Statistik
Besucher jetzt online : 75
Benutzer registriert : 20177
Gesamtanzahl Postings : 993603
Die Bresser Astronews ...
Benutzername:
Passwort:
Passwort speichern
Passwort vergessen?

 Alle Foren
 Astronomie – die Wissenschaft
 Neues aus der Astronomie (Astronews)
 Planetensystem um schnell rotierenden Stern
 Neues Thema  Zum Thema antworten
 Druckversion
Autor Vorheriges Thema Thema Nächstes Thema  

Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5594 Beiträge

Erstellt am: 06.07.2017 :  15:04:59 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage  Antwort mit Zitat
Astronomen haben einen seltenen warmen, massereichen jupiterartigen Planeten entdeckt, der einen extrem schnell rotierenden Stern umkreist. Die Entdeckung wirft Fragen zur Entstehung von Planeten im allgemeinen auf – weder seine vergleichsweise geringe Masse noch seine große Entfernung vom Stern entspricht den Erwartungen der Modelle zur Planetenentstehung. Nur für einen Bruchteil der bekannten Planeten um andere Sterne gibt es überhaupt wie hier direkte Abbildungen.

Frei nach Isaac Asimov kündigt sich wissenschaftlicher Fortschritt nicht mit "Eureka!" sondern eher mit "Hm, das ist sonderbar..." an. Das neu entdeckte Planetensystem HIP 65426 ist ein Beispiel dafür: mit einem extrem schnell rotierenden Zentralstern, dem Fehlen der Gasscheibe, die man für ein nur 14 Millionen Jahre altes System erwarten würde, und mit einem vergleichsweise massearmen, weit vom Stern entfernten Planeten widerspricht HIP 65426 einer ganzen Anzahl astronomischer Erwartungen. Wie konnte ein solch ungewöhnliches System überhaupt entstehen?

Allgemein entstehen Planeten in riesigen Scheiben aus Gas und Staub, die junge Sterne umgeben. In den jungen Planetensystemen, die man bislang kennt, inklusive einer Reihe von Beobachtungen mit dem SPHERE-Instrument, sind die Reste dieser Scheiben nach wie vor sichtbar. Außerdem besteht üblicherweise ein Zusammenhang zwischen den betreffenden Massen: massereiche Sterne haben typischerweise massereichere Scheiben, in denen sich dann auch massereichere Planeten bilden. HIP 65426b, der Planet der jetzt neu bei dem Stern HIP 65426, passt nicht in dieses Muster.

Die Entdeckung von HIP 65426b gelang einer Astronomengruppe, zu der auch Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie gehören, mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope am Paranal-Observatorium der ESO in Chile. Dazu erstellten die Astronomen eine direkte Abbildung des Planeten. Der Zentralstern, HIP 65326, ist Mitglied in einer Art Sternenkindergarten: der Scorpius-Centaurus-Assoziation mit 3000 bis 5000 ungefähr gleich alten Sternen, fast 400 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wendet man astronomische Altersbestimmungs-Techniken auf HIP 65426 und seine unmittelbaren Nachbarn an, dann erhält man für den Stern ein Alter von nur rund 14 Millionen Jahren.

Gael Chauvin von der Universität Grenoble und der Universidad de Chile in Santiago, Erstautor der Studie, sagt: "Wir würden erwarten, dass ein so junges Planetensystem noch seine Staubscheibe besitzt, die man in den Beobachtungen dann auch sehen sollte. Aber soweit wir sehen können, besitzt HIP 65426 keine solche Staubscheibe – ein erstes Anzeichen dafür, dass das System nicht so recht zu den klassischen Modellen der Planetenentstehung passt."

Dann ist da noch der Planet HIP 65426b. Im Vergleich der Beobachtungen mit entsprechenden Modellen dürfte es sich um einen jupiterähnlichen Planeten handeln, mit einer Temperatur zwischen 1300 und 1600 Kelvin (1000 und 1300 Grad Celsius), dem anderthalbfachen Jupiterradius und zwischen sechs und zwölf Mal der Jupitermasse. HIP 65426b wäre damit wie Jupiter ein Gasriese, mit einem festen Kern, umgeben von dicken Gasschichten. Untersuchungen mit dem zu SPHERE gehörigen Spektrografen deuten auf die Anwesenheit von Wasserdampf und rötlichen Wolken hin, ähnlich wie bei Jupiter. Der Planet hat eine große Entfernung vom Zentralstern, nämlich rund 100 astronomische Einheiten (vereinfacht: 100 Mal der Abstand Erde-Sonne), vier Mal soviel wie der Planet Neptun in unserem Sonnensystem.

Auch das ist auf unterschiedlichen Ebenen sonderbar. Sterne vom gleichen Typ wie HIP 65426 (Spektralklasse A2V) haben rund das Doppelte der Sonnenmasse. Lange ist angenommen worden, dass ein solcher massereicher Stern deutlich größere Riesenplanten um sich haben solle als die sechs bis zwölf Jupitermassen von HIP 65426b. Riesenplaneten solch eines Sterns würden Astronomen auch nicht so weit draußen vermuten wie in diesem Falle.



Abbildung des Planeten HIP 65426b (links unten), aufgenommen mit dem SPHERE-Instrument. SPHERE blendet dabei das Licht des Zentralsterns in der Bildmitte aus (blockierter Bereich = eingezeichneter Kreis), so dass das deutlich schwächere Licht des Planeten sichtbar wird. Das vom Planeten empfangene Licht lässt Rückschlüsse auf dessen Eigenschaften zu – in diesem Falle beispielsweise auf das Vorhandensein von Wasserdampf und rötlichen Wolken. Bild: Chauvin et al. / SPHERE

Nicht zuletzt hat auch der Zentralstern eine ungewöhnliche Eigenschaft. Aus Spektren, die mit dem HARPS-Spektrografen der ESO aufgenommen wurden, kann man erschließen, dass er rund 150 Mal so schnell um seine eigene Achse rotiert wie die Sonne. Bislang kennen Astronomen nur einen einzigen weiteren Stern dieses Typs, der derart schnell rotiert, und dieser weitere Stern ist Teil eines Doppelsternsystems. Bei einem Doppelstern kann sich die Rotation eines der Sterne mehr und mehr beschleunigen, wenn er Materie des anderen Sterns auf sich zieht. Wie ein einzelner Stern zu so hoher Drehgeschwindigkeit kommen konnte, ist erklärungsbedürftig.

Bislang können die Astronomen nur vermuten, wie die ungewöhnlichen Eigenschaften des Systems zustande gekommen sind. Ein mögliches Szenario entspräche einem regelrechten Planetensystem-Drama: Der Planet HIP 65426b hätte sich deutlich näher an seinem Zentralstern gebildet als es seinem jetzigen Abstand entspricht (was seine geringe Masse erklärt), und noch ein weiteres massereiches Objekt wäre in dem System entstanden. Später wären sich die beiden Objekte so nahe gekommen, dass HIP 65426b nach außen geschleudert worden wäre (was seinen großen Abstand zum Zentralstern erklärt). Der andere Körper wäre nach innen geschleudert worden und mit dem Stern verschmolzen (was dessen rasche Rotation erklären kann). Die quer durch das System geschleuderten Körper könnten die Scheibe destabilisiert haben und so erklären, warum die Scheibe nicht mehr zu beobachten ist.

Eine Alternative wäre, wenn sowohl der Stern als auch sein Planet durch die Fragmentierung ein und derselben Materiewolke entstanden wäre – womit zu erklären bliebe, warum die protoplanetare Scheibe des Systems so kurzlebig war, dass sie nicht mehr zu beobachten ist.

Zuverlässigere Erklärungen wird es erst geben, wenn weitere Beobachtungen und Simulationen durchgeführt sind. Das Ergebnis dürfte auch unser allgemeineres Verständnis dafür verbessern, wie Gasriesen entstehen, sich entwickeln und möglicherweise innerhalb des Planetensystems migrieren. Das wiederum ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis der Entstehung von Planetensystemen im Allgemeinen: vom Zentralstern abgesehen steckt die meiste Masse eines Planetensystem in solchen Gasriesen, deren Anwesenheit und Eigenschaften auch die Entstehung ihrer masseärmeren Verwandten beeinflussen, etwa von erdähnlichen Planeten und Supererden.

Für das SPHERE-Team ist die Entdeckung noch aus einem anderen Grunde wichtig: Dies ist der erste Planet, der mit SPHERE entdeckt wurde. MPIA-Direktor Thomas Henning, einer der Väter von SPHERE und Koautor der hier beschriebenen Studie, fügt hinzu: "Direkte Abbildungen von Exoplaneten sind nach wie vor sehr selten, aber sie enthalten eine Fülle von Informationen über Planeten wie HIP 65426b. Die Untersuchung des Lichts, das wir von dem Planeten empfangen, erlaubt es uns, verlässliche Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Planetenatmosphäre zu ziehen." Abbildungen gibt es nur für weniger als 20 der rund 3600 bislang bekannten Exoplaneten; die üblichen Nachweisverfahren sind indirekt und nutzen aus, wie die Anwesenheit des Planeten das Licht des Zentralsterns beeinflusst. Abbildungen eines fernen Planeten aufzunehmen ist schwierig, da der Planet vom Licht seines Zentralsterns komplett überstrahlt wird. SPHERE ist so konstruiert, dass das Instrument so gut wie möglich das Licht des Zentralsterns ausblenden und so Bilder und Spektren seiner Planeten aufnehmen kann. Bislang sind solche Abbildungen die einzige Möglichkeit, Planeten nachzuweisen, die weit von ihrem Zentralstern entfernt sind – Planeten wie der ungewöhnliche HIP 65426b.

Weitere Infos auf den Seitend es MPIA unter http://www.mpia.de/aktuelles/wissenschaft/2017-08-hip65426

Bearbeitet von: am:

HHausHH
Senior im Astrotreff


136 Beiträge

Erstellt  am: 06.07.2017 :  18:30:33 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Erstaunlich finde ich die hohe Temperatur des Planeten bei diesem Abstand von seinem Stern. Es ist wohl fast ein brauner Zwerg mit noch eigener Energieproduktion.

Helmut

Bearbeitet von: HHausHH am: 06.07.2017 18:31:06 Uhr
Zum Anfang der Seite

Caro
Astrophysikerin

Deutschland
5594 Beiträge

Erstellt  am: 06.07.2017 :  19:36:09 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Caro's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo Helmut,

wenn die abgeschätzte Masse hinkommt, ist er für einen Braunen Zwerg zu klein geraten. Die hohe Temperatur ist vielmehr "Restwärme" aus der Entstehungsphase des Planeten - es bildet sich in der Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern eine Massenkonzentration, die sich schließlich zum Planetenkörper verdichtet. Dabei wird potentielle Energie frei, die als Wärme abgestrahlt wird. Der junge Planet kühlt also sozusagen bei gleichzeitigem Schrumpfen langsam aus. Spuren desselben Prozesses beobachtet man bis heute beim Jupiter, der ebenfalls einen Überschuß an Wärmestrahlung abgibt.

Viele Grüße
Caro

Bearbeitet von: Caro am: 06.07.2017 19:36:54 Uhr
Zum Anfang der Seite

Rigel7
Mitglied im Astrotreff


40 Beiträge

Erstellt  am: 09.07.2017 :  12:49:40 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Keine Staubscheibe? Ich meine da aber auf dem Foto zu erkennen, wie die Bahn des Planeten "freigeräumt" zu sein scheint. Oder ist das nur ein Artefakt der Nachbearbeitung?

Bearbeitet von: am:
Zum Anfang der Seite
  Vorheriges Thema Thema Nächstes Thema  
 Neues Thema  Zum Thema antworten
 Druckversion
Springe nach:
Astrotreff - Astronomie Treffpunkt © Astrotreff 2001 - 2015 Zum Anfang der Seite
Diese Seite wurde in 0.49 sec erzeugt. Snitz Forums 2000

Der Astrotreff bedankt sich für die Unterstützung von:



?