Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein erstaunlicher Planet mit drei Sonnen

08.07.2016

Einem Astronomenteam ist es gelungen, erstmals einen Planeten in einer weiten Umlaufbahn innerhalb eines Dreifachsternsystems abzubilden. Bisher ging man davon aus, dass die Umlaufbahn eines solchen Planeten instabil wäre, so dass ein Planet schnell aus so einem System herausgeschleudert werden würde. Irgendwie schaffte es dieser Planet jedoch zu überleben. Diese unerwartete Beobachtung, die mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope der ESO gemacht wurde, legt nahe, dass solche Systeme tatsächlich häufiger vorkommen könnten als bisher gedacht.

Luke Skywalkers Heimatplanet in der Star-Wars-Saga, Tatooine, ist eine seltsame Welt mit zwei Sonnen am Himmel. Astronomen haben jetzt einen Planeten in einem noch exotischeren System entdeckt, auf dem ein Beobachter je nach Jahreszeit entweder durchgehendes Sonnenlicht oder pro Tag drei Sonnenauf- und Sonnenuntergänge genießen könnte. Eine Jahreszeit dauert auf diesem Planeten jedoch länger als ein gesamtes menschliches Leben.


Diese künstlerische Darstellung zeigt, wie das Dreifachsternsystem HD 131399 aus der Nähe des Gasriesen aussehen könnte. Der Planet trägt den Namen HD 131399Ab und erscheint in der linken unteren Hälfte des Bildes.

HD 131399Ab befindet sich etwa 320 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Zentaur (lat. Centaurus) und ist etwa 16 Millionen Jahre alt. Damit ist er auch einer der jüngsten bisher entdeckten Planeten und einer der wenigen, die direkt abgebildet werden konnten. Mit einer Temperatur von etwa 580°C und einer geschätzten Masse von vier Jupitermassen ist er auch einer der kältesten und am wenigsten massereichen direkt abgebildeten Exoplaneten.

Herkunftsnachweis: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Entdeckt wurde diese ungewöhnliche Welt von einem Astronomenteam unter der Leitung der University of Arizona in den USA am Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile mit dem Verfahren der direkten Abbildung. Der Planet mit dem Namen HD 131399Ab [1] unterscheidet sich von jedem anderen bisher entdeckten Planeten – er besitzt mit Abstand die größte bekannte Umlaufbahn innerhalb eines Mehrfachsternsystems.

Solche Umlaufbahnen sind durch die komplexe und sich ständig ändernde gravitative Anziehung der anderen zwei Sterne im System oftmals instabil. Man ging deshalb bisher davon aus, dass Planeten in stabilen Umlaufbahnen sehr unwahrscheinlich sind.

HD 131399Ab befindet sich etwa 320 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Zentaur (lat. Centaurus) und ist etwa 16 Millionen Jahre alt. Damit ist er auch einer der jüngsten bisher entdeckten Planeten und einer der wenigen, die direkt abgebildet werden konnten. Mit einer Temperatur von etwa 580°C und einer geschätzten Masse von vier Jupitermassen ist er auch einer der kühlsten und am wenigsten massereichen direkt abgebildeten Exoplaneten.

HD 131399Ab ist einer der wenigen Exoplaneten, die direkt abgebildet werden konnten und der erste in solch einer interessanten dynamischen Konstellation“, meint Daniel Apai von der University of Arizona in den USA, einer der Koautoren des neuen Fachartikels, in dem die Entdeckung präsentiert wird.

„Für etwa die Hälfte der Umlaufbahn des Planeten, die 550 Erdjahre dauert, sind drei Sterne am Himmel sichtbar; die lichtschwächeren zwei sind stets näher beieinander und verändern ihre scheinbare räumliche Trennung während des Jahres“, fügt Kevin Wagner, der Erstautor des Fachartikels und Entdecker von HD 131399Ab [2] hinzu.

Kevin Wagner ist Doktorand an der University of Arizona und identifizierte den Planeten unter Hunderten von Planeten-Kandidaten. Er  leitete auch die Nachbeobachtungen, um die außergewöhnlichen Eigenschaften zu überprüfen.

Gleichzeitig handelt es sich auch um den ersten Exoplaneten, der mit dem SPHERE-Instrument am VLT entdeckt wurde. Durch die Empfindlichkeit von SPHERE im Infrarotbereich war es auch möglich, die charakteristischen Eigenschaften von jungen Planeten in diesem Wellenlängenbereich nachzuweisen. Dafür war jedoch ausgeklügelte Instrumententechnik vonnöten, die zum einen Störungen durch die Erdatmosphäre korrigiert, zum anderen aber auch das ansonsten blendende Licht der Muttersterne blockiert.

Auch wenn noch mehrere Langzeitbeobachtungen notwendig sind, um die Umlaufbahn um die Muttersterne genau zu bestimmen, scheinen Beobachtungen und Simulationen das folgende Szenario nahezulegen: Der hellste Stern wird als um 80 Prozent massereicher als die Sonne geschätzt und wird deshalb als HD 131399A bezeichnet, der selbst von den weniger massereichen Sternen, B und C, in einer Entfernung von etwa 300 AE (eine AE, oder Astronomische Einheit, entspricht der durchschnittlichen Entfernung der Erde zur Sonne) umkreist wird. Dabei umkreisen sich B und C gegenseitig wie eine sich drehende Hantel in einer Entfernung, die in etwa der von Sonne und Saturn (10 AE) entspricht.

In diesem Szenario umkreist der Planet HD 131399Ab den Stern A in einer Entfernung von etwa 80 AE, das entspricht etwa der zweifachen Umlaufbahn des Pluto im Sonnensystem. Dabei erreicht der Planet bis zu einem Drittel der Distanz zwischen A und dem B/C-Doppelstern. Die Autoren betonen, dass eine ganze Reihe an orbitalen Szenarien möglich ist und dass ein Urteil darüber, ob das System auf Dauer stabil bleibt, erst möglich ist, wenn mit bereits geplanten Folgebeobachtungen die Umlaufbahn des Planeten genauer untersucht wurde.

„Wenn der Planet vom massereichsten Stern im System weiter entfernt wäre, würde er aus dem System gestoßen werden“, erklärt Apai. „Unsere Computersimulationen haben gezeigt, dass diese Art der Umlaufbahn stabil sein kann. Wenn man jedoch nur eine Kleinigkeit ändert, kann sie sehr schnell instabil werden.“

Planeten in Mehrfachsternensystemen sind für Astronomen und Planetenforscher von besonderem Interesse, da sie ein Beispiel dafür liefern, wie der Mechanismus der Planetenentstehung in diesen extremeren Szenarien abläuft. Zwar erscheint uns ein solches Mehrfachsternsystem angesichts unserer Umlaufbahn um einen einzelnen Stern sehr fremd, in Wirklichkeit sind solche Systeme aber genauso gewöhnlich wie einzelne Sterne.

„Es ist nicht klar, wie der Planet in diesem extremen System auf seine weite Umlaufbahn gelangte, und wir können noch nicht sagen, was das für unser weiteres Verständnis solcher Arten von Planetensystemen bedeutet, aber es zeigt, dass die Vielfalt da draußen doch größer ist, als man es bisher für möglich gehalten hat“, schließt Kevin Wagner abschließend. „Was wir wissen ist, dass Planeten in Mehrfachsystem zwar deutlich seltener untersucht wurden, möglicherweise aber genauso häufig vorkommen wie Planeten in Einzelsternsystemen.“

Endnoten

[1] Die drei Komponenten des Dreifachsternsystems werden, in Reihenfolge ihrer abnehmenden Helligkeiten, als HD 131399A, HD 131399B bzw. HD 131399C bezeichnet. Daher ist der Name des Planeten, der den hellsten Stern umkreist, HD 131399Ab.

[2] Für einen Großteil des Planetenjahres würden die Sterne am Himmel nah beieinanderstehen, sodass es eine uns vertraute Tag- und Nachtseite gibt, allerdings jeden Tag mit einem einzigartigen dreifachen Sonnenauf-, bzw. Sonnenuntergang. Während der Planet sich auf seiner Umlaufbahn weiterbewegt, entfernen sich die Sterne jeden Tag etwas weiter, bis der Untergang eines Sterns mit dem Aufgang eines anderen zusammenfällt – an diesem Punkt herrscht für etwa ein Vierteil der Umlaufbahn, das entspricht etwa 140 Erdjahren, auf dem Planeten nur noch Tag.

Weitere Informationen

Die hier vorgestellten Ergebnisse von K. Wagner et al. erscheinen am 7. Juli 2016 unter dem Titel „Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System” in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Science.

Die beteiligten Wissenschaftler sind Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, USA), Dániel Apai (Steward Observatory und Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, USA), Markus Kasper (ESO, Garching), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, USA), Melissa McClure (ESO, Garching), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA) und Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Frankreich; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Frankreich).

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Links

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Kevin Wagner
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Tel: 00 1 (859) 609-3611
E-Mail: kevinwagner@email.arizona.edu

Markus Kasper
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6359
E-Mail: mkasper@eso.org

Daniel Apai
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
E-Mail: apai@email.arizona.edu

Richard Hook
Public Information Officer, ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591

Connect with ESO on social media

Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso1624.

Dr. Carolin Liefke | ESO-Media-Newsletter
Weitere Informationen:
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1624/?nolang

Weitere Berichte zu: Astronomie ESO Observatory Planet Telescope Umlaufbahn VLT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik
11.12.2019 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

nachricht Vom Staubkorn zum Planeten – Rätsel um Kollisionsbarriere gelöst
11.12.2019 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Im Focus: Highly charged ion paves the way towards new physics

In a joint experimental and theoretical work performed at the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear Physics, an international team of physicists detected for the first time an orbital crossing in the highly charged ion Pr⁹⁺. Optical spectra were recorded employing an electron beam ion trap and analysed with the aid of atomic structure calculations. A proposed nHz-wide transition has been identified and its energy was determined with high precision. Theory predicts a very high sensitivity to new physics and extremely low susceptibility to external perturbations for this “clock line” making it a unique candidate for proposed precision studies.

Laser spectroscopy of neutral atoms and singly charged ions has reached astonishing precision by merit of a chain of technological advances during the past...

Im Focus: Ultrafast stimulated emission microscopy of single nanocrystals in Science

The ability to investigate the dynamics of single particle at the nano-scale and femtosecond level remained an unfathomed dream for years. It was not until the dawn of the 21st century that nanotechnology and femtoscience gradually merged together and the first ultrafast microscopy of individual quantum dots (QDs) and molecules was accomplished.

Ultrafast microscopy studies entirely rely on detecting nanoparticles or single molecules with luminescence techniques, which require efficient emitters to...

Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Humane Papillomviren programmieren ihre Wirtszellen um und begünstigen so die Hautkrebsentstehung

12.12.2019 | Medizin Gesundheit

Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics