PERSBERICHT ASTRON – Nederlands instituut voor radioastronomie
-------------------------------------------------------------------------------------------------
LOFAR bereikt doorbraak bij het opsporen van exoplaneten
Met behulp van de door Nederland geleide Low Frequency Array (LOFAR)
radiotelescoop hebben astronomen abnormale radiogolven ontdekt die afkomstig
zijn van de nabije rode dwergster GJ1151. De radiogolven vertonen de
kenmerkende signatuur van poollichten die worden veroorzaakt door de
wisselwerking tussen een ster en zijn planeet. Het bestaan van dergelijke
interacties werd al meer dan dertig jaar voorspeld, maar het is voor het eerst
dat astronomen de bijbehorende signatuur hebben weten te onderscheiden. Deze
methode, die alleen mogelijk is met een gevoelige radiotelescoop als LOFAR, kan
worden gebruikt om exoplaneten in de bewoonbare zone van hun moederster op te
sporen en hun omgeving te onderzoeken.
Rode dwergen zijn de meest voorkomende sterren in onze Melkweg, maar ze zijn
ook veel kleiner en koeler dan onze eigen zon. Dat betekent dat, om bewoonbaar
te kunnen zijn, de afstand tussen een planeet en zijn ster aanzienlijk kleiner
moet zijn dan de afstand tussen onze aarde en de zon. Omdat rode dwergen veel
sterkere magnetische velden hebben dan de zon, wordt zo’n bewoonbare planeet
blootgesteld aan intense magnetische activiteit. Dit kan leiden tot opwarming
van de planeet en zelfs diens atmosfeer aantasten. De radio-emissie die met dit
proces gepaard gaat is een van de weinige beschikbare middelen om de sterkte
van dit effect te kunnen inschatten.
‘De beweging van een planeet door het sterke magnetische veld van een rode
dwerg werkt als een elektrische motor, vergelijkbaar met de dynamo van een
fiets. Hierdoor ontstaat een sterke stroom die poollichten en radio-emissies op
de ster aandrijft’, zegt dr. Harish Vedantham, de hoofdauteur van het onderzoek
en stafwetenschapper bij ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie.
Dankzij het zwakke magnetische veld van de zon en de grotere afstanden van haar
planeten, worden zulke stromen in ons zonnestelsel niet gegenereerd. Wel leidt
de wisselwerking tussen de Jupitermaan Io en het magnetische veld van Jupiter
tot vergelijkbare radio-emissies, die bij lage frequenties zelfs de
‘radiohelderheid’ van de zon overtreffen.
‘We hebben de kennis van decennia van radiowaarnemingen van Jupiter aangepast
aan het geval van deze ster’, zegt dr. Joe Callingham, postdoc-fellow en
medeauteur van het onderzoek. ‘Dat er een opgeschaalde versie van Jupiter/Io
zou kunnen bestaan in de vorm van een ster/planeet-systeem, was allang
voorspeld, en de radio-emissie die we hebben waargenomen komt heel goed overeen
met de theorie.’
Het onderzoeksteam richt zich nu op het opsporen van vergelijkbare emissies van
andere sterren. ‘We weten nu dat bijna elke rode dwerg vergezeld gaat van
aardse planeten, dus moeten er meer sterren zijn die deze emissie vertonen. We
willen graag weten wat dit betekent voor onze zoektocht naar aardes bij andere
sterren’, aldus dr. Callingham.
Het team maakt gebruik van opnamen van een lopende verkenning van de
noordelijke hemel – de LOFAR Two Metre Sky Survey (LoTSS) – die wordt geleid
door dr. Tim Shimwell, ASTRON-stafwetenschapper en medeauteur van het
onderzoek. ‘Met de gevoeligheid van LOFAR verwachten we ongeveer honderd van
zulke systemen in de omgeving van de zon te kunnen opsporen. LOFAR is de
sterkste speler op dit terrein totdat de Square Kilometre Array in bedrijf is’,
zegt dr. Shimwell.
De astronomen verwachten dat deze nieuwe methode voor de detectie van
exoplaneten meer inzicht zal geven in de omstandigheden waaronder deze werelden
verkeren. ‘Het langetermijndoel is om te bepalen welke impact de magnetische
activiteit van een ster heeft op de bewoonbaarheid van een exoplaneet, en
radio-emissies zijn een belangrijk stukje van deze puzzel’, zegt dr. Vedantham.
‘Ons onderzoek heeft aangetoond dat dit haalbaar is met de nieuwe generatie van
radiotelescopen, en heeft ons op een spannend spoor gezet.’
EINDE PERSBERICHT
----------------------------------------------------------------------------------------------
Publicatie
‘Coherent radio emission from a quiescent red dwarf indicative of star–planet
interaction’ wordt op 17 februari 2020 gepubliceerd in Nature Astronomy:
https://www.nature.com/articles/s41550-020-1011-9 ;
<https://www.nature.com/articles/s41550-020-1011-9>
DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1011-9 ;
<https://doi.org/10.1038/s41550-020-1011-9>
Auteurs:
• H.K. Vedantham: ASTRON, Rijksuniversiteit Groningen
• J.R. Callingham: ASTRON
• T.W. Shimwell: ASTRON, Universiteit Leiden
• C. Tasse: Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS
• B.J.S. Pope: New York University
• M. Bedell: Flatiron Institute
• I. Snellen: Universiteit Leiden
• P. Best: Royal Observatory
• M.J. Hardcastle: University of Hertfordshire
• M. Haverkorn: Radboud Universiteit Nijmegen
• A. Mechev: Universiteit Leiden
• S.P. O’Sullivan: Universität Hamburg, Dublin City University
• H.J.A. Röttgering: Universiteit Leiden
• G.J. White: The Open University, STFC Rutherford Appleton Laboratory
Contact
Wetenschappelijke contacten bij ASTRON:
Harish Vedantham, hoofdauteur
vedantham@xxxxxxxxx <mailto:vedantham@xxxxxxxxx>
+31 655 912 679
Joe Callingham, co-auteur
callingham@xxxxxxxxx <mailto:callingham@xxxxxxxxx>
+31629 297 915
Timothy Shimwell, co-auteur
shimwell@xxxxxxxxx <mailto:shimwell@xxxxxxxxx>
+31 (0)521 595 192
Press officer
Alice Spruit
spruit@xxxxxxxxx <mailto:spruit@xxxxxxxxx>
+31 6 111 77 427
Media
Video met uitleg over de wetenschap achter de ontdekking is hier
<https://youtu.be/uQFESMYSrTE> te bekijken.
Afbeelding is hier
<https://www.dropbox.com/sh/vopvvu4qa6elnmo/AAAKcBYzJ5tFIZDvuAvQxOk-a?dl=0> te
downloaden.
Bijschrift: Artistieke impressie van de magnetische interactie tussen een rode
dwergster en zijn exoplaneet.
Credit: Danielle Futselaar (artsource.nl)
LOFAR
De internationale LOFAR-telescoop (ILT) bestaat uit een Europees netwerk van
radioantennes die met elkaar verbonden zijn door een snel glasvezelnetwerk dat
zich uitstrekt over zeven landen. LOFAR is ontworpen, gebouwd en wordt nu
beheerd door ASTRON (Nederlands instituut voor radioastronomie), met Exloo
(Drenthe) als kernlocatie. LOFAR werkt door de signalen van meer dan 70.000
afzonderlijke dipoolantennes met elkaar te combineren. Krachtige computers
verwerken de radiosignalen op zodanig wijze dat het lijkt of hij een 1300
kilometer grote ‘schotel’ vormt. LOFAR is ongeëvenaard als het op gevoeligheid
en resolutie (d.w.z. het vermogen om detailrijke beelden te maken) aankomt. Dit
maakt het data-archief van LOFAR, dat is ondergebracht bij SURFsara in
Amsterdam, het Forschungszentrum Jülich (Duitsland) en het Poznan Super
Computing Center (Polen), ook de grootste verzameling van astronomische
gegevens ter wereld. LOFAR is een voorloper van de Square Kilometre Array
(SKA), die de grootste en meest gevoelige radiotelescoop ter wereld zal zijn.
