(ESO/Bohn et al.) Etwas mehr als 300 Lichtjahre entfernt befindet sich ein Stern, der einer sehr jungen Version unserer Sonne sehr ähnelt und von mehreren Exoplaneten umkreist wird. Das ist an sich schon ein interessanter Fund. Aber was das System wirklich verblüffend macht, ist die Tatsache, dass es das erste seiner Art war, das direkt abgebildet wurde, einschließlich der Planeten.
In der Nacht vom 16. Februar 2020 konnten Astronomen mit dem Very Large Telescope in Chile zwei riesige Exoplaneten auf extrem großen Umlaufbahnen um den Stern namens TYC 8998-760-1 direkt beobachten.
Die direkte Abbildung von Exoplaneten ist gelinde gesagt eine Herausforderung. Sie sind im Vergleich zu ihren Wirtssternen sehr dunkel und sehr weit von uns entfernt. Die meisten von den Über 4.000 Exoplaneten bestätigt Bisher wurden sie nur auf indirektem Weg entdeckt – beispielsweise durch schwache, regelmäßige Einbrüche im Licht des Sterns, wenn der Exoplanet vor ihm vorbeizieht, oder durch eine leichte Schwankung der Position des Sterns aufgrund der Schwerkraft des Exoplaneten.
Da diese Signale leichter zu erkennen sind, wenn der Planet sehr groß ist und sich sehr nahe am Stern befindet, sind die meisten bestätigten Exoplaneten groß und befinden sich auf nahen Umlaufbahnen. Exoplaneten in sehr nahen Umlaufbahnen lassen sich jedoch nur schwer direkt abbilden, da sie von ihren Muttersternen meist deutlich überstrahlt werden. und entfernt umlaufende Planeten in älteren Systemen sind zu kühl für die Infraroterkennung.
Bisher wurden nur einige Dutzend Exoplaneten direkt abgebildet und nur zwei weitere Multiplanetensysteme – beide um Sterne, die sich stark von der Sonne unterscheiden.
Aber letztes Jahr mit direkte Bildgebung , ein Team von Astronomen unter der Leitung von Alexander Bohn von der Universität Leiden in den Niederlanden einen ungewöhnlichen Planeten gefunden, der TYC 8998-760-1 umkreist .
Es war ein Gasriese mit etwa der 14-fachen Masse Jupiter , der den Stern in einer Entfernung von etwa 160 Astronomischen Einheiten umkreist. Um das ins rechte Licht zu rücken: Pluto umkreist die Sonne in einer durchschnittlichen Entfernung von 39 Astronomischen Einheiten.
Also beschlossen Bohn und seine Kollegen, mit dem Very Large Telescope einen genaueren Blick darauf zu werfen Exoplaneten-Bildgebungsinstrument SPHERE . Sie haben im letzten Jahr mehrere Beobachtungen gemacht und diese zu Daten aus dem Jahr 2017 hinzugefügt.
Als alle Daten zusammengetragen wurden, hielten sie eine Überraschung bereit. Klar und hell war dort der Exoplanet, den sie erwartet hatten: TYC 8998-760-1 b. Doch in einer viel größeren Entfernung von 320 Astronomischen Einheiten fanden die Astronomen einen weiteren hellen Punkt.
Eine sorgfältige Analyse und der Vergleich von Bildern, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen wurden, ergaben, dass es sich nicht um einen Stern oder eine Störung handelte, sondern um einen zweiten, kleineren Exoplaneten mit etwa der sechsfachen Masse des Jupiter. Es wurde TYC 8998-760-1 c genannt.
„Unser Team konnte nun das erste Bild von zwei Gasriesen-Begleitern machen, die ein junges, solares Analogon umkreisen“, sagte die Astronomin Maddalena Reggiani der KU Leuven in Belgien.
Solche Bilder sind nicht nur wunderbare Errungenschaften von Wissenschaft und Technik, sie können uns auch helfen, Planetensysteme besser zu verstehen.
Zum einen ist TYC 8998-760-1 jung, erst 16,7 Millionen Jahre alt. Die Untersuchung der Exoplaneten, die junge sonnenähnliche Sterne umkreisen, kann uns wertvolle Einblicke in die Entstehung von Planetensystemen wie unserem geben.
Die vom Team ermittelte Umlaufbahnentfernung ist bereits recht interessant, da ein Modell der Entstehung von Planetensystemen davon ausgeht, dass sich Riesenplaneten in einer früheren Entfernung bilden nach innen wandern in Richtung ihres Gastgeberstars.
Zum anderen können uns direkte Bilder von Exoplaneten bei der Suche nach Bewohnbarkeit helfen. Detaillierte spektroskopische Bilder, bei denen das Spektrum des von einem Exoplaneten reflektierten Lichts aufgeschlüsselt wird, können das Vorhandensein einer Atmosphäre und sogar die Zusammensetzung dieser Atmosphäre aufdecken. Die Photometrie oder die Untersuchung der Helligkeit und Variabilität der Exoplaneten kann Informationen über die Wolkenbedeckung und -häufigkeit liefern.
Wir sind noch nicht ganz so weit, aber zukünftige Instrumente, wie das James Webb-Weltraumteleskop und das bodengestützte Extremely Large Telescope der Europäischen Südsternwarte sollten empfindlich genug sein, um solche Entdeckungen zu machen.
Und vielleicht gelingt es ihnen sogar, kleinere, nähere Planeten in diesem System zu finden, die SPHERE möglicherweise übersehen hat.
„Die Möglichkeit, dass zukünftige Instrumente, wie die des Extremely Large Telescope, noch masseärmere Planeten um diesen Stern entdecken können, markiert einen wichtigen Meilenstein beim Verständnis von Mehrplanetensystemen mit potenziellen Auswirkungen auf die Geschichte unseres eigenen.“ Sonnensystem,' sagte Bohn .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .