jonge jupiter

Voor het eerst heeft de Gemini Planet Imager een exoplaneet ontdekt: het piepjonge broertje van de gasreus Jupiter.

De planeet bevindt zich op zo’n 100 lichtjaar van de aarde en heeft de naam 51 Eridani b gekregen. 51 Eridani b heeft een massa die ongeveer twee keer zo groot is als de massa van Jupiter. De planeet bevindt zich ietsje verder van zijn ster dan Saturnus zich van onze zon bevindt.

Kepler
Kepler ontdekt planeten door naar sterren te turen. Wanneer de hoeveelheid sterlicht met enige regelmaat afneemt, suggereert dat dat een planeet voor de ster langs beweegt en het sterlicht tegenhoudt. Kepler ziet die planeet niet direct, maar neemt deze indirect waar.

Gemini Planet Imager
Onderzoekers ontdekten de planeet met behulp van de Gemini Planet Imager. Dit instrument bevindt zich op de Gemini South Telescope in Chili. Het instrument neemt planeten direct waar en werkt dus heel anders dan bijvoorbeeld planetenjager Kepler die planeten indirect spot (zie kader). “Kepler detecteert planeten door naar hun schaduw te kijken,” legt onderzoeker Bruce Macintosh uit. “De Gemini Planet Imager kijkt in plaats daarvan naar hun gloed en dat noemen we ‘direct waarnemen’. 51 Eridani b is de kleinste exoplaneet die ooit direct is waargenomen.

Atmosfeer
51 Eridani b doet in veel opzichten denken aan Jupiter. Zo is er in de atmosfeer van de planeet heel veel methaan te vinden. Sterker nog: er is in de atmosfeer van een planeet buiten ons zonnestelsel nog nooit zoveel methaan aangetroffen. “In de atmosfeer van de koude gasreuzen in ons zonnestelsel treffen we koolstof in de vorm van methaan aan, terwijl we op de meeste exoplaneten koolstof aantreffen in de vorm van koolstofmonoxide,” legt onderzoeker Mark Marley uit. “Aangezien de atmosfeer van 51 Eridani b rijk is aan methaan, wijst dit erop dat de planeet bezig is om uit te groeien tot een neefje van de ons zo bekende Jupiter.”

Jong
51 Eridani b is nog jong. De ster waar de planeet omheen cirkelt, is slechts 20 miljoen jaar oud. Ter vergelijking: onze zon, de aarde en Jupiter gaan al zo’n 4,5 miljard jaar mee. “51 Eridani is één van de jongste sterren in de buurt van onze zon,” vertelt onderzoeker Eric Nielsen. “De ster werd 20 miljoen jaar geleden geboren, zo’n 40 miljoen jaar nadat de dinosaurussen uitstierven.”

“51 Eridani werd 20 miljoen jaar geleden geboren, zo’n 40 miljoen jaar nadat de dinosaurussen uitstierven”

De geboorte van een Jupiter
Onderzoekers hopen dan ook dat dit systeem – dat het één en ander gemeen heeft met ons systeem – ons meer kan vertellen over het ontstaan van ons eigen zonnestelsel en dan met name het ontstaan van gasreuzen zoals Jupiter. Aangenomen wordt dat deze gasreuzen ontstonden door eerst een grote kern te vormen en vervolgens omringende gassen naar zich toe te trekken zodat een atmosfeer kon ontstaan. Maar de Jupiter-achtige exoplaneten die tot op heden zijn aangetroffen zijn opvallend warm, wat erop wijst dat ze op een andere manier het levenslicht zagen: door materie naar zich toe te trekken, waarna dat materiaal ineenstortte en een gloeiendhete planeet vormde. Het verschil tussen deze twee ontstaanswijzen is groot. De eerste methode kan namelijk leiden tot zowel gasreuzen als rotsachtige planeten zoals de aarde, terwijl de tweede methode alleen maar kan resulteren in gasreuzen. De gasreus die onderzoekers nu ontdekt hebben, is echter vrij koel, wat erop wijst dat deze op de eerstgenoemde wijze tot stand is gekomen. “Deze planeet kan echt op dezelfde manier als Jupiter tot stand zijn gekomen: het hele systeem kan wel eens veel op het onze lijken,” stelt Macintosh.

De beperkte massa van 51 Eridani b. De lage temperatuur (800 graden Fahrenheit) en de grote hoeveelheden methaan. Het zijn allemaal kenmerken die erop wijzen dat 51 Eridani b ons laat zien hoe Jupiter er in zijn kinderjaren uitzag. Nog nooit is een planeet die zoveel gemeen heeft met de planeten die in ons zonnestelsel te vinden zijn, direct waargenomen. In meerdere opzichten dus een baanbrekende eerste ontdekking van de Gemini Planet Imager.