Het artikel beschrijft de visualisatie van banen van verschillende exoplanetaire systemen:
- HR 8799: Een systeem met vier super-Jupiters waarvan de dynamische stabiliteit wordt onderzocht.
- $eta$ Pic b: Een planeet met een baan die bijna loodrecht op de waarnemer staat, wat interacties met een puinring veroorzaakt.
- Fomalhaut: Bevat een puinring en het object Fomalhaut b, dat waarschijnlijk het resultaat is van een botsing tussen planetesimalen.
- 51 Eri b: De koudste en lichtste direct gefotografeerde exoplaneet, gelegen in een drievoudig stersysteem.
- HD 143811 AB b: Een zware planeet die draait om een dubbelstersysteem.
Daarnaast wordt uitgelegd dat de animaties zijn gecreëerd via motion interpolation om de tijd tussen sporadische waarnemingen in te vullen. Ook wordt verduidelijkt dat de zichtbare lichtflitsen bij de sterren residuele schittering zijn die ontstaan door de optiek van de telescopen.
Animaties van Exoplanetaire Banen
HR 8799
De beelden bestaan uit 10 foto's van HR 8799 die over een periode van 12 jaar zijn genomen met de Keck-telescoop. De video is gemaakt door Jason Wang, de data zijn gereduceerd door William Thompson en Christian Marois, en de waarnemingen zijn georganiseerd door Quinn Konopacky. Bruce Macintosh, Travis Barman en Ben Zuckerman hebben ondersteund bij de waarnemingen.
Credits: Jason Wang (Northwestern), William Thompson (UVic), Christian Marois (NRC Herzberg), Quinn Konopacky (UCSD) en Malachi Noel (Northwestern).
$\beta$ Pic b
De baan van $\beta$ Pic b is vrijwel exact vanaf de zijkant zichtbaar (edge-on). In de animatie is te zien hoe de planeet twee keer achter het coronagraafmasker (de zwarte cirkel die de heldere ster blokkeert) verdwijnt en aan de andere kant weer verschijnt. Wanneer de planeet niet zichtbaar is, wordt de geschatte positie aangegeven met een 'x'.
$\beta$ Pic b veroorzaakt een vervorming in de schijf die we kunnen waarnemen. Dit systeem herbergt daarnaast een gordel van rotsachtig puin en een andere gasreus die zich dichterbij bevindt (beide zijn niet zichtbaar in de video). Deze animatie is een time-lapse van 17 jaar, gebaseerd op meer dan 30 frames aan data van de Gemini Planet Imager, VLT/NACO en VLT/SPHERE.
Fomalhaut
Het Fomalhaut-systeem bevat een grote ring van rotsachtig puin, vergelijkbaar met onze Kuipergordel. Binnen deze ring bevindt zich een object genaamd Fomalhaut b. Hoewel dit oorspronkelijk werd aangezien voor een planeet, is het waarschijnlijk het resultaat van een botsing tussen twee grote rotsachtige planetesimalen. Sinds de creatie van deze animatie is het object rond 2014 uit het zicht verdwenen, waarschijnlijk door de verspreiding van de puinwolk na de botsing.
De beelden maken gebruik van 5 foto's die over een periode van 7 jaar zijn genomen met de Hubble Space Telescope. Omdat de ring zo groot is, is er onvoldoende dekking om de ring zelf te animeren; in plaats daarvan is er een compositiebeeld gebruikt dat alle data van de ring combineert.
Credits: Jason Wang (Northwestern), Paul Kalas (UC Berkeley) en Gemini Planet Imager Exoplanet Survey.
51 Eri b
51 Eri b werd in 2014 ontdekt door de Gemini Planet Imager. Met een massa van 2 Jupiters is dit de koudste en lichtste direct gefotografeerde exoplaneet tot nu toe, waardoor het de imaged exoplaneet is die het meeste op Jupiter lijkt.
De planeet bevindt zich in een drievoudig stersysteem. Hij draait op ongeveer 12 au van zijn hoofdster, maar er zijn ook twee sterren met een lage massa op 2000 au afstand die gravitationeel aan het systeem gebonden zijn (deze staan te ver weg om op de beelden te verschijnen). Door de baan te monitoren, kan de geschiedenis van de dynamische interacties tussen 51 Eri b en de drie sterren in het systeem worden bestudeerd.
De beelden zijn gebaseerd op 5 foto's die over een periode van 4 jaar zijn genomen met de Gemini Planet Imager. In deze vier jaar is te zien hoe de planeet naar de ster toe buigt, wat de gravitationele aantrekkingskracht van de ster op de exoplaneet aantoont.
HD 143811 AB b
HD 143811 AB b is een planeet met een massa van 6 Jupiters die draait om twee sterren (een dubbelstersysteem). De twee sterren draaien om elkaar heen met een onderlinge afstand van 0,18 au, terwijl de planeet zich op een baan van ongeveer 60 au bevindt, veel verder weg van zijn twee gaststerren.
De beelden bestaan uit 2 foto's die over een periode van 9 jaar zijn genomen. Eén afbeelding is afkomstig van de Gemini Planet Imager (Gemini South) en de andere van het SPHERE-instrument bij de Very Large Telescope.
Credits: Jason Wang (Northwestern), Nathalie Jones (Northwestern) en Vito Squicciarini (Exeter).
Veelgestelde vragen
Hoe worden deze animaties gemaakt?
Het is niet mogelijk om deze planeten elke nacht te observeren en op te nemen. Omdat deze planeten echter langzaam bewegen — met omlooptijden van minstens decennia — en voorspelbaar de wetten van Kepler volgen, kan een techniek genaamd motion interpolation (bewegingsinterpolatie) worden gebruikt. Hiermee kan worden gereconstrueerd hoe het beeld eruit zou moeten zien op basis van foto's die vóór en na de betreffende datum zijn genomen. Bewegingsinterpolatie is een techniek die veelvuldig wordt gebruikt bij videobewerking en in moderne televisies.
Wat is de lichtflits die uit de sterren komt?
Het licht dat uit het masker (dat de ster blokkeert) lijkt te komen, heeft geen astrofysische oorsprong. Dit is de residuele schittering van de ster, veroorzaakt door sterlicht dat wordt verstrooid door de optiek van de telescoop en het instrument. De beelden zijn reeds bewerkt om het grootste deel van de schittering van de heldere ster te verwijderen zodat de planeten zichtbaar worden, maar dit proces is niet perfect. Wat men ziet is de resterende verstrooide sterlicht.
Animaties van Exoplanetaire Banen
HR 8799
De beelden bestaan uit 10 foto's van HR 8799 die over een periode van 12 jaar zijn genomen met de Keck-telescoop. De video is gemaakt door Jason Wang, de data zijn gereduceerd door William Thompson en Christian Marois, en de waarnemingen zijn georganiseerd door Quinn Konopacky. Bruce Macintosh, Travis Barman en Ben Zuckerman hebben ondersteund bij de waarnemingen.
Credits: Jason Wang (Northwestern), William Thompson (UVic), Christian Marois (NRC Herzberg), Quinn Konopacky (UCSD) en Malachi Noel (Northwestern).
$\beta$ Pic b
De baan van $\beta$ Pic b is vrijwel exact vanaf de zijkant zichtbaar (edge-on). In de animatie is te zien hoe de planeet twee keer achter het coronagraafmasker (de zwarte cirkel die de heldere ster blokkeert) verdwijnt en aan de andere kant weer verschijnt. Wanneer de planeet niet zichtbaar is, wordt de geschatte positie aangegeven met een 'x'.
$\beta$ Pic b veroorzaakt een vervorming in de schijf die we kunnen waarnemen. Dit systeem herbergt daarnaast een gordel van rotsachtig puin en een andere gasreus die zich dichterbij bevindt (beide zijn niet zichtbaar in de video). Deze animatie is een time-lapse van 17 jaar, gebaseerd op meer dan 30 frames aan data van de Gemini Planet Imager, VLT/NACO en VLT/SPHERE.
