Ruimtetelescoop onthult uniek planetair systeem: “Een ritmische dans”

Bron © BELGA

Foto: ESA

De Zwitsers-Europese ruimtetelescoop CHEOPS heeft een uniek planetair systeem onthuld, zo heeft het Europese Ruimtevaartbureau ESA bekendgemaakt. De vondst stelt de huidige planeetvormingstheorieën op de proef.

De ontdekking van een toenemend aantal planetenstelsels die niet op ons eigen zonnestelsel lijken, blijft ons begrip van de vorming en evolutie van planeten verbeteren. “Een indrukwekkend voorbeeld is het planetenstelsel TOI-178, zo’n 200 lichtjaar van ons vandaan in de Beeldhouwer-constellatie”, zegt ESA.

Astronomen verwachtten al dat ster TOI-178 twee of meer exoplaneten zou herbergen nadat ze deze hadden geobserveerd met NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite. Nieuwe, zeer nauwkeurige waarnemingen met de in 2019 gelanceerde CHEOPS laten nu zien dat de ster minstens zes planeten herbergt en dat dit vreemde zonnestelsel een zeer unieke structuur kent.

Ritmische dans

Een van de bijzondere eigenschappen is dat de planeten - behalve de planeet die het dichtst bij de ster staat - een ritmische dans volgen als deze zich in hun banen bewegen. Dit verschijnsel heet orbitale resonantie, en houdt in dat er patronen zijn die zich herhalen terwijl de planeten rond de ster draaien, waarbij sommige planeten om de paar draaiingen op één lijn komen te staan.

Een soortgelijke resonantie wordt volgens ESA waargenomen in de banen van drie manen van Jupiter: Io, Europa en Ganymedes. Voor iedere draaiing van Europa maakt Ganymedes twee draaiingen, en Io maakt er vier (dit is een 4:2:1 patroon).

In het TOI-178 systeem is de resonante beweging veel complexer aangezien er vijf planeten bij betrokken zijn, die een 18:9:6:4:3 patroon volgen. Terwijl de tweede planeet van de ster (de eerste van het patroon) 18 draaiingen voltooit, voltooit de derde planeet van de ster (tweede van het patroon) negen draaiingen, enzovoort.

Ruimtetelescoop onthult uniek planetair systeem: “Een ritmische dans”
Foto: ESA

Geen vast patroon

Hoewel de planeten in het TOI-178 systeem op een zeer ordelijke manier rond hun ster draaien, volgen hun dichtheden geen bepaald patroon. Een van de exoplaneten, een dichte, aardse planeet zoals de onze, ligt vlak naast een even grote en pluizige planeet - zoals een kleine Jupiter, en daarnaast ligt een planeet die erg op Neptunus lijkt.

“Dit is niet wat we verwacht hadden, en het is de eerste keer dat we zo’n opstelling in een planetenstelsel waarnemen”, zegt Adrien Leleu van de Universiteit van Bern en Genève. “In de weinige systemen die we kennen waar de planeten in dit resonantieritme ronddraaien, nemen de dichtheden van de planeten geleidelijk af naarmate we ons verder van de ster verwijderen, en dat is ook wat we op grond van de theorie verwachten.”

Catastrofale gebeurtenissen zoals reusachtige inslagen zouden de grote variaties in de dichtheden van de planeten kunnen verklaren, maar het TOI-178 systeem zou niet zo evenwichtig zijn als dit het geval zou zijn geweest. “De draaiingen in dit systeem zijn zeer goed geordend, wat ons vertelt dat dit systeem sinds de geboorte vrij rustig geëvolueerd is”, zegt Yann Alibert van de Universiteit van Bern.

De ontdekking van de complexe structuur van het TOI-178 systeem stelt zodoende de huidige theorieën over planeetvorming op de proef.

Door jvh
AANGERADEN