Künstlerische Darstellung eines Schurkenplaneten. (NASA) Wenn ein Sonnensystem eine Familie ist, dann verlassen einige Planeten ihr Zuhause frühzeitig. Ob sie wollen oder nicht. Sobald sie die gravitative Umarmung ihrer Familie verlassen haben, sind sie praktisch dazu bestimmt, für immer durch den interstellaren Raum zu treiben, ohne an einen Stern gebunden zu sein.
Astronomen nennen diese Drifter gerne „Schurkenplaneten“, und sie werden immer besser darin, sie zu finden. Ein Team von Astronomen hat einen dieser treibenden Schurken gefunden, der ungefähr die gleiche Masse hat wie Mars oder Erde.
Im Weltraum etwas zu finden, das kein eigenes Licht aussendet, ist eine große Herausforderung. Aber zwei Organisationen tun genau das. Sie sind die BEÄUGELN (Optical Gravitational Lensing Experiment) Zusammenarbeit und die KMTN (Korean Microlensing Telescope Network) Zusammenarbeit.
Jetzt hat ein Team von Wissenschaftlern beider Gruppen die Entdeckung eines Schurkenplaneten mit geringer Masse bekannt gegeben. Es gibt keine Sterne in seiner Nähe und seine Entfernung von der Erde ist unbestätigt.
Das Team sagt, es sei ein Beweis dafür, dass die Mikrolinsentechnik bei der Suche nach erdgroßen Planeten, die frei im Weltraum schweben, effektiv sei.
Der Artikel, der diese Entdeckung präsentiert, trägt den Titel „ Ein Kandidat für einen gefährlichen Planeten mit terrestrischer Masse wurde im kürzesten Zeitskalen-Mikrolinsen-Ereignis entdeckt .' Es sind 30 Autoren als Mitwirkende für diese Arbeit aufgeführt, und der Hauptautor ist Przemek Mróz, ein Postdoktorand für Astronomie am Caltech. Das Papier ist auf der Prepress-Seite arXiv verfügbar.
Astronomen gehen davon aus, dass in den frühen Tagen eines Sonnensystems einige Planeten mit geringer Masse aus der Anziehungskraft des Sterns geschleudert werden.
In der Anfangszeit kann es chaotisch sein, und die Gravitationswechselwirkungen zwischen dem Stern und allen Planeten können manchmal dazu führen, dass kleine Planeten in den Weltraum geschickt werden, um für sich selbst zu sorgen.
„Nach Planetenentstehungstheorien, wie etwa der Kernakkretionstheorie, sollten typische Massen ausgeschleuderter Planeten zwischen 0,3 und 1,0 Erdmassen liegen“, schreiben die Autoren.
Um diese winzigen Körper in der riesigen Dunkelheit des Weltraums zu finden, ist ein innovativer Ansatz erforderlich: Gravitationslinsen.
Gravitationslinseneffekt erfordert zwei Dinge: Eine entfernte Lichtquelle, normalerweise einen Stern, und ein näheres Objekt mit genügend Masse, um als Linse zu fungieren und das Licht der Lichtquelle zu beugen.
In diesem Fall fungiert der massearme Planet als Linse. Und je nachdem, wie stark das Licht des entfernten Sterns durch das Vordergrundobjekt beeinflusst wird, können Astronomen einiges lernen.
Ein relativ kleines Objekt wie ein Planet mit geringer Masse beugt nicht viel Licht, und das auch nicht allzu lange. In ihrer Arbeit sagen die Autoren: „Es wird erwartet, dass Mikrolinsenereignisse aufgrund von Schurkenplaneten mit terrestrischer Masse extrem kleine Winkel haben.“ Einstein-Radien (0,1 µas) und extrem kurze Zeitskalen (0,1 Tag).'
Den Autoren zufolge handelt es sich hierbei um die „extremste bisher entdeckte Kurzzeit-Mikrolinse“.
In den letzten Jahrzehnten hat das Wissen über Exoplaneten explosionsartig zugenommen. Mittlerweile kennen wir Tausende von ihnen und gehen davon aus, dass fast jeder Stern Planeten beherbergt.
All dieses Wissen hat zu aktualisierten Theorien und Modellen zur Entstehung von Planeten und Sonnensystemen geführt. Und diese Modelle zeigen, dass es viele Schurkenplaneten geben sollte, die aus ihren Systemen ausgeschleudert wurden.
Theoretische Arbeiten zeigen, dass dies der Fall sein könnte Milliarden oder sogar Billionen , von frei schwebenden Planeten in der Milchstraße.
In ihrer Arbeit listen die Autoren auf, wie diese Planeten verwaist werden können: Planet-Planet-Streuung ; dynamische Wechselwirkungen zwischen Riesenplaneten, die zu einer Störung der Umlaufbahn kleinerer innerer Planeten führen; Wechselwirkungen zwischen den Sternen in binären oder trinären Systemen und Sternhaufen; Sternvorbeiflüge; und die Entwicklung des Wirtssterns über das hinaus Hauptfolge .
