Astronomen die gebruikmaken van NASA's James Webb-ruimtetelescoop hebben sterk bewijs gevonden van een reusachtige planeet die rond een ster draait in een ster systeem dat het dichtst bij onze eigen zon staat. Op slechts 4 lichtjaar afstand van de aarde is het drievoudige ster systeem Alpha Centauri al lang een aantrekkelijk doelwit in de zoektocht naar werelden buiten ons zonnestelsel.
Alpha Centauri, gelegen in het verre zuiden van de hemel, bestaat uit het dubbelstersysteem Alpha Centauri A en Alpha Centauri B, beide zonachtige sterren, en de vage rode dwergster Proxima Centauri. Alpha Centauri A is de op twee na helderste ster aan de nachtelijke hemel. Hoewel er drie bevestigde planeten rond Proxima Centauri draaien, is het moeilijk om de aanwezigheid van andere werelden rond Alpha Centauri A en Alpha Centauri B te bevestigen. Nu leveren de waarnemingen van Webb met zijn Mid-Infrared Instrument (MIRI) het sterkste bewijs tot nu toe voor een gasreus die rond Alpha Centauri A draait. De resultaten zijn opgenomen in een reeks van twee artikelen in The Astrophysical Journal Letters.
Als dit wordt bevestigd, zou de planeet de planeet zijn die het dichtst bij de aarde staat en in de bewoonbare zone van een zonachtige ster draait. Omdat de kandidaat-planeet echter een gasreus is, zeggen wetenschappers dat er geen leven zoals wij dat kennen mogelijk is. "Omdat dit stelsel zo dicht bij ons staat, zouden eventuele exoplaneten die worden gevonden onze beste kans bieden om gegevens te verzamelen over andere planetenstelsels dan het onze. Toch zijn dit ongelooflijk uitdagende waarnemingen, zelfs met 's werelds krachtigste ruimtetelescoop, omdat deze sterren zo helder zijn, dichtbij staan en snel aan de hemel bewegen“, aldus Charles Beichman, van het Jet Propulsion Laboratory van NASA en het NASA Exoplanet Science Institute van het IPAC-astronomiecentrum van Caltech, mede-eerste auteur van de nieuwe artikelen.
”Webb is ontworpen en geoptimaliseerd om de verste sterrenstelsels in het universum te vinden. Het operationele team van het Space Telescope Science Institute moest speciaal voor dit doel een aangepaste observatiereeks bedenken, en hun extra inspanningen hebben spectaculair resultaat opgeleverd." Verschillende rondes van zorgvuldig geplande waarnemingen door Webb, zorgvuldige analyse door het onderzoeksteam en uitgebreide computermodellering hebben geholpen om vast te stellen dat de bron die op de afbeelding van Webb te zien is, waarschijnlijk een planeet is en geen achtergrondobject (zoals een sterrenstelsel), voorgrondobject (een passerende asteroïde) of ander detector- of beeldartefact.
De eerste waarnemingen van het systeem vonden plaats in augustus 2024, waarbij gebruik werd gemaakt van het coronagraafmasker aan boord van MIRI om het licht van Alpha Centauri A te blokkeren. Hoewel de extra helderheid van de nabijgelegen begeleidende ster Alpha Centauri B de analyse bemoeilijkte, slaagde het team erin het licht van beide sterren af te trekken om een object te onthullen dat meer dan 10.000 keer zwakker was dan Alpha Centauri A, op een afstand van ongeveer twee keer de afstand tussen de zon en de aarde. Hoewel de eerste detectie spannend was, had het onderzoeksteam meer gegevens nodig om tot een definitieve conclusie te komen. Aanvullende waarnemingen van het systeem in februari 2025 en april 2025 (met behulp van Director's Discretionary Time) brachten echter geen objecten aan het licht die leken op het object dat in augustus 2024 was geïdentificeerd.
“We hebben te maken met een verdwijnende planeet! Om dit mysterie te onderzoeken, hebben we computermodellen gebruikt om miljoenen mogelijke banen te simuleren, waarbij we de kennis hebben gebruikt die we hebben opgedaan toen we de planeet zagen, maar ook toen we hem niet zagen”, aldus promovendus Aniket Sanghi van Caltech in Pasadena, Californië. Sanghi is medeauteur van de twee artikelen over het onderzoek van het team. In deze simulaties hield het team rekening met zowel een waarneming in 2019 van de potentiële exoplaneetkandidaat door de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, als met de nieuwe gegevens van Webb, en keken ze naar banen die gravitationeel stabiel zouden zijn in de aanwezigheid van Alpha Centauri B, wat betekent dat de planeet niet uit het systeem zou worden geslingerd.
Onderzoekers zeggen dat het niet vinden van de planeet tijdens de tweede en derde observatieronde met Webb niet verrassend is. “We ontdekten dat in de helft van de gesimuleerde mogelijke banen de planeet te dicht bij de ster kwam en in februari en april 2025 niet zichtbaar zou zijn geweest voor Webb”, aldus Sanghi. Op basis van de helderheid van de planeet in de mid-infraroodwaarnemingen en de baan simulaties zeggen onderzoekers dat het een gasreus zou kunnen zijn met ongeveer de massa van Saturnus, die in een elliptische baan rond Alpha Centauri A draait, variërend tussen 1 en 2 keer de afstand tussen de zon en de aarde.
“Als dit wordt bevestigd, zou de potentiële planeet die te zien is op de Webb-afbeelding van Alpha Centauri A een nieuwe mijlpaal betekenen voor het in beeld brengen van exoplaneten”, zegt Sanghi. “Van alle direct afgebeelde planeten zou dit de planeet zijn die tot nu toe het dichtst bij zijn ster staat. Het is ook de planeet die qua temperatuur en leeftijd het meest lijkt op de reuzenplaneten in ons zonnestelsel, en het dichtst bij onze thuisplaneet, de aarde, staat”, zegt hij. “Het feit dat deze planeet zich in een systeem van twee dicht bij elkaar staande sterren bevindt, zou ons begrip van hoe planeten ontstaan, overleven en evolueren in chaotische omgevingen op zijn kop zetten.”
Als dit door aanvullende waarnemingen wordt bevestigd, zouden de resultaten van het team de toekomst van de exoplaneetwetenschap ingrijpend kunnen veranderen. “Dit zou een toetssteen worden voor de exoplaneetwetenschap, met tal van mogelijkheden voor gedetailleerde karakterisering door Webb en andere observatoria”, aldus Beichman. Zo is de Nancy Grace Roman Space Telescope van NASA, die volgens planning in mei 2027 en mogelijk al in het najaar van 2026 gelanceerd zal worden, uitgerust met speciale hardware om nieuwe technologieën te testen voor het observeren van binaire systemen zoals Alpha Centauri, op zoek naar andere werelden. De gegevens van Roman in zichtbaar licht zouden een aanvulling vormen op de infraroodwaarnemingen van Webb, wat unieke inzichten zou opleveren over de grootte en reflectiviteit van de planeet.
Bron: NASA/JWST
