Een pas ontdekte exoplaneet – een planeet die om een andere ster draait dan de zon – is op een erg bijzondere manier ontdekt. Een amateurastronoom zag een zeldzaam fenomeen, de zogeheten micro-zwaartekrachtslens-werking, waarna de planeet aan het licht kwam.

Exoplaneet Kojima-1Lb is zo groot als Neptunus en bevindt zich op ongeveer 1.650 lichtjaar afstand van de aarde. Hij hoort bij de dwergster Kojima-1L, die ongeveer half zo zwaar is als de zon. Kojima-1Lb draait ongeveer op dezelfde afstand om zijn ster als de aarde om de zon.

Verrassende zwaartekrachtslens

De Japanse amateurastronoom Tadashi Kojima meldde in 2017 dat hij een opvallend nieuw object in het sterrenbeeld Stier had waargenomen. Het zogeheten Central Bureau for Astronomical Telegrams (CBAT), dat nieuwe, kortdurende hemelverschijnselen meldt, verspreidde deze informatie vervolgens.

Het verschijnsel bleek te ontstaan doordat een ster vanaf de aarde gezien voor een andere ster langs schoof. De achterliggende ster staat op ruim 2.600 lichtjaar afstand. De voorliggende ster zorgt ervoor dat de ruimtetijd kromt, waardoor het licht van de achterliggende ster afgebogen werd, alsof het door een lens viel. Einstein beschreef dit effect al in zijn algemene relativiteitstheorie. De ster die als zwaartekrachtslens dient, kreeg de naam Kojima-1L, naar de ontdekker.

Kojima-1L vormde een paar maanden lang een zwaartekrachtslens voor de achterliggende ster, laat eerste auteur Akihiko Fukui van de University of Tokyo weten. ‘De meeste astronomen die zich bezighouden met micro-zwaartekrachtslens-werkingen kijken niet naar de CBAT-meldingen, omdat het een erg zeldzaam fenomeen is’, zegt Fukui. Microlenzen worden zelden toevallig ontdekt. Via een andere astronoom bereikte het bericht toch de microlens-gemeenschap. Astronomen richtten verschillende telescopen op de ster om het fenomeen beter te bestuderen.

IJzige baan exoplaneet

Een Italiaanse onderzoeksgroep ontdekte vervolgens snelle variaties in het licht dat door de lenswerking werd verbogen. Dit duidt op de aanwezigheid van een planeet rondom de ster die dient als lens, vertelt Fukui. ‘Wij hebben nu met extra waarnemingen de massa en de afstand waarop Kojima-1Lb om zijn ster draait bepaald.’

Dat de gasplaneet Kojima-1Lb op dezelfde afstand om zijn dwergster draait als de aarde om de zon, is volgens de auteurs geen verrassing. Omdat de ster half zo zwaar is als de zon en minder warmte uitstraalt, is het op die afstand veel kouder. ‘Bij deze ster ligt de zogeheten snow line op deze afstand. Water bevriest vanaf daar tot ijs. Daarom zijn er in dit gebied veel stevige brokstokken die grotendeels uit ijs bestaan.’ Toen deze ster nog jong was, kan uit die koude brokstokken de stevige kern van een gasplaneet gevormd zijn. Een snelgroeiende kern is waarschijnlijk nodig om gas uit de omgeving aan te trekken en een gasplaneet te vormen.

Dat er een gasachtige exoplaneet gevonden is die inderdaad op die afstand om een ster draait, versterkt deze theorie over de vorming van gasplaneten.

Kojima-1L en de exoplaneet zijn inmiddels verschoven waardoor ze geen lenswerking meer veroorzaken voor de achtergelegen ster. Toch willen astronomen het systeem blijven onderzoeken. Fukui: ‘Met nieuwe metingen hopen we te achterhalen wat de leeftijd van de ster is en of er meer exoplaneten omheen draaien.’

Impressie van de ster en exoplaneet met microlenswerking. De pijlen duiden het licht van de achterliggende ster dat om Kojima-1L heen buigt en ons zonnestelsel bereikt. Bron: University of Tokyo