Mikrolinsen bieten eine Methode, diese kleineren Schurkenplaneten zu finden. Aber es ist schwierig. Es ist nicht das Problem, dass sie so dunkel sind. Es liegt daran, dass die Mikrolinsen-Ereignisse bei so kleinen Körpern aufgrund ihrer Größe sehr kurz sind.
Der neu entdeckte Planet mit dem Namen „OGLE-2016-BLG-1928“ wurde durch ein Mikrolinsenereignis entdeckt, das nur 41,5 Minuten dauerte. Das ist nicht viel Zeit, um detaillierte Daten zu sammeln.
Bisher wurden nur vier weitere kleine Schurkenplaneten wie dieser gefunden, jeder einzelne im Rahmen eines kurzzeitigen Mikrolinsenereignisses. Zusammengenommen liefern diese Ereignisse „starke Beweise für eine Population von Schurkenplaneten in der Milchstraße“, schreiben die Autoren.
Die Forscher standen vor einer Reihe von Schwierigkeiten, nicht nur bei der Entdeckung dieses Ereignisses, sondern auch bei der Feststellung, dass es sich tatsächlich um einen Planeten handelte.
„Wie bei anderen kurzzeitigen Mikrolinsenereignissen können wir die Anwesenheit eines entfernten Sternbegleiters nicht ausschließen“, schreiben sie. Sie konnten jegliche Sternbegleiter bis zu einer Entfernung von nur 8 AE ausschließen. Aber viele Planeten umkreisen ihre Sterne in viel größeren Entfernungen.
Dieser Planet wurde auch „…am Rande der derzeitigen Grenzen der Erkennung kurzzeitiger Mikrolinsenereignisse“ gefunden, heißt es in dem Papier. Die Autoren sagen, dies zeige, wie schwierig die Suche nach diesen Ereignissen sei. Das Ereignis wurde auch mit relativ wenigen Datenpunkten erkannt: nur 15. (11 stammten von OGLE und 4 von KMTN.)
Die geringe Anzahl von Datenpunkten bei der Erkennung bedeutet, dass der „abfallende Teil der Lichtkurve nicht vollständig mit Beobachtungen abgedeckt ist“.
Dieser Datenmangel bedeutet, dass eine gewisse Unsicherheit über die Natur des Mikrolinsenereignisses und eine gewisse Unsicherheit darüber besteht, ob es sich tatsächlich um einen Planeten handelt. Ein Teil dieser Unsicherheit ist auf den Hintergrundstern selbst zurückzuführen.
„Der Quellstern befindet sich im Farb-Helligkeits-Diagramm im Zweig des Roten Riesen, und es ist bekannt, dass einige Riesen Sternausbrüche erzeugen“, schreiben die Autoren. Könnten sie schlüssig ausschließen, dass Sternausbrüche die Ursache des Ereignisses sind und nicht ein Schurkenplanet?
„Die Eigenschaften des Ereignisses (seine Dauer, Amplitude und Form der Lichtkurve) stimmen jedoch nicht mit denen flackernder Sterne überein“, schließen sie.
Aber trotz aller Unsicherheiten ist diese Entdeckung immer noch wichtig. „Daher ist die Linse einer der besten Kandidaten für einen bisher entdeckten Schurkenplaneten mit terrestrischer Masse“, schreiben sie.
Auch wenn ihre Massenmessung für das Objekt etwas ambivalent ist, stimmen die anderen Eigenschaften des Ereignisses „… damit überein, dass es sich bei der Linse um ein Objekt mit geringerer Masse als die Erde ohne stellaren Begleiter bis zur projizierten Entfernung von etwa 8 AE vom Planeten handelt.“
Schurkenplaneten haben nahezu kein Potenzial, Leben zu beherbergen, daher werden sie möglicherweise nie so intensiv erforscht wie Exoplaneten. Aber sie sind immer noch faszinierend und wie alles andere geben sie Hinweise darauf, wie die Natur funktioniert.
In Zukunft wird die Römisches Weltraumteleskop Nancy Grace wird bei der Suche nach Schurkenplaneten helfen. Für seine Mission hat es viel zu tun, darunter einige große Themen wie dunkle Energie und einige mit Spannung erwartete Aufgaben wie die Abbildung von Exoplaneten und die Aufnahme von Spektren ihrer Atmosphären.
Zu seinen Aufgaben gehört aber auch das Finden freischwebende Schurkenplaneten so klein wie der Mars. Das ultraleistungsstarke Weltraumteleskop wird eine große Mikrolinsen-Durchmusterung durchführen, um weitere dieser Planeten zu finden. Seine Erkenntnisse werden uns helfen, besser zu verstehen, wie unser eigenes Sonnensystem im Vergleich zu anderen abschneidet.
„Als sich unser Blick auf das Universum erweiterte, wurde uns klar, dass unser Sonnensystem möglicherweise ungewöhnlich ist“, sagte Samson Johnson, ein Doktorand an der Ohio State University in Columbus, in einem Pressemitteilung .
„Roman wird uns helfen, mehr darüber zu erfahren, wie wir in das kosmische Schema der Dinge passen, indem er abtrünnige Planeten untersucht.“
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lesen Sie das Original Artikel .