster QS Virginis
in het sterrenbeeld Maagd bestaat uit een
rode dwergster (ongeveer zo groot als de
zon) en een witte dwergster (ongeveer zo groot als de
aarde). De sterren staan 840.000 km van elkaar, dus
in de orde van twee maal de afstand aarde-maan.
Omdat die afstand zo klein is, is de omlooptijd van de
sterren rond het gemeenschappelijk zwaartepunt
klein: 3 uur en 37 minuten. Als de witte dwerg gezien
vanaf aarde achter de rode dwerg verdwijnt, daalt de
helderheid van het gehele systeem plotseling om na
12 tot 13 minuten even plotseling weer op het oude
niveau van helderheid terug te keren.
Een groep Chinese astronomen onder leiding van
Shengbang Qian van de Yunnan Sterrenwacht constateerde dat de omlooptijd van de sterren niet constant is, soms loopt die achter, soms vóór op het
gemiddelde. Dit verklaren ze door een derde lichaam
in het systeem aan te nemen: een planeet met een
massa van minimaal 6,4 maal die van Jupiter en een
gemiddelde afstand van 4,2 AE tot de dubbelster.
De afstand van de twee sterren onderling is net iets te
groot voor spontane massa-overdracht: de Rochelimiet wordt niet bereikt. Maar de rode dwergster
wordt in zijn baan geremd door interactie van de sterrenwind met het magnetisch veld. Daardoor komt de
ster geleidelijk dichter bij de witte dwerg. Op een
gegeven ogenblik – in de komende paar duizend jaar
– zal de massaoverdracht (waterstof) naar de witte
dwerg spontaan op gang komen. Het systeem wordt
dan een zogeheten cataclysmische variabele met
peridieke uitbarstingen. Het waterstof hoopt zich
namelijk op op het oppervlak van de witte dwerg. Is er
voldoende materiaal aanwezig dan kunnen kernfusiereacties optreden waarbij het waterstof wordt omgezet
in helium. Dat betekent een heftige explosie. Wat dat
voor de planeet in kwestie betekent, is niet bekend.
Vanaf aarde gezien zal het systeem in ieder geval
spectaculair helderder worden. Nu is de helderheid
meestal magnitude +14,8. Bij een uitbarsting wordt de
ster wellicht met het blote oog zichtbaar. (Royal
Astronomical Society, 15 dec 2009)
Deel van de lichtkromme van de ster QS Vir. De helderheid neemt
abrupt af zodra de witte dwerg achter de rode dwerg verdwijnt.
(Shengbang Qian, Chinese Academy of Sciences)
Keck vindt kleine exoplaneet
Met de Keck I-telescoop op Hawaï is onlangs
de op één na kleinste exoplaneet gevonden
van dit moment. De planeet is ruim vier keer
zwaarder dan onze aarde en draait in slechts vier
dagen tijd rond de ster HD156668 op 80 lichtjaar
afstand. Deze ‘superaarde’ staat dus erg dicht bij zijn
ster en heeft een heel warm oppervlak. De ontdekking
laat echter goed zien dat met Keck’s High Resolution
Echelle Spectrograph (HIRES) heel goed lichtere planeten ontdekt kunnen worden door te zoeken naar
kleine Dopplervariaties in het spectrum van sterren,
die het effect van hun planeten verraadt. Tot dusver
ontdekte men op deze manier vooral planeten met de
omvang van Jupiter en zwaarder. (UC Berkeley, 7 jan
2010)
Kleinste exoplaneet begon als gasreus
De kleinste exoplaneet die op dit moment
bekend is, is CoRoT-7b. Deze is in februari
2009 ontdekt met de CoRoT-satelliet, die de
kleine helderheidsvariaties van sterren kan meten als
er een planeet voor de sterschijf beweegt. De planeet
draait in slechts 20,4 uur rond een zonachtige ster op
480 lichtjaar afstand. Zijn geringe massa (4,8 aardmassa’s) en hoge temperatuur (bijna 2000 graden
Celcius) vertellen ons dat dit om een aardachtige pla378 - 2
INFORMATIEBLAD
neet moet gaan, maar vermoedelijk met een heet
oppervlak van gesmolten gesteenten. Astronomen
denken dat dit soort planeten op veel grotere afstanden van hun ster zijn ontstaan en vervolgens naar binnen zijn gemigreerd. Onderwijl kan zo’n planeet veel
massa verliezen door de hitte van de ster. Gedacht
wordt dan ook dat ook CoRoT-7b is begonnen als een
gasreus, en dat de huidige planeet de rotsachtige
kern is van de oorspronkelijke planeet. Veel van de
‘hete Jupiters’ die bij andere sterren zijn ontdekt, zouden uiteindelijk ook zo ver kunnen verdampen dat
alleen hun rotsachtige kern overblijft. (NASA/GSFC, 6
jan 2010)
Kepler Space Telescoop ontdekt vijf exoplaneten
De Kepler space telescoop, die ontworpen
werd om aardachtige planeten in een
bewoonbare zone rond zonachtige sterren te
vinden, heeft zijn eerste vijf nieuwe exoplaneten
gevonden! Keplers hoge gevoeligheid voor zowel kleine als grote planeten stelde hem in staat om de exoplaneten te ontdekken, nu genaamd Kepler 4b, 5b,
6b, 7b en 8b. Deze zogenaamde ‘hete Jupiters’, met
hoge massa en extreme temperaturen, lopen in grootte uiteen van Neptunusachtig tot groter dan Jupiter.
De geschatte temperaturen gaan van 1200 tot
1600˚C, heter dan gesmolten lava en dus veel te heet
voor leven zoals wij dat kennen.
De betrokken wetenschappers doet het goed te weten
dat de Keplerontdekkingen van de band rollen. Men
had wel verwacht dat de eerste ontdekkingen
Jupiterachtige planeten met korte banen zou betreffen. Maar het is slechts een kwestie van tijd voor meer
Keplerobservaties zullen leiden tot kleinere planeten
met langere banen, wat tenslotte het doel is van de
Keplermissie.
Kepler werd gelanceerd op 6 maart 2009 vanaf Cape
Canaveral in Florida en observeert continu meer dan
150.000 sterren. Meer gegevens die constant binnenkomen van de fotometer van Kepler worden nog
geanalyseerd, maar waarnemingen vanaf de grond
hebben het bestaan van de vijf exoplaneten inmiddels
bevestigd. Deze ontdekkingen waren gebaseerd op
data verzameld in 6 weken. Kepler zoekt naar sporen
van planeten door dipjes in de helderheid van sterren
te meten.
Kepler zal doorgaan met zoeken naar aardachtige
planeten tot ten minste november 2012. Omdat overgangen van planeten in de bewoonbare zone van
zonachtige planeten maar één keer per jaar voorkomen (en er drie overgangen nodig zijn voor verificatie), wordt verwacht dat het wellicht drie jaar zal duren
om een aardachtige planeet te localiseren en verifiëren. (NASA, 4 jan 2010)
STERREN EN STEREVOLUTIE
Details op Betelgeuze
De zon is een ster, sterren zijn zonnen. De
zon kent zonnevlekken, gebieden waar het
koeler is dan elders op het oppervlak en er zijn soms
ook gebieden op het oppervlak die helderder zijn, bijvoorbeeld fakkelvelden en zonnevlammen. Ook is er
granulatie te zien, opstijgende en dalende gasbellen
(convectie). Naar alle waarschijnlijkheid hebben ook
veel sterren lichte en donkere gebieden, maar die zijn
nooit direct waargenomen omdat ze te ver weg staan.
We zien geen details. Bij de superreus Betelgeuze is
het nu echter gelukt om twee lichte gebieden te registreren die warmer zijn dan de rest van het oppervlak
van de ster.
Betelgeuze staat weliswaar vrij ver (circa 640 lichtjaar)
van ons vandaan, maar is een zeer groot hemellichaam: volgens recente schattingen 930 maal zo
groot als de zon (dus met een van straal 4,3 AE: tot
bijna de baan van Jupiter!). Ook de massa is enorm:
18 of 19 maal die van de zon. Het is een rode superreus, dus de oppervlaktetemperatuur is laag: 3500 K.
De intrinsieke lichtkracht is vanwege het gigantisch
oppervlak niettemin meer dan 100.000 maal die van
de zon.
Een team van astronomen onder leiding van sterrenkundigen van de sterrenwacht van Parijs heeft interferometrische waarnemingen in het infrarood (bij 1,64
µm) verricht met behulp van de IOTA, de Infrared
Optical Telescope Array van de Mt Hopkins sterrenwacht in Arizona (VS). Dat instrument bestaat uit drie
verplaatsbare 45 cm telescopen, waarbij de grootste
basislengte 38 meter bedraagt, d.w.z. men kan theoretisch een scherpte verkrijgen als van een telescoop
met 38 meter diameter. In dit geval was het oplossend
vermogen 0",009! De ster als geheel heeft een diameter van 0",040. Het verkregen beeld laat duidelijk twee
grote lichte gebieden zien op het oppervlak van de
ster. Het grootste gebied bedekt ongeveer een kwart
van de sterdiameter: meer
dan de afstand aarde-zon!
De temperatuur is er 500
K hoger dan elders. Men
denkt dat dergelijke gebieden wijzen op convectie in
de ster: opstijgende hete
gasbellen en dalende koelere bellen.
(L'Observatoire de Paris,
10 jan 2010)
Het gereconstrueerde beeld van Betelgeuze met twee lichte
gebieden. Het grootste is groter dan één astronomische eenheid.
378 - 3