Schnellstes Exoplanetensystem in der Milchstraße entdeckt
Copyright/Quelle: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
Greenbelt (USA) – NASA-Astronomen haben einen Stern samt Planeten entdeckt, die gemeinsam regelrecht durch das Zentrum unserer Galaxie rasen. Das System könnte einen neuen Rekord für das sich am schnellsten bewegende Exoplanetensystem aufstellen – fast doppelt so schnell wie unser Sonnensystem in der Milchstraße.
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Wie das Team um Sean Terry, Postdoktorand an der University of Maryland, College Park, und am Goddard Space Flight Center der NASA aktuell im Fachjournal „Astronomical Journal“ (DOI: 10.3847/1538-3881/ad9b0f) berichtet, bewegt sich das System mit mindestens 1,2 Millionen Meilen pro Stunde, also rund 540 Kilometer pro Sekunde durch unsere Galaxie.
„Wir glauben, dass es sich bei dem den Stern begleitenden Planeten um eine sogenannte Super-Neptun-Welt handelt, die einen massearmen Stern in einer Distanz umkreist, die – in unser Sonnensystem übertragen – zwischen den Umlaufbahnen von Venus und Erde liegen würde. Da der Stern jedoch so lichtschwach ist, liegt dieser Bereich weit außerhalb seiner habitablen, also potenziell lebensfreundlichen Zone. „Falls sich die Entdeckung bestätigt, wäre dies der erste Planet, der jemals einen Hypergeschwindigkeitsstern umkreist.“
Zufällig durch Gravitationslinse entdeckt
Entdeckt wurde das ungewöhnliche Objekt erstmals 2011 durch eher zufällig. Wissenschaftler durchsuchten damals archivierte Daten des MOA-Projekts (Microlensing Observations in Astrophysics) – einem internationalen Projekt, das sich auf Gravitationslinsen-Phänomene spezialisiert hat und am Mount John Observatory in Neuseeland durchgeführt wurde.
Gravitationslinseneffekte treten auf, wenn die Masse eines Objekts die Raumzeit krümmt. Bewegt sich ein Objekt nahe an einem Hintergrundstern, wird das Licht des Sterns durch die gekrümmte Raum-Zeit des näheren Objekts abgelenkt und verstärkt – ähnlich wie eine natürliche Lupe.
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In diesem Fall enthüllten die Daten zwei Himmelskörper. Eine Bestimmung des Massenverhältnis zeigte, dass einer der beiden Körper etwa 2.300-mal schwerer ist, als der andere. Allerdings hängen die genauen Massen von ihrer Entfernung zur Erde ab: „Ähnlich wie bei einer Lupe ändert sich die Vergrößerung, wenn man sie näher oder weiter entfernt hält“, erläutern die Forschenden.
Planetensystem oder Einzelgänger-Planet samt Mond?
Das Team vermutete, dass es sich entweder um einen Stern mit etwa 20 % der Sonnenmasse und einen Planeten mit rund 29 Erdmassen handelt oder um einen frei im Raum schwebenden „Einzelgänger-Planeten“ mit der vierfachen Jupitermasse und einem kleineren Mond.
Um herauszufinden, welche Theorie zutrifft, analysierten Astronomen Daten des Keck-Observatoriums auf Hawaii sowie des europäischen Gaia-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). „Wären die Objekte ein Rogue-Planet und ein Mond, wären sie praktisch unsichtbar – dunkle Körper im leeren Raum. Doch falls die erste Theorie stimmt, könnte der Stern möglicherweise sogar detektiert werden, während sein Planet zu schwach wäre, um ihn direkt zu sehen.
Copyright/Quelle: NASA und The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Anerkennung: C. R. O’Dell (Vanderbilt University)
Eine rasante Entdeckung
Offenbar entfernt sich der Planet derzeit mit etwa 24.000 Lichtjahre in der sogenannten von der galaktischen Bulge – dem dichten Zentrum der Milchstraße. Durch den Vergleich der Sternposition in den Jahren 2011 und 2021 konnte die extreme Geschwindigkeit des Systems berechnet werden.
Allerdings basiert diese Berechnung nur auf seiner zweidimensionalen Bewegung. „Falls er sich auch auf uns zu oder von uns wegbewegt, könnte seine Geschwindigkeit sogar noch höher sein.“ In diesem Fall könnte das System sogar die galaktische Fluchtgeschwindigkeit von etwa 1,3 Millionen Meilen pro Stunde (600 km/s) überschreiten und würde in diesem Fall System in Millionen von Jahren aus dem Sonnensystem heraus, in den intergalaktischen Raum schießen.
„Um sicherzugehen, dass der neu identifizierte Stern tatsächlich zu dem System gehört, das 2011 das Signal erzeugt hat, möchten wir in einem Jahr erneut seine Position überprüfen“, erläutert Mitautor David Bennett. „Bleibt der Stern an der gleichen Position, bedeutet das, dass er nicht zu dem ursprünglich beobachteten System gehört“, fügt Aparna Bhattacharya, Wissenschaftlerin an der University of Maryland und ebenfalls am Goddard tätig, hinzu. „Das würde dann doch die Theorie eines Rogue-Planeten mit Exomond begünstigen.“
Roman: Die Zukunft der Erforschung schneller Exoplaneten
Neue Erkenntnisse erhoffen sich die NASA-Astronomen unter anderem vom kommenden „Nancy Grace Roman Space Telescope“. Mit dem Weltraumteleskop will die NASA herauszufinden, wie häufig Planeten um solche schnellen Sterne vorkommen, und könnte dann auch Hinweise darauf liefern, wie solche Systeme überhaupt derart beschleunigt werden. „Die Mission wird eine umfassende Untersuchung der galaktischen Bulge durchführen und dabei eine große Himmelsregion mit hoher Auflösung erfassen.“
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Recherchequelle: NASA, Goddard Space Center
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