Fomalhaut
Het Fomalhaut-systeem bevat een grote ring van rotsachtig puin, vergelijkbaar met onze Kuipergordel. Binnen deze ring bevindt zich een object genaamd Fomalhaut b. Hoewel dit oorspronkelijk werd aangezien voor een planeet, is het waarschijnlijk het resultaat van een botsing tussen twee grote rotsachtige planetesimalen. Sinds de creatie van deze animatie is het object rond 2014 uit het zicht verdwenen, waarschijnlijk door de verspreiding van de puinwolk na de botsing.
De beelden maken gebruik van 5 foto's die over een periode van 7 jaar zijn genomen met de Hubble Space Telescope. Omdat de ring zo groot is, is er onvoldoende dekking om de ring zelf te animeren; in plaats daarvan is er een compositiebeeld gebruikt dat alle data van de ring combineert.
Credits: Jason Wang (Northwestern), Paul Kalas (UC Berkeley) en Gemini Planet Imager Exoplanet Survey.
51 Eri b
51 Eri b werd in 2014 ontdekt door de Gemini Planet Imager. Met een massa van 2 Jupiters is dit de koudste en lichtste direct gefotografeerde exoplaneet tot nu toe, waardoor het de imaged exoplaneet is die het meeste op Jupiter lijkt.
De planeet bevindt zich in een drievoudig stersysteem. Hij draait op ongeveer 12 au van zijn hoofdster, maar er zijn ook twee sterren met een lage massa op 2000 au afstand die gravitationeel aan het systeem gebonden zijn (deze staan te ver weg om op de beelden te verschijnen). Door de baan te monitoren, kan de geschiedenis van de dynamische interacties tussen 51 Eri b en de drie sterren in het systeem worden bestudeerd.
De beelden zijn gebaseerd op 5 foto's die over een periode van 4 jaar zijn genomen met de Gemini Planet Imager. In deze vier jaar is te zien hoe de planeet naar de ster toe buigt, wat de gravitationele aantrekkingskracht van de ster op de exoplaneet aantoont.
HD 143811 AB b
HD 143811 AB b is een planeet met een massa van 6 Jupiters die draait om twee sterren (een dubbelstersysteem). De twee sterren draaien om elkaar heen met een onderlinge afstand van 0,18 au, terwijl de planeet zich op een baan van ongeveer 60 au bevindt, veel verder weg van zijn twee gaststerren.
De beelden bestaan uit 2 foto's die over een periode van 9 jaar zijn genomen. Eén afbeelding is afkomstig van de Gemini Planet Imager (Gemini South) en de andere van het SPHERE-instrument bij de Very Large Telescope.
Credits: Jason Wang (Northwestern), Nathalie Jones (Northwestern) en Vito Squicciarini (Exeter).
Veelgestelde vragen
Hoe worden deze animaties gemaakt?
Het is niet mogelijk om deze planeten elke nacht te observeren en op te nemen. Omdat deze planeten echter langzaam bewegen — met omlooptijden van minstens decennia — en voorspelbaar de wetten van Kepler volgen, kan een techniek genaamd motion interpolation (bewegingsinterpolatie) worden gebruikt. Hiermee kan worden gereconstrueerd hoe het beeld eruit zou moeten zien op basis van foto's die vóór en na de betreffende datum zijn genomen. Bewegingsinterpolatie is een techniek die veelvuldig wordt gebruikt bij videobewerking en in moderne televisies.
Wat is de lichtflits die uit de sterren komt?
Het licht dat uit het masker (dat de ster blokkeert) lijkt te komen, heeft geen astrofysische oorsprong. Dit is de residuele schittering van de ster, veroorzaakt door sterlicht dat wordt verstrooid door de optiek van de telescoop en het instrument. De beelden zijn reeds bewerkt om het grootste deel van de schittering van de heldere ster te verwijderen zodat de planeten zichtbaar worden, maar dit proces is niet perfect. Wat men ziet is de resterende verstrooide sterlicht.
Groetjes,