Jonge 'hete Jupiter' werpt nieuw licht op evolutie planetenstelsels

Sterrenkundigen hebben zware, gasvormige planeten ontdekt in omloopbanen rond pasgeboren sterren. De ontdekkingen, vandaag online gepubliceerd door het Britse wetenschapsblad Nature, werpen nieuw licht op de evolutie van planetenstelsels.

'Hete Jupiters' zijn grote, gasvormige planeten - vergelijkbaar met de planeet Jupiter in ons eigen zonnestelsel - die een zeer kleine omloopbaan rond hun moederster beschrijven, waardoor ze een extreem hoge temperatuur hebben. Omdat zulke grote gasplaneten volgens de gangbare inzichten niet op zo'n kleine afstand van een ster kunnen ontstaan, wordt algemeen aangenomen dat ze op veel grotere afstand zijn geboren. Pas in een later stadium zouden ze naar binnen zijn 'gemigreerd'.

Er zijn twee manieren waarop dat migratieproces zou kunnen plaatsvinden: door wrijving met een resterende schijf van gas en stof rond de ster, of door zwaartekrachtsstoringen met andere planeten in het stelsel.

Met een gevoelige spectrometer op de Canada-France-Hawaii Telescope op Mauna Kea, Hawaii, en een identiek instrument op de Bernard Lyot-telescoop op de Pic-du-Midi-sterrenwacht in de Franse Pyreneeën, is nu een hete Jupiter met een omlooptijd van slechts 4,9 dagen ontdekt in een baan rond de ster V830 Tauri, op 430 lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Stier. De ster maakt deel uit van een jong stervormingsgebied; hij is pas ca. twee miljoen jaar oud.

In hetzelfde nummer van Nature maakt een ander team van sterrenkundigen de ontdekking bekend van een 'super-Neptunus' (ca. 5 maal zo groot als de aarde) in een kleine baan rond een jonge ster met een leeftijd van 5 à 10 miljoen jaar. Deze planeet (K2-33b genoemd) is ontdekt door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler; de ster staat op ca. 500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen. Ook deze planeet moet als gevolg van een migratieproces in zijn huidige baan terecht zijn gekomen, met een omlooptijd van slechts 5,4 dagen.

De twee ontdekkingen tonen aan dat hete Jupiters (en hun kleinere broertjes de super-Neptunussen) al kort na de geboorte van een ster kunnen ontstaan, en dat planeetmigratie dus al in een heel vroeg stadium kan optreden. Dat betekent dat het migratieproces veroorzaakt moet zijn door wrijving met materiaal in een schijf rond de ster; het alternatieve scenario (zwaartekrachtsstoringen van andere planeten) neemt veel meer tijd in beslag.