Die Sammlung von 126 neu entdeckten Exoplaneten weist extreme Umgebungen auf, die möglicherweise Leben beherbergen könnten.
Leben wir in einem ungewöhnlichen Sternensystem? Astronomen versuchen herauszufinden, ob das Sonnensystem im Vergleich zu anderen Sternen und den es umkreisenden Planeten einzigartig ist. Und sie haben gerade einen großen Schritt zur Lösung dieses langjährigen kosmischen Rätsels gemacht.
Ein internationales Team von Astronomen, die auf der Suche nach Planeten sind, hat drei Jahre damit verbracht, Tausende von Messungen zu analysieren, um die Massen von 120 bestätigten Exoplaneten sowie sechs Planetenkandidaten zu berechnen, die über den nördlichen Himmel verteilt sind. Das Ergebnis ist ein umfassender Katalog, der detailliert beschreibt, wie bizarr und exotisch diese fremden Welten sind und wie sie im Vergleich zu unserem eigenen Sternensystem abschneiden. Die Ergebnisse sind ausführlich beschrieben in: Das Astrophysical Journal Supplement.
Der neu veröffentlichte Katalog wurde mithilfe des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA in Zusammenarbeit mit dem WM Keck Observatory auf Mauna Kea, Hawaii, erstellt und enthält eine große Bandbreite an Planeten, die unterschiedliche Arten von Sternen umkreisen. „Mit diesen Informationen können wir beginnen, Fragen darüber zu beantworten, wo unser Sonnensystem in das große Geflecht anderer Planetensysteme passt“, sagte Stephen Kane, Astrophysiker an der University of California in Riverside und leitender Forscher des TESS-Keck Survey, in einem Stellungnahme.
Einer der Exoten im Katalog ist ein Subneptun mit ungewöhnlich hoher Dichte, der ihn sowohl extrem massiv als auch überraschend klein macht. Dieser Exoplanet mit der Bezeichnung TOI-1824 b ist fast 19-mal so schwer wie die Erde aber nur 2,6-mal so groß wie unser Heimatplanet, was bedeutet, dass er in einem dicht gequetschten Körper eine bedeutende Masse beinhaltet. „Planeten mit ähnlicher Größe wie die Erde haben fast die 19-fache Masse der Erde und sind jedoch nur 2,6-mal so groß wie unser Heimatplanet. „Sie haben typischerweise eine Masse zwischen etwa dem 6- und 12-fachen der Masse der Erde“, erklärt Joseph Murphy, ein Doktorand an der UC Santa Cruz und Co-Autor der Studie. Diese „Exoplaneten-Kuriosität“, wie Murphy sie nennt, könnte einen erdähnlichen Kern haben, der von einer ungewöhnlich dünnen, wasserstoffdominierten Atmosphäre umgeben ist, oder sie könnte einen wasserreichen Kern unter einer Dampfatmosphäre haben.
Ein weiteres extremes Beispiel ist eine Supererde, die ihrem Mutterstern so nahe ist, dass sie eine Umlaufbahn in weniger als 12 Stunden vollendet. TOI-1798c umkreist einen orangefarbenen Zwergstern zusammen mit einem weiteren Planeten, TOI-1798b, einem Subneptun, dessen Umlaufbahn etwa acht Tage dauert.
„Während die Mehrheit der uns heute bekannten Planeten ihren Stern schneller umkreist als Merkur die Sonne, treiben ultrakurze Perioden (USPs) dies auf die Spitze“, sagte Alex Polanski, Doktorand der Physik und Astronomie an der University of Kansas und Hauptautor der Studie, in einer Erklärung. „TOI-1798 umkreist seinen Stern so schnell, dass ein Jahr auf diesem Planeten weniger als ein halber Tag auf der Erde dauert.“
Die Supererde hat wahrscheinlich ihre gesamte Atmosphäre verloren, die sie ursprünglich aufgrund ihrer extremen Umgebung und der starken Strahlung ihres Sterns gebildet hatte.
Das Astronomenteam entdeckte zudem zwei neue Planeten, die einen sonnenähnlichen Stern umkreisen. Einer davon ist ein Sub-Saturn-Planet mit einer Masse und einem Radius, die irgendwo zwischen denen von Neptun und Saturn liegen. TOI-1386b, wie er genannt wird, benötigt nur 26 Tage für eine Umkreisung seines Sterns, während sein Nachbarplanet, dessen Masse fast der des Saturn entspricht, 227 Tage für eine Umkreisung desselben Sterns benötigt.
„Es wird derzeit darüber diskutiert, ob Planeten unterhalb des Saturn wirklich selten sind oder ob es uns einfach nicht gelingt, solche Planeten zu finden“, so Michelle Hill, Doktorandin an der UCR und Hauptautorin einer entsprechenden Studie. Papier, sagte in einer Erklärung. „Daher ist dieser Planet, TOI-1386 b, eine wichtige Ergänzung zu dieser Demografie von Planeten.“
Die Planeten selbst sind in den Daten nicht sichtbar, sie haben jedoch eine sichtbare Auswirkung auf ihre Muttersterne. Während ihrer Umlaufbahnen ziehen die Planeten an ihren Muttersternen und bringen diese zum Taumeln. Astronomen können das Taumeln der Sterne sehen, weil ihr sichtbares Licht leicht bläulich wird. wenn sie sich auf ein Teleskop zubewegen, und das Licht wird etwas rötlicher, wenn sie sich vom Teleskop wegbewegen. Dies wird als Dopplereffekt bezeichnet und entsteht, wenn sich die Frequenz von Schall, Licht oder anderen Wellen einer Quelle ändert, die sich im Verhältnis zu ihrem Beobachter bewegt.
Mithilfe von Radialgeschwindigkeitsmessungen (RV) können Astronomen nicht nur einen Exoplaneten erkennen, der einen Stern umkreist, sondern auch mehr über die Eigenschaften des Planeten erfahren, einschließlich seiner Masse. Im Zuge der laufenden Himmelsdurchmusterungen können wir mit weiteren Katalogen wie diesem rechnen, die die bizarren Merkmale der umgebenden fremden Welten aufzeigen.
„Allein die TESS-Mission hat noch Tausende unbestätigter Planeten hervorgebracht, daher werden große Mengen neuer Planeten wie dieser immer häufiger vorkommen, da die Astronomen versuchen, die Vielfalt der Welten, die wir heute sehen, in den Griff zu bekommen“, sagte Ian Crossfield, außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie an der University of Kansas und Co-Autor des Artikels, in einer Erklärung.
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