Astronomen hebben met behulp van ESO's HARPS-instrument een planetenstelsel ontdekt met zeker vijf planeten die rond de zonachtige ster HD 10180 draaien. De onderzoekers hebben ook bewijs gevonden voor de aanwezigheid van nog twee planeten, waarvan één met de laagste massa ooit. Dat zou het systeem vergelijkbaar maken met ons zonnestelsel, in termen van het aantal planeten (wij hebben er acht). Ook vond het team bewijs dat de afstanden van de planeten tot hun ster een regelmatig patroon volgen, wat in ons zonnestelsel ook het geval is.
"We hebben hoogstwaarschijnlijk een systeem gevonden met de meeste planeten", zegt Christophe Lovis, eerste auteur van een paper over dit resultaat. "Deze opmerkelijke ontdekking onderstreept dat we een nieuw tijdperk binnentreden in onze zoektocht naar exoplaneten: de studie van complexe planetaire systemen in plaats van individuele planeten. Onderzoek aan de bewegingen van de planeten in het nieuwe stelsel, laat complexe zwaartekrachtswerking tussen de planeten zien en geeft ons inzicht in de lange-termijn-evolutie van het systeem."
De astronomen gebruikten de HARPS-spectrograaf op ESO's 3,6-meter telescoop op La Silla in Chili voor een zes jaar lange studie van de zonachtige ster HD 10180, die op een afstand van 127 lichtjaar staat in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Kleine Waterslang. HARPS is een instrument met ongeëvenaarde stabiliteit en nauwkeurigheid en daarmee 's werelds succesvolste exoplaneten-jager.
Dankzij 190 HARPS-metingen ontdekten de astronomen de piepkleine schommelingen van de ster, die worden veroorzaakt door de complexe aantrekkingskracht van vijf of meer planeten. De vijf sterkste signalen corresponderen met vijf planeten met de massa van Neptunus - tussen de 13 en 25 keer de massa van de aarde - die om hun ster heen draaien in 6 tot 600 dagen. De afstand van deze planeten tot hun centrale ster bedraagt 0,06 tot 1,4 keer de afstand aarde-zon.
"We hebben goede redenen om aan te nemen dat er nog twee planeten aanwezig zijn", zegt Lovis. Eén zou een Saturnus-achtige planeet kunnen zijn (met minimaal 65 aard-massa's) die in 2200 dagen rond zijn zon draait. De andere zou de lichtste exoplaneet zijn die ooit is ontdekt, met een massa van 1,4 van die van de aarde. Die staat zeer dicht bij zijn ster, op 2 procent van de afstand aarde-zon. Eén jaar op deze planeet zou maar 1,18 aardse dagen duren.
"Dit object veroorzaakt een wiebeling van de ster van zo'n 3 km/uur - langzamer dan de loopsnelheid - en deze beweging is heel moeilijk te meten", zegt team-lid Damien Ségransan. Als het bestaan van deze planeet wordt bevestigd, zou het een nieuw voorbeeld zijn van een hete, rotsachtige planeet zoals Corot-7b.
Het nieuw ontdekte planetenstelsel rond HD 10180 is op diverse manieren uniek. Ten eerste is het in de binnendelen veel dichtbevolkter dan ons eigen zonnestelsel doordat ten minste vijf Neptunus-achtige planeten zich bevinden op een afstand van de ster die valt binnen de baan van Mars.
Bovendien heeft het systeem geen Jupiter-achtige gasreuzen. Ook hebben alle planeten vrijwel circulaire banen.
Tot nu toe zijn vijftien planetenstelsels ontdekt met minstens drie planeten. De oude recordhouder was 55 Cancri, die vijf planeten heeft, waarvan twee reuzenplaneten. "Systemen met lage-massaplaneten zoals die rond HD 10180 lijken nogal gewoon te zijn, maar hun vormingsgeschiedenis is nog een raadsel", zegt Lovis.
Door gebruik te maken van de nieuwe data en de gegevens van andere planetenstelsels, vonden de astronomen een equivalent van de zogeheten Titius Bode-wet die in ons zonnestelsel geldt: de afstanden van de planeten tot hun ster lijken een regelmatig patroon te volgen. "Dit zou een 'handtekening' van het vormingsproces van deze planeetstelsels kunnen zijn", zegt teamlid Michel Mayor.
Een ander belangwekkend resultaat is dat er een relatie bestaat tussen de massa van een planetenstelsel en de massa en chemische samenstelling van de moederster. Alle zware planeetsystemen zijn gevonden rond zware, metaalrijke sterren, terwijl de vier lichtste systemen zich rond lichtere en metaalarmere sterren bevinden. Dit soort kenmerken bevestigen de huidige theorieën.
De ontdekking is vandaag aangekondigd op een internationaal colloquium 'Detection and dynamics of transiting exoplanets' aan het Observatoire de Haute-Provence in Frankrijk.
Meer afbeeldingen en volledig persbericht op de ESO-website
Rijkste planetenstelsel ooit ontdekt - mogelijk zeven planeten die rond een zonachtige ster draaien
