Erste Aufnahme eines Mehrplanetensystems um einen sonnenähnlichen Stern
Copyright: ESO/Bohn et al.
Leiden (Niederlande) – Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) ist Astronomen erstmals die Abbildung eines jungen, sonnenähnlichen Sterns gelungen, der von zwei riesigen Exoplaneten umkreist wird. Bilder von Systemen mit mehreren Exoplaneten sind äußerst selten. Die Beobachtung könnte auch helfen zu verstehen, wie Planeten um unsere eigene Sonne entstanden und sich entwickelt haben.
Nachdem die ESO erst vor wenigen Wochen die Geburt eines Planetensystems in einer neuen, beeindruckenden VLT-Aufnahme präsentieren konnten (…GreWi berichtete), konnten nun mit demselben Teleskop mit demselben Instrument das erste direkte Bild eines Mehrfachplanetensystems um einen etwa 300 Lichtjahre entfernten Stern mit der Bezeichnung „TYC 8998-760-1“ erstellt werden, der sich zu einem Stern ähnlich unserer Sonne entwickeln wird.
„Diese Entdeckung ist eine Momentaufnahme einer Umgebung, die unserem Sonnensystem sehr ähnlich ist, sich aber in einem viel früheren Stadium seiner Entwicklung befindet“, sagt Alexander Bohn, Doktorand an der Universität Leiden in den Niederlanden, der die neue Forschung leitete.
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Wie das Team um Bohn heute im Fachjournal „The Astrophysical Journal Letters“ berichten, wurde bislang nur winziger Bruchteil der bislang rund 4.000 Exoplaneten direkt abgebildet. „Direkte Beobachtungen sind bei der Suche nach Umgebungen, die Leben begünstigen können sehr wichtig“, fügt Co-Autor Matthew Kenworthy, außerordentlicher Professor an der Universität Leiden hinzu und erläutert, dass Die direkte Abbildung von zwei oder mehr Exoplaneten um denselben Stern noch seltener sei: „Nur zwei solcher Systeme wurden bisher direkt beobachtet, beide aber um Sterne, die sich deutlich von unserer Sonne unterscheiden.“
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Das neue VLT-Bild der ESO ist damit die erste direkte Aufnahme von mehr als einem Exoplaneten um einen sonnenähnlichen Stern in einem frühen Stadium. Das VLT der ESO war auch das erste Teleskop, das 2004 erstmals einen Exoplaneten direkt abbildete, als es einen kleinen Lichtfleck um einen Braunen Zwerg einfing.
„Unserem Team ist es nun gelungen, das erste Bild von zwei Gasriesen zu erstellen, die einen jungen, sonnenähnlichen Stern umkreisen“, sagt Maddalena Reggiani, eine Postdoc-Forscherin der belgischen KU Leuven, die ebenfalls an der Studie teilnahm. „Die beiden Planeten sind auf dem neuen Bild als zwei helle Lichtpunkte zu sehen, die von ihrem Mutterstern, der sich oben links im Bild befindet, deutlich getrennt sind. Durch die Aufnahme verschiedener Bilder zu unterschiedlichen Zeiten waren die Astronomen und Astronominnen zudem in der Lage, diese Planeten von ihren Hintergrundsternen zu unterscheiden.
Die beiden Gasriesen umkreisen ihren Wirtsstern in Entfernungen von 160 und etwa 320 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde-Sonne). Damit sind diese Planeten viel weiter von ihrem Stern entfernt als Jupiter oder Saturn, den beiden Gasriesen unserer Sonne; diese liegen nur in der 5- bzw. 10-fachen Erde-Sonne-Entfernung.
Das Team fand zudem heraus, dass die beiden Exoplaneten viel schwerer sind als die Planeten in unserem Sonnensystem, wobei der innere Planet das 14-fache der Jupitermasse und der äußere das Sechsfache der Jupitermasse aufweist.
Bohns Team hat dieses System bei seiner Suche nach jungen Riesenplaneten um Sterne wie unsere Sonne, allerdings in einem weitaus jüngeren Alter, abgebildet. Der Stern „TYC 8998-760-1“ ist nur 17 Millionen Jahre alt und befindet sich im südlichen Sternbild Musca (Fliege). Bohn beschreibt ihn als eine „sehr junge Version unserer eigenen Sonne“.
Hintergrund
Diese Bilder waren dank der hohen Leistungsfähigkeit des Instruments SPHERE am VLT der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste möglich. SPHERE blockiert das helle Licht des Sterns mit einem so genannten Koronografen, so dass die viel schwächeren Planeten sichtbar werden. Während ältere Planeten, wie die in unserem Sonnensystem, zu kühl sind, um mit dieser Technik gefunden zu werden, sind junge Planeten heißer und leuchten daher im Infrarotlicht heller. Durch mehrere Aufnahmen im vergangenen Jahr sowie anhand älterer Daten aus dem Jahr 2017 hat das Forschungsteam bestätigt, dass die beiden Planeten Teil des Planetensystems des Sterns sind. Weitere Beobachtungen dieses Systems, unter anderem mit dem zukünftigen Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, werden es den Astronomen ermöglichen zu untersuchen, ob diese Planeten an ihrem gegenwärtigen, vom Stern entfernten Standort entstanden oder von einem anderen Ort dorthin gewandert sind. Das ELT der ESO wird auch dazu beitragen, die Wechselwirkung zwischen zwei jungen Planeten desselben Systems zu untersuchen. Bohn resümiert: „Die Möglichkeit, dass künftige Instrumente, wie die des ELT, in der Lage sein werden, noch masseärmere Planeten um diesen Stern zu entdecken, ist ein wichtiger Meilenstein für das Verständnis von Mehrplanetensystemen, mit möglichen Auswirkungen auf die Geschichte unseres eigenen Sonnensystems.“
(Quelle: ESO)
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Quelle: ESO
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