(Danielle Futselaar) Ein langweiliger, unauffälliger Stern in 26 Lichtjahren Entfernung hat sich doch als gar nicht so langweilig herausgestellt. Astronomen haben herausgefunden, dass es einen Planeten gibt – nicht irgendeinen Planeten, sondern einen mit einer Masse, die nur etwa fünfmal so groß ist wie die Masse der Erde – und zwar mit einer völlig neuen Methode, die von Astronomen inspiriert wurde Jupiter Die Polarlichter.
Die Radiowellenaktivität des Sterns, genannt GJ 1151, wurde mit einer Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Sterns und einem ihn umkreisenden Planeten in Verbindung gebracht – ähnlich wie das Magnetfeld des Jupiter bekanntermaßen mit dem Mond des Planeten, Io, interagiert.
Es ist eine Methode, die uns helfen könnte, viel mehr der schwer zu findenden felsigen Exoplaneten wie zu finden Quecksilber , Venus , Erde und Mars .
„Wir haben das Wissen aus jahrzehntelangen Radiobeobachtungen des Jupiter auf den Fall dieses Sterns übertragen“, sagte der Astronom Joe Callingham des Niederländischen Instituts für Radioastronomie (ASTRON).
„Es wurde schon lange vorhergesagt, dass eine vergrößerte Version von Jupiter-Io in Stern-Planeten-Systemen existiert, und die von uns beobachtete Emission passt sehr gut zur Theorie.“
Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden zur Entdeckung von Exoplaneten. Es gibt die Transitmethode, wie sie die NASA-Raumsonde TESS verwendet. Dabei bewegt sich ein Planet auf seiner Umlaufbahn zwischen uns und seinem Stern, was zu leichten Abschwächungen im Licht des Sterns führt.
Dann gibt es noch die Radialgeschwindigkeitsmethode. Dadurch wird das schwache Wackeln der Position eines Sterns erkannt, wenn er vom Planeten mitgerissen wird.
Aber die Interaktion zwischen Jupiter und Io ist interessant. Es erzeugt eine Signaturemission in meist radioaktiven Wellenlängen zirkular polarisiert und die in den niedrigeren Frequenzen stärker sein können als die Wellenlängen der Sonne.
Das Magnetfeld der Sonne ist nicht stark genug und die Entfernungen sind zu groß, um durch ihre Wechselwirkung mit den Planeten im Sonnensystem einen ähnlichen Effekt zu erzielen, aber Rote Zwerge sind anders. Diese sehr langlebigen, kleinen, schwachen Sterne haben viel stärkere Magnetfelder als die Sonne, und Planeten können viel näher kommen.
Es wurde erwartet, dass der nahe umkreisende Planet eines Roten Zwergs eine ähnliche, aber stärkere Emission erzeugen könnte als die von Jupiter und Io.
„Die Bewegung des Planeten durch das starke Magnetfeld eines Roten Zwergs wirkt wie ein Elektromotor, ähnlich wie ein Fahrraddynamo.“ erklärte der Astronom Harish Vedantham von ASTRON. „Dadurch entsteht ein gewaltiger Strom, der Polarlichter und Radioemissionen auf dem Stern erzeugt.“
Deshalb machten sich Vedantham und ein internationales Team von Astronomen auf die Suche nach zirkular polarisierten niederfrequenten Radiowellen. Sie verwendeten Daten aus einer Umfrage, die mit durchgeführt wurde VERSPRECHEN , ein Teleskop-Array in den Niederlanden, das den Himmel im niedrigen Radiofrequenzbereich abtastet, und mehrere Emissionen identifiziert hat, die den Anforderungen entsprechen und mit Roten Zwergsternen in Einklang stehen.
Einer von ihnen war GJ 1151. Er war der perfekte Kandidat für weitere Studien.
Viele Rote Zwerge, insbesondere solche, die im Radiowellenlängenbereich nachweisbar sind, sind extrem turbulent, peitschen den Raum um sie herum mit Sternfackeln, rotieren extrem schnell und/oder interagieren mit einem binären Begleiter.
GJ 1151 rotiert extrem langsam – einmal alle 130 Tage. Für einen Roten Zwerg ist es ungewöhnlich friedlich. Und binäre Begleiter können verborgen sein, daher führte ein separates Team sorgfältige Beobachtungen mit dem High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher-Instrument am italienischen Telescopio Nazionale Galileo in Spanien durch.
Sie beschrieben ihre sorgfältige Suche und ihre Ergebnisse in einem separates Papier , wobei sie andere Begleitsterne, Braune Zwerge oder Riesenplaneten ausschließen, die die Ergebnisse ebenfalls erklären könnten.
„Interagierende Doppelsterne können auch Radiowellen aussenden“ sagte der Astronom Benjamin Pope der New York University.
„Mithilfe optischer Beobachtungen haben wir anschließend nach Hinweisen auf einen Sternbegleiter gesucht, der sich in den Radiodaten als Exoplanet ausgibt.“ „Wir haben dieses Szenario völlig ausgeschlossen und halten daher die wahrscheinlichste Möglichkeit für einen erdgroßen Planeten, der zu klein ist, um mit unseren optischen Instrumenten entdeckt zu werden.“
Die genaue Masse dieses Planeten muss noch bestimmt werden, aber es handelt sich wahrscheinlich um einen Gesteinsplaneten, der den Stern alle ein bis fünf Tage umkreist. Das ist ziemlich eng und wahrscheinlich etwas zu nah am Stern, um gastfreundlich zu sein.
Es bietet aber auch eine neue Möglichkeit, nach potenziell bewohnbaren Welten zu suchen.
Sowohl bei der Transit- als auch bei der Radialgeschwindigkeitsmethode sind die Auswirkungen der Planetenbahnen auf den Stern sehr, sehr gering. Je massereicher der Planet ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir ihn entdecken. Das bedeutet, dass die meisten der entdeckten Exoplaneten am großen Ende der Skala liegen – Gas- und Eisriesen wie Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus.
Kleinere Exoplaneten sind schwerer zu fassen. Aber diese erstaunliche neue Methode zeigt, dass sie durch die Analyse der Radiosignale eines Sterns entdeckt werden können. Tatsächlich geht das Team davon aus, dass es auf der Grundlage der restlichen LOFAR-Umfragedaten „viele Dutzende“ solcher Entdeckungen geben wird; Sie arbeiten derzeit an dieser Forschung.
Dies wiederum wird uns helfen, die Magnetfeldumgebung von Exoplaneten zu verstehen und zu verstehen, was dies für die Suche nach außerirdischem Leben bedeutet.
„Das langfristige Ziel besteht darin, festzustellen, welchen Einfluss die magnetische Aktivität des Sterns auf die Bewohnbarkeit eines Exoplaneten hat, und Radioemissionen sind ein großer Teil dieses Puzzles.“ sagte Vedantham .
„Unsere Arbeit hat gezeigt, dass dies mit der neuen Generation von Radioteleskopen machbar ist, und hat uns auf einen spannenden Weg gebracht.“
Die Artikel wurden veröffentlicht in Naturastronomie Und Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .