Ultrakurzfristige Planeten sind kleine kompakte Welten, die sich in sehr geringer Entfernung um ihre Sterne drehen und ihre Umlaufbahn – und damit ein Jahr – in weniger als 24 Stunden abschließen. Wie diese Planeten in solch extremen Konfigurationen gelandet sind, ist den Wissenschaftlern immer noch ein Rätsel.
Jetzt haben Astronomen einen Ultrakurzzeit-Planeten (USP) entdeckt, der ebenfalls recht klein ist. Der Planet wurde GJ 367 b genannt und umkreist seinen Stern in nur acht Stunden. Dieser Planet hat etwa die Größe des Mars und die Hälfte der Masse der Erde und ist damit einer der kleinsten bisher entdeckten Planeten.
Sub-Earth GJ 367 b umkreist einen Stern 31 Lichtjahre von der Sonne entfernt, nahe genug für Forscher, um Eigenschaften des Planeten zu bestimmen, die für die zuvor entdeckten USPs nicht möglich waren.
Wissenschaftler haben beispielsweise festgestellt, dass GJ 376 b ein felsiger Planet ist, der wahrscheinlich einen festen Kern aus Eisen und Nickel enthält, der dem Kern von Merkur ähnelt.
Astronomen schätzen, dass GJ 376 b aufgrund seiner extremen Nähe zum Stern 500-mal mehr Strahlung empfängt als die Erde von der Sonne. Dadurch erwärmt sich die Tagesseite des Planeten auf 1500 Grad Celsius – dort schmelzen Eisen und Gestein.
Bei solch extremen Temperaturen wäre jede nennenswerte Atmosphäre längst verdampft, mit allen Lebenszeichen, zumindest wie wir sie kennen.
Aber es besteht die Möglichkeit, dass der Planet bewohnbare Nachbarn hat. Sein Stern - ein Roter Zwerg oder M-Zwerg - ist eine Sternart, die normalerweise aus mehreren Planeten besteht.
Die Entdeckung von GJ 367 b in der Nähe eines solchen Sterns weist auf die Möglichkeit weiterer Planeten in diesem System hin, was Wissenschaftlern helfen könnte, den Ursprung von GJ 376 b und anderen ultrakurzfristigen Planeten zu verstehen.
"Für Sterne dieser Klasse liegt die bewohnbare Zone irgendwo zwischen einer Umlaufbahn von zwei bis drei Wochen", sagen die Forscher. "Da der Stern so nah bei uns ist und so hell ist, haben wir gute Chancen, andere Planeten in diesem System zu sehen."
Transittests:
Der neue Planet wurde vom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA entdeckt, einer vom Massachusetts Institute of Technology geleiteten Mission. TESS überwacht Helligkeitsänderungen naher Sterne am Himmel. Wissenschaftler scannen TESS-Daten nach vorübergehendem oder periodischem Einbruch des Sternenlichts, was darauf hindeutet, dass ein Planet das Sternenlicht überquert und kurzzeitig blockiert.
2019 hat TESS etwa einen Monat lang einen Bereich des Südhimmels aufgezeichnet, der den Stern GJ 376 enthält. Wissenschaftler analysierten die Daten und fanden ein Transitobjekt mit einer ultrakurzen achtstündigen Umlaufbahn. Sie führten mehrere Tests durch, um sicherzustellen, dass das Signal nicht von einer "falsch positiven" Quelle stammte, wie etwa einem verdunkelnden Doppelstern im Vordergrund oder Hintergrund.
Nachdem sie bestätigt hatten, dass das Objekt tatsächlich ein ultrakurzperiodischer Planet war, beobachteten sie den Stern des Planeten mit dem High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS)-Instrument der ESO in Chile genauer.
Basierend auf diesen Messungen stellten sie fest, dass der Planet mit einem Radius von 72 Prozent und einer Masse von 55 Prozent des Radius und der Masse der Erde zu den leichtesten bisher entdeckten Planeten gehört. Diese Dimensionen deuten darauf hin, dass der Planet wahrscheinlich einen eisenreichen Kern hat.
Die Forscher grenzten dann die verschiedenen Möglichkeiten des Planeteninneren ein und fanden ein Szenario, das am besten zu den Daten passte, die zeigten, dass der Eisenkern wahrscheinlich 86 Prozent des Planeteninneren ausmacht, ähnlich der Zusammensetzung von Merkur.
Durch die weitere Untersuchung von GJ 367 b und seinem Stern hoffen die Wissenschaftler, Signale von anderen Planeten im System zu erkennen. Die Eigenschaften dieser Planeten, wie ihre Entfernung und Orbitalorientierung, können Hinweise darauf geben, wie GJ 367 b und andere ultrakurzfristige Planeten entstanden sind.
Die Forschungsergebnisse werden in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
2021-12-03 19:59:27
Autor: Vitalii Babkin