Astronomen hebben een planeet gefotografeerd die zes keer zo zwaar is als Jupiter, in een baan rond een van de dichtstbijzijnde sterren bij de zon. Het is de eerste planeet buiten het zonnestelsel, die werd ontdekt door directe beeldvorming met de James Webb-ruimtetelescoop.

“Dit is een koude planeet”, zegt astronoom Elisabeth Matthews van het Max Planck Instituut voor Astronomie in Heidelberg, Duitsland. De uitslag werd op 24 juli bekend gemaaktNatuur 1gepubliceerd.

‘Als het echt is, is de planeet verreweg de oudste en koudste die ooit in beeld is gebracht’, zegt Markus Janson, astronoom aan de Universiteit van Stockholm.

Onderzoekers ontdekken exoplaneten doorgaans door na te gaan hoe ze periodiek de gezichtslijn naar de aarde overschrijden, tijdelijk het licht van hun gaststerren dimmen, of omdat hun zwaartekrachteffecten een meetbare schommeling in de ster zelf veroorzaken. Tot nu toe zijn er slechts enkele tientallen exoplaneten geïdentificeerd direct getoond, meestal omdat ze heet en helder genoeg zijn om ondanks de helderheid van hun sterren zichtbaar te zijn.

Met behulp van wiebeltechnieken hadden astronomen al bewijs gezien dat een massief object zich rond de zonachtige ster ε Indi A zou kunnen bewegen, die zich op slechts 3,6 parsec (12 lichtjaar) van de aarde bevindt in het verre sterrenbeeld Indus.

Om naar een planeet te zoeken, richtten Matthews en haar collega's de telescoop zo uit dat de ster zich precies in het midden van hun gezichtsveld bevond. Vervolgens gebruikten ze de ‘coronograaf’-functie die in een van de Webb-camera’s was ingebouwd. Het instrument kan fotonen detecteren op enigszins verschillende tijdstippen of fasen in elk van de vier kwadranten van zijn beeldframe. Op deze manier werden, toen de sensorgegevens werden gecombineerd, fotonen van ε Indi A zelf – waarvan sommige afwijken van het centrum – grotendeels geneutraliseerd, waardoor de schittering werd verwijderd die elk ander signaal rond de ster zou hebben overstemd.

Künstlerische Darstellung eines kalten Gasriesen in einem Orbit um einen roten Zwerg.

Het resulterende beeld onthulde een planeet die zes keer zo zwaar was als Jupiter, wat betekent dat het, net als Jupiter, een ‘gasreus’ moet zijn die grotendeels uit waterstofgas bestaat, zegt Matthews. De planeet, genaamd ε Indi Ab, bevindt zich ongeveer 15 keer verder van zijn moederster dan de aarde van de zon, en de temperatuur ligt net boven de 0°C.

Janson waarschuwt dat “het wondermiddel om te bewijzen dat het beslist een planeet is” – een latere afbeelding die laat zien dat het lichtpunt is verplaatst – nog niet bestaat. Maar, voegt hij eraan toe, "de studie is van groot, groot belang omdat het een stap betekent in de richting van het vermogen om planeten in volwassen systemen in beeld te brengen." Eerdere directe beeldvormingsinspanningen, zegt hij, bleven beperkt tot het observeren van jonge sterrenstelsels, terwijl ε Indi A bijna net zo oud is als de zon.’

Matthews zegt dat haar team vervolgwaarnemingen plant om het lichtspectrum van de planeet te meten. Dit zou ook enkele componenten van zijn atmosfeer kunnen onthullen, wat aanwijzingen zou kunnen opleveren over waar en hoe zo'n grote planeet zich zou kunnen hebben gevormd in de oude nevel waarin ε Indi A zich vormde.

De ster vormt een drievoudig systeem met twee ‘bruine dwergen’ – objecten die nooit groot genoeg zijn geworden om waterstoffusie in hun kernen te veroorzaken – die er meer dan 1000 keer verder van super Jupiter omheen draaien. "Het is een heel ongebruikelijk soort systeem en we hebben het geluk dat we deze in onze achtertuin hebben", zegt Matthews.