Astronomen enthüllen das erste 3D-Modell eines Planeten, der ein Binärsystem umkreist

Miteinander ausgehen, 5.084 extrasolare Planeten wurden in 3.811 Planetensystemen bestätigt, weitere 8.912 Kandidaten warten auf ihre Bestätigung.

Diese Entdeckungen haben Astronomen eine detaillierte Stichprobe der in unserem Universum existierenden Planetentypen geliefert, von Gasriesen, die mehrere Male so groß sind Jupiter zu kleineren, felsigen Körpern wie der Erde.

Bisher wurde die überwiegende Mehrheit davon mit indirekten Methoden entdeckt – wie der Transitmethode (Transitphotometrie) und die Radialgeschwindigkeitsmethode (Doppler-Spektroskopie) – während der Rest mit verschiedenen anderen Methoden nachgewiesen wurde.

In einer aktuellen Studie nutzte ein internationales Astronomenteam die Ergebnisse der National Science Foundation (NSF). Sehr langes Basislinien-Array (VLBA)-Netzwerk zur Entdeckung eines jupiterähnlichen Planeten, der in einem Doppelsternsystem (GJ 896AB) kreist und sich etwa 20 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.

Mit einer als Astrometrie bekannten Methode gelang es dem Team, diesen Planeten anhand des „Wackelns“ zu erkennen, das er macht, wenn er den größeren der beiden Sterne des Systems umkreist. Darüber hinaus ermöglichte diese Methode dem Team die Erstellung des ersten 3-dimensionale Architektur eines Doppelsternsystems und eines Planeten, der einen seiner Sterne umkreist.

Das Forschungsteam wurde von Salvador Curiel Ramirez geleitet, einem Forscher am Institut für Astronomie des Nationale Autonome Universität von Mexiko (UNAM). Zu ihm gesellten sich Kollegen der UNAM und Forscher der Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR) und die Nationales Radioastronomie-Observatorium (NRAO).

Der Artikel, der ihre Forschung beschreibt, mit dem Titel „ 3D-Orbitalarchitektur eines Zwergbinärsystems und seines planetarischen Begleiters ,‘ wurde am 1. September in veröffentlicht Das Astronomische Journal .

Das untersuchte System GJ 896AB besteht aus zwei roten Zwergsternen, die einander umkreisen. Der größere der beiden, der vom jupiterähnlichen Exoplaneten (GJ 896 Ab) umkreist wird, ist etwa 44 Prozent so massereich wie unsere Sonne, während der kleinere etwa 17 Prozent so massereich ist.

Sie sind durch einen Abstand voneinander getrennt, der etwa dem Abstand zwischen Neptun und der Sonne entspricht (~30 AEs) und haben eine Umlaufzeit von 229 Jahren. Wie Curiel in einem NRAO erklärte Pressemitteilung Die von ihnen durchgeführte 3D-Kartierung konnte mit anderen Methoden zur Entdeckung von Exoplaneten nicht erreicht werden.

„Da sich die meisten Sterne in Doppel- oder Mehrfachsystemen befinden, wird uns die Fähigkeit, Systeme wie dieses zu verstehen, dabei helfen, die Planetenentstehung im Allgemeinen zu verstehen“, sagte er.

Darüber hinaus sind Sterne vom Typ M (Rote Zwerge) am häufigsten im Universum und machen allein etwa 75 Prozent der Sterne in der Milchstraße aus.

Diese massearmen, dunkleren Sterne können bis zu 10 Billionen Jahre in ihrem Hauptreihenstadium verbleiben und zeichnen sich dadurch aus, dass sie kleinere Gesteinsplaneten unterstützen – wie z Proxima b und d und das Sieben-Planeten-System von TRAPPIST-1 .

Für ihre Studie kombinierten Curiel und seine Kollegen VLBA-Daten aus den Jahren 2006 bis 2011 (und neue Daten aus dem Jahr 2020) mit Beobachtungen des Systems zwischen 1941 und 2017.

Die von den zehn Teleskopen des VLBA in den USA bereitgestellte Auflösung ermöglichte äußerst präzise Messungen der Sternpositionen im Zeitverlauf.

Anschließend führten sie eine umfassende Analyse der Daten durch, die die Umlaufbewegungen der Sterne und ihre gemeinsamen Bewegungen durch den Raum enthüllte. Dieser Prozess, bei dem die Position und Eigenbewegung von Sternen gemessen wird, wird als Astrometrie bezeichnet.

Ihre detaillierte Untersuchung der Bewegung des größeren Sterns zeigte ein leichtes Wackeln, das auf einen Gravitationseffekt auf den Stern zurückzuführen war, was die Existenz des ihn umkreisenden Planeten offenbarte. Basierend auf dem Ausmaß des Gravitationseinflusses berechnete das Team, dass es sich bei diesem Planeten um einen Gasriesen mit etwa der doppelten Masse von Jupiter handelt.

Sie stellten außerdem fest, dass er seinen Mutterstern in einer etwas geringeren Entfernung umkreist als er Venus ' von der Sonne, hat eine Umlaufzeit von 284 Tagen und ist etwa 148 Grad von den Umlaufbahnen der beiden Sterne entfernt.

„Das bedeutet, dass sich der Planet um den Hauptstern in die entgegengesetzte Richtung bewegt wie der Nebenstern um den Hauptstern“, sagte Co-Autorin Gisela Ortiz-León, Forscherin am UNAM und am MPIA.

„Dies ist das erste Mal, dass eine solche dynamische Struktur bei einem Planeten beobachtet wurde, der mit einem kompakten Doppelsternsystem in Verbindung steht, das vermutlich in derselben protoplanetaren Scheibe entstanden ist.“

Die astrometrische Technik wird ein wertvolles Werkzeug zur Charakterisierung weiterer Planetensysteme sein, die von Observatorien wie dem geplanten profitieren werden Sehr großes Array der nächsten Generation (ngVLA).

Dieses riesige Netzwerk wird aus 244 18-Meter-Antennen (59 Fuß) bestehen, die über eine Entfernung von 8.860 km (5.505 Meilen) verteilt sind, mit einer zusätzlichen Anordnung von 19 6-Meter-Antennen (20 Fuß) in kurzen Abständen im Herzen Das Teleskop.

Die verbesserte Empfindlichkeit wird es Astronomen ermöglichen, kleinere Gesteinsplaneten zu entdecken, die näher an ihren Sternen kreisen – wo sich „erdähnliche“ Planeten am wahrscheinlichsten befinden. Co-Autor Joel Sanchez-Bermudez von der UNAM sagte:

„Zusätzliche detaillierte Studien dieses und ähnlicher Systeme können uns helfen, wichtige Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie Planeten in Doppelsternsystemen entstehen.“ Es gibt alternative Theorien für den Entstehungsmechanismus, und weitere Daten können möglicherweise darauf hinweisen, welcher am wahrscheinlichsten ist.

Aktuelle Modelle deuten insbesondere darauf hin, dass ein so großer Planet als Begleiter eines so kleinen Sterns sehr unwahrscheinlich ist, daher müssen diese Modelle möglicherweise angepasst werden.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .