Künstlerische Darstellung von Kepler-16b. (NASA/JPL-Caltech) Nicht alle Planetensysteme sind gleich. Da draußen in der großen, weiten Galaxie wurden eine Reihe verschiedener Konfigurationen gesichtet, von denen sich einige erheblich von unserem Heimatsystem unterscheiden. Dazu gehören extrasolare Planeten oder Exoplaneten, die nicht einen, sondern zwei Sterne umkreisen, wie in der Fiktion Krieg der Sterne Welt von Tatooine.
Jetzt konnten Astronomen erstmals die winzige Anziehungskraft eines solchen Exoplaneten auf einen seiner Wirtssterne nachweisen und uns damit ein neues Werkzeug an die Hand geben, um diese exotischen Welten zu erforschen und zu erforschen.
Der Exoplanet selbst ist keine neue Entdeckung. Sein Name ist Kepler-16b, 245 Lichtjahre entfernt und Seine Entdeckung wurde 2011 bekannt gegeben .
Es wurde als der erste bestätigte, eindeutige Nachweis eines Exoplaneten gefeiert, der zwei Sterne in einer sogenannten zirkumbinären Umlaufbahn umkreist. Daher haben sich Astronomen intensiv damit beschäftigt und wir wissen viel darüber.
Dies macht es perfekt, um etwas Neues auszuprobieren – in der Astronomie ist die Verwendung eines gut charakterisierten und gut untersuchten Ziels eine gute Möglichkeit, herauszufinden, ob Techniken funktionieren.
In diesem Fall wollte ein Team unter der Leitung des Astronomen Amaury Triaud von der Universität Birmingham im Vereinigten Königreich herausfinden, ob sie das Planetensystem anhand des Wackelns eines seiner Sterne erkennen können, einer Technik, die als Radialgeschwindigkeit bekannt ist.
„Kepler-16b wurde erstmals vor 10 Jahren vom Kepler-Satelliten der NASA mithilfe der Transitmethode entdeckt.“ erklärte der Astronom Alexandre Santerne der Universität Marseille in Frankreich.
„Dieses System war die unerwartetste Entdeckung von Kepler.“ „Wir haben uns entschieden, unser Teleskop zu drehen und Kepler-16 zu bergen, um die Gültigkeit unserer Radialgeschwindigkeitsmethoden zu demonstrieren.“
Wenn wir nach Exoplaneten suchen, gibt es verschiedene Methoden, aber zwei sind die beliebtesten. Die mit Abstand produktivste Methode ist die sogenannte Transitmethode. Ein weltraumgestütztes Teleskop starrt auf einen Teil des Himmels und sucht nach sehr schwachen, regelmäßigen Einbrüchen im Sternenlicht, die darauf hindeuten, dass ein Exoplanet zwischen einem Stern und uns vorbeizieht.
Wie bereits erwähnt, ist die Radialgeschwindigkeitsmethode die zweiterfolgreichste Methode, die auf der gravitativen Komplexität eines Planetensystems beruht. Sie sehen, Sterne sind keine festen stationären Objekte, um die Exoplaneten kreisen. Jeder Planet übt seinen eigenen Gravitationseinfluss auf den Stern aus, wodurch der Stern ein wenig wackelt, ein bisschen wie ein Diskuswerfer. Die Sonne tut dies auch , hauptsächlich beeinflusst von Jupiter .
Diese Bewegung verändert das beobachtete Licht des Sterns. Wenn sich der Stern entfernt, dehnen sich die Wellenlängen aus und nehmen zum roten Ende des Spektrums hin leicht zu; Kommt es näher, verdichten sich die Wellenlängen und verschieben sich in Richtung des blauen Endes des Spektrums. Astronomen können diese Veränderungen nutzen, um die Anwesenheit eines umlaufenden Exoplaneten zu erkennen.
Bisher wurde dies nur an einzelnen Sternen durchgeführt. Doppelsterne sind eine kompliziertere Angelegenheit; Da sie einander umkreisen, haben sie viel größere Bewegungen durch den Raum, was die Erkennung des viel geringeren Gravitationszuges aller umlaufenden Exoplaneten schwieriger macht.
Um Probleme zu umgehen, die sich aus dem Versuch ergaben, die Spektren zweier heller Sterne zu entwirren, zielte das Team auf ein System mit einem hellen Stern und einem viel schwächeren Stern. Es funktionierte. Das 1,93-Meter-Teleskop am Observatorium Haute-Provence in Frankreich entdeckte ein Radialgeschwindigkeitssignal vom helleren der beiden Sterne.
Dadurch können wir viel lernen. Zum einen zeigen Radialgeschwindigkeitsmessungen, wie stark sich ein Stern bewegt, was Astronomen genaue Messungen einer der Schlüsseleigenschaften eines Exoplaneten ermöglichen kann – seiner Masse.
Die Messungen des Teams zeigten, dass Kepler-16b etwa ein Drittel der Masse des Jupiter ausmacht, was mit früheren Schätzungen übereinstimmt.
Diese Informationen könnten uns wiederum dabei helfen, herauszufinden, wie zirkumbinäre Welten entstehen, was mit aktuellen Planetenentstehungsmodellen schwer zu erklären ist. Es wird angenommen, dass sich um einen einzelnen Stern herum eine Scheibe aus Staub und Gas, die so genannte protoplanetare Scheibe, die von der Entstehung des Sterns selbst übrig geblieben ist, in Klumpen zusammenfügt, die Planeten bilden.
„Mit dieser Standarderklärung ist es schwierig zu verstehen, wie zirkumbinäre Planeten existieren können.“ „Das liegt daran, dass die Anwesenheit von zwei Sternen die protoplanetare Scheibe stört und dies verhindert, dass sich Staub zu Planeten zusammenballt, ein Prozess, der Akkretion genannt wird.“ Triaud erklärte .
„Der Planet könnte sich weit entfernt von den beiden Sternen gebildet haben, wo ihr Einfluss schwächer ist, und sich dann in einem Prozess, der als scheibengetriebene Migration bezeichnet wird, nach innen bewegt – oder alternativ könnten wir feststellen, dass wir unser Verständnis des Prozesses der Planetenakkretion überarbeiten müssen.“ .'
Detailliertere Informationen über die Arten von Exoplaneten in Zirkumbinaren (oder sogar zirkumtrinär ) Umlaufbahnen könnten Astronomen bei der Lösung dieses Problems helfen. Das Team hofft, dass ihre Arbeit den Weg für zukünftige Entdeckungen und sogar Entdeckungen zirkumbinärer Welten ebnet.
Die Forschung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .