Tijdens onderzoek naar twee ons reeds bekende exoplaneten zagen onderzoekers plots een derde, ons onbekende, exoplaneet opduiken. En dat blijkt nu ook nog eens een heel bijzonder exemplaar te zijn.

Met behulp van ESA’s CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) bogen onderzoekers zich over de heldere ster Nu2 Lupi. Ze wilden de twee exoplaneten die eerder rond deze ster zijn ontdekt (Nu2 Lupi b en c) nog eens nader onder de loep nemen. En ze wachtten daartoe rustig af tot de twee planeten voor de moederster langs bewogen. De twee planeten kwamen netjes opdraven, maar toen Nu2 Lupi c acte de présence gaf, zagen de onderzoekers plots nog een derde planeet voor de ster opduiken: Nu 2 Lupi d, die op veel grotere afstand om de moederster cirkelt.

Toevallig
Dat onderzoekers deze derde planeet eerder over het hoofd hebben gezien, is goed te verklaren. Het bestaan van Nu2 Lupi b en c werd namelijk bevestigd door waarnemingen van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Deze satelliet tuurt langdurig naar sterren in de hoop er getuige van te zijn dat helderheid van die sterren met enige regelmaat afneemt. Zo’n afname in helderheid kan namelijk wijzen op de aanwezigheid van een planeet die rond de ster cirkelt en zo af en toe – als deze tussen de telescoop en ster in staat – een deel van het sterlicht tegenhoudt. Deze aanpak leent zich heel goed voor het ontdekken van exoplaneten die dicht bij hun ster staan, een korte omlooptijd hebben en dus ook vrij regelmatig voor de ster langs bewegen. De kans dat op deze manier een planeet wordt gespot die op veel grotere afstand staat, een veel langere omlooptijd heeft en dus ook veel minder vaak voor de ster langs beweegt, is een stuk kleiner. Dat CHEOPS nu toch zo’n verder van de ster verwijderde exoplaneet heeft gespot, is dan ook heel toevallig.

Nu2 Lupi is iets meer dan 50 lichtjaar van ons verwijderd en te vinden in het sterrenbeeld Wolf. De ster is vanaf het aardoppervlak ook met het blote oog te zien. Naast Nu2 Lupi zijn er slechts twee andere sterren die met het blote oog waar te nemen zijn en meer dan 1 planeet bezitten die zo af en toe voor de ster langs beweegt. Afbeelding: ESA.

Omvang, massa en omlooptijd
Zeker als je bedenkt dat CHEOPS eigenlijk niet gebouwd is om planeten te ontdekken; de satelliet is ontwikkeld om ons reeds bekende exoplaneten nog eens nader te bestuderen. Zodra CHEOPS Nu2 Lupi d had gespot, kon deze de planeet dan ook direct wat gedetailleerder bekijken. Hieruit blijkt dat de planeet een straal heeft die 2,5 keer groter is dan de straal van de aarde. De massa van de planeet zou 8,8 keer groter zijn dan die van de aarde. Verder doet Nu2 Lupi d er iets langer dan 107 dagen over om een rondje om de moederster te voltooien.

Waardevolle ontdekking
De ontdekking van Nu2 Lupi d is niet alleen bijzonder, maar ook heel waardevol. De meeste ons bekende exoplaneten met lange omlooptijden cirkelen namelijk om sterren die niet helder genoeg zijn voor gedetailleerde vervolgwaarnemingen (zie kader). En daarom is er ook nog vrij weinig bekend over exoplaneten die wat verder van hun moederster verwijderd zijn. Nu2 Lupi d kan daar verandering in brengen. De planeet cirkelt namelijk wél om een heel heldere ster. “Het maakt planeet d heel opwindend,” stelt onderzoeker Mahmoudreza Oshagh. “Het is een uitzonderlijke planeet, die zijn gelijke niet kent, en zeker heel belangrijk zal zijn voor toekomstig onderzoek.”

Wanneer onderzoekers een exoplaneet ontdekt hebben, willen ze natuurlijk graag meer over die planeet te weten komen en bijvoorbeeld vaststellen hoe groot en zwaar deze is en uit welke materialen de planeet is opgebouwd. Ook buigen ze zich graag over de vraag of de exoplaneet een atmosfeer heeft en zoja, welke stoffen zich in die atmosfeer ophouden. Om dergelijke vervolgvragen te kunnen beantwoorden, moeten onderzoekers de planeet opnieuw voor de ster langs zien bewegen. Uit de hoeveelheid sterlicht die tijdens zo’n planeetovergang wordt tegengehouden, kan bijvoorbeeld de omvang van de planeet worden afgeleid. En door het sterlicht te bestuderen nadat het tijdens zo’n overgang door de atmosfeer van de planeet is gesijpeld, kan men meer te weten komen over de elementen die in zo’n atmosfeer te vinden zijn. Maar voor al deze vervolgonderzoeken is dus behoorlijk wat sterlicht en dus een heldere moederster nodig.

Het systeem
Op basis van de data verzameld door CHEOPS en andere observatoria die eerder al naar Nu2 Lupi b en c keken, kunnen onderzoekers nu al meer vertellen over dit bijzondere systeem. Zo lijkt planeet b voornamelijk rotsachtig te zijn, terwijl c en d grotendeels uit water bestaan en omringd worden door waterstof en heliumgas. “Hoewel geen van deze planeten leefbaar is, is het systeem door de diversiteit aan planeten toch heel interessant,” stelt onderzoeker Enric Pallé. Hopelijk kunnen vervolgwaarnemingen meer inzicht geven in hoe de verschillende planeten zijn ontstaan en door de tijd heen veranderd zijn.

Ringen en manen
Maar daar blijft het niet bij. Want Pallé ziet nog veel meer mogelijkheden. “We kunnen ook gaan zoeken naar ringen of manen in het Nu2 Lupi-systeem, want de extreme nauwkeurigheid en stabiliteit van CHEOPS zou ons in staat moeten stellen om hemellichamen waar te nemen die qua omvang vergelijkbaar zijn met Mars.”

En zo zal er naar verwachting de komende jaren nog heel wat aandacht naar Nu2 Lupi uitgaan. Daarbij zal niet alleen gebruik worden gemaakt van CHEOPS, maar ook van ruimtetelescoop Hubble – er even van uitgaande dat NASA deze weer aan de praat krijgt. En natuurlijk ook de James Webb Space Telescope die later dit jaar gelanceerd moet worden en onder meer uitermate geschikt is voor het uitpluizen van atmosferen.