23.12.2019

DER GEOLOGIE VON EXOPLANETEN AUF DER SPUR

Ein internationales Astronomie-Team entdeckte drei neue Planetensysteme nahe der Erde, die erstmals Rückschlüsse auf die geologische Zusammensetzung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems erlauben. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Die Weltraumforschung der ÖAW ist an allen drei Artikeln beteiligt.

Das WASP-12-Planetensystem umgibt eine große Gaswolke © NASA/JPL-Caltech

Vor mittlerweile fast zehn Jahren entdeckten Luca Fossati, Gruppenleiter am Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), und Carole Haswell von der Open University eine große Gaswolke, die das WASP-12-Planetensystem umgibt und aus jenem Material besteht, das der Planet ständig verliert. Die beiden fanden auch Signaturen dieser Wolke in bestimmten Merkmalen im Spektrum des Muttersterns.

Ein internationales Team, koordiniert von Haswell in Zusammenarbeit mit Fossati, suchte daraufhin nach der Signatur einer ähnlichen Wolke in den Spektren anderer Sterne, von denen man nicht wusste, ob sie Planeten haben. Nachdem diese Sterne identifiziert worden waren, suchte das Team mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode und dem hochpräzisen Spektrografen HARPS auf dem 3,6 Meter großen Teleskop der Europäischen Südsternwarte in Chile nach Planeten.

Sechs neue Planeten gefunden

Während der letzten drei Jahre wurden Daten gesammelt. „Wir trauten unseren Augen nicht, als die Datensätze groß genug für eine effiziente Suche nach Planeten waren“, sagt Fossati. Das Team entdeckte insgesamt sechs neue Planeten um die Sterne DMPP-1, -2 und -3. Sie befinden sich sehr nahe an den Muttersternen und werden auf Temperaturen von 1.100 bis 1.800 Grad Celsius aufgeheizt.

Bei diesen Temperaturen können die Atmosphäre und sogar die felsige Oberfläche des Planeten verlorengehen, und ein Teil dieses Materials bildet eine dünne Gasschicht. In weiteren Untersuchungen kann die chemische Zusammensetzung dieses Gasmantels gemessen werden, wodurch die Gesteinsart auf der Planetenoberfläche sichtbar wird. Diese Entdeckung könnte den Schlüssel zur Geologie von felsigen Planeten außerhalb des Sonnensystems liefern.

Gasmantel um Sterne beherbergen Planeten

„Die noch erstaunlichere Entdeckung ist, dass unsere Methode zur Suche nach Planeten zu einer Trefferquote von fast 100 Prozent führt, wenn man berücksichtigt, wie viele Sterne beobachtet wurden und wie viele sich als Planetenbegleiter herausstellten. Mit anderen Worten: jeder Stern, dessen Spektrum auf das Vorhandensein eines Gasmantels hinweist, beherbergt mindestens einen Planeten in seiner Nähe“, erklärt Fossati.

Dies sollte die Beziehungen zwischen Masse, Größe und Zusammensetzung von Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems messbar machen und uns dabei helfen herauszufinden, wie Planeten aufgebaut sind und ob unser eigener Planet typisch ist.

 

Publikationen

„An ablating 2.6 M⊕ planet in an eccentric binary from the Dispersed Matter Planet Project“, J.R. Barnes, C.A. Haswell, D. Staab, G. Anglada-Escudé, L. Fossati, et al. Nature Astronomy 2019
DOI: doi.org/10.1038/s41550-019-0972-z

„Dispersed Matter Planet Project discoveries of ablating planets orbiting nearby bright stars“, C.A. Haswell, D. Staab, J.R. Barnes, G. Anglada-Escudé, L. Fossati, et al. Nature Astronomy 2019
DOI: doi.org/10.1038/s41550-019-0973-y

„A compact multi-planet system around a bright nearby star from the Dispersed Matter Planet Project“, D. Staab, C.A. Haswell, J.R. Barnes, G. Anglada-Escudé, L. Fossati, et al. Nature Astronomy, 2019
DOI: doi.org/10.1038/s41550-019-0974-x

 


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