Eerste exoplaneet ontdekt dankzij theorie van Albert Einstein

Impressie van de planeet Kepler-76b en zijn ster, die door de nabijheid van de reuzenplaneet een beetje is uitgerekt. David A. Aguilar/CfA

‘De planeet van Einstein’, zo noemen Amerikaanse en Israëlische astronomen de planeet die zij gevonden hebben via een effect van Einsteins speciale relativiteitstheorie. De planeet is wat groter dan Jupiter, tweemaal zo zwaar en draait om een ster die 2.000 lichtjaar ver in het sterrenbeeld Zwaan staat. Het is voor het eerst dat een exoplaneet via een relativistisch effect is ontdekt. Het artikel erover is geaccepteerd door de Astrophysical Journal.

Het opsporen van planeten bij sterren is geen sinecure omdat exo-planeten zo dicht bij hun ster staan dat ze er door worden overstraald. Hun aanwezigheid moet langs indirecte weg worden afgeleid. Bijvoorbeeld door te zoeken naar een periodieke snelheidsvariatie of ‘wiebeling’ van de ster doordat een begeleider er uit een steeds veranderende richting aan trekt. Of door te zoeken naar dipjes in helderheid doordat een begeleider periodiek voor de ster schuift en wat licht wegvangt.

Bij de nieuwe techniek wordt ook gezocht naar een helderheidsvariatie, maar dan één die het gevolg is van de snelheidsvariatie van de ster, veroorzaakt door de planeet. Volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie is de helderheid van een lichtbron die naar ons toe komt namelijk iets groter dan wanneer hij van ons af beweegt. Dit komt doordat de lichtfotonen dan iets dichter, respectievelijk iets verder van elkaar zitten en het licht als het ware wordt ‘verdicht’ en ‘verdund’. Dit effect wordt ook wel dopplerboosting genoemd.

De Amerikaanse Kepler-satelliet – sinds begin deze week overigens buiten gebruik – heeft in de afgelopen jaren bij vele sterren helderheidsvariaties gemeten. Bij een van die sterren hebben Simchon Faigler en collega’s nu het effect van de dopplerboosting waargenomen en daaruit de aanwezigheid van een begeleider afgeleid. Het gaat om een reuzenplaneet die in slechts anderhalve dag op nog geen vier miljoen kilometer afstand rond de ster draait. De aanwezigheid van de planeet, Kepler-76b, werd daarna onafhankelijk met telescopen op aarde via zijn ‘wiebeling’ bevestigd.

Hoewel met deze nieuwe techniek geen planeten van het formaat van de aarde kunnen worden gevonden, vormt hij een belangrijke aanvulling op de al langer gebruikte zoekmethoden naar zwaardere exo-planeten. Vooral als die niet periodiek voor hun ster langsschuiven en dus geen helderheidsdipjes veroorzaken.