Es wurde ein neuer, leichter Planet entdeckt, der einen 450 Lichtjahre entfernten Stern im Sternbild Lacerta umkreist. Ein Netzwerk automatisierter Teleskope hat festgestellt, wie der Planet seinen Mutterstern um 1,5% verdunkelt, wenn er zwischen Stern und Erde hin- und hergeht. Warum dieser Planet so geschwollen ist, ist den Astronomen immer noch ein Rätsel.
Mithilfe eines Netzwerks kleiner automatisierter Teleskope, die als HAT bekannt sind, haben die Astronomen von Smithson einen Planeten entdeckt, der mit keiner anderen bekannten Welt vergleichbar ist. Dieser neue Planet mit der Bezeichnung HAT-P-1 umkreist ein Mitglied eines Paares entfernter Sterne in 450 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Lacerta.
"Wir könnten uns eine völlig neue Klasse von Planeten ansehen", sagte Gaspar Bakos, ein Hubble-Stipendiat am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Bakos entwarf und baute das HAT-Netzwerk und ist Hauptautor eines Papiers, das dem Astrophysical Journal vorgelegt wurde und die Entdeckung beschreibt. Dieses Papier ist online unter http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609369 verfügbar.
Mit einem Radius von etwa dem 1,38-fachen des Jupiters ist HAT-P-1 der größte bekannte Planet. Trotz seiner enormen Größe ist seine Masse nur halb so groß wie die von Jupiter.
"Dieser Planet ist etwa ein Viertel der Dichte von Wasser", sagte Bakos. "Mit anderen Worten, es ist leichter als ein riesiger Korkball! Genau wie Saturn würde es in einer Badewanne schweben, wenn Sie eine Wanne finden könnten, die groß genug ist, um es zu halten, aber es würde fast dreimal höher schweben. “
HAT-P-1 dreht sich alle 4,5 Tage um seinen Wirtsstern in einer Umlaufbahn von einem Zwanzigstel der Entfernung von der Erde zur Sonne. Sobald jede Umlaufbahn erreicht ist, passiert sie vor ihrem Mutterstern, wodurch der Stern länger als zwei Stunden um etwa 1,5 Prozent schwächer erscheint. Danach kehrt der Stern zu seiner vorherigen Helligkeit zurück.
Der Elternstern von HAT-P-1 ist ein Mitglied eines Doppelsternsystems namens ADS 16402 und im Fernglas sichtbar. Die beiden Sterne sind etwa 1500-mal so weit voneinander entfernt wie der Abstand Erde-Sonne. Die Sterne ähneln der Sonne, sind jedoch etwas jünger - etwa 3,6 Milliarden Jahre alt im Vergleich zum Alter der Sonne von 4,5 Milliarden Jahren.
Obwohl HAT-P-1 seltsamer ist als jeder andere bisher gefundene extrasolare Planet, ist es in seinem Status niedriger Dichte nicht allein. Der erste Planet, der jemals seinen Stern durchquert hat, HD 209458b, ist ebenfalls um etwa 20 Prozent größer als theoretisch vorhergesagt. HAT-P-1 ist 24 Prozent größer als erwartet.
"Von elf bekannten Transitplaneten sind jetzt nicht einer, sondern zwei wesentlich größer und dichter als theoretisch vorausgesagt", sagte Co-Autor Robert Noyes (CfA). "Wir können HD209458b nicht als Zufall abtun. Diese neue Entdeckung legt nahe, dass in unseren Theorien über die Entstehung von Planeten etwas fehlen könnte. “
Theoretiker hatten bereits eine Reihe von Möglichkeiten in Betracht gezogen, um die Größe von HD 209458b zu erklären, jedoch bisher ohne Erfolg. Die einzige Möglichkeit, diese Riesenplaneten über die aus Planetenstrukturgleichungen berechnete Größe hinaus aufzublähen, besteht darin, ihren Innenräumen zusätzliche Wärme zuzuführen. Eine einfache Erwärmung der Oberfläche aufgrund der Nähe des Wirtssterns würde nicht funktionieren. (Wenn es könnte, sollten alle nahen Transit-Riesenplaneten erweitert werden, nicht nur zwei von ihnen.)
Eine Möglichkeit, Energie in das Zentrum des Planeten zu injizieren, besteht darin, es auf die Seite zu legen, ähnlich wie Uranus im Sonnensystem. Ein Planet in diesem Zustand, der in der Nähe seines Sterns umkreist, würde einer Gezeitenerwärmung des Inneren ausgesetzt sein. Laut dem Smithsonian-Astronomen Matthew Holman (der kein Mitglied des Entdeckungsteams war) sind „die Umstände, die erforderlich sind, um einen Planeten umzukippen, so ungewöhnlich, dass es unwahrscheinlich erscheint, dass beide bekannten Beispiele für aufgeblasene Welten erklärt werden.“
Laut Co-Autor Dimitar Sasselov (CfA) "war eine weitere Erklärung für die Größe von HD 209458b die Erwärmung der Gezeiten aufgrund einer exzentrischen Umlaufbahn, aber die jüngsten Beobachtungen haben dies so gut wie ausgeschlossen."
Die Wissenschaftler werden weiterhin HAT-P-1 beobachten, um zu sehen, ob eine solche Erklärung in diesem Fall zutreffen könnte, aber "bis wir eine Erklärung für diese beiden geschwollenen Planeten finden können, bleiben sie ein großes Rätsel", sagte Sasselov.
Das HAT-Netzwerk besteht aus sechs Teleskopen, vier am Whipple Observatory des Smithsonian Astrophysical Observatory in Arizona und zwei an der Submillimeter Array-Einrichtung in Hawaii. Diese Teleskope führen jede klare Nacht Roboterbeobachtungen durch, die bei jeder Belichtung einen Bereich des Himmels abdecken, der 300-mal so groß wie der Vollmond ist.
HAT sucht nach Planeten, indem es nach Sternen Ausschau hält, die sich leicht verdunkeln, wenn ein umlaufender Planet von der Erde aus gesehen direkt vor dem Stern kreuzt - eine Art Mini-Sonnenfinsternis. Transite bieten Astronomen eine einzigartige Möglichkeit, die physische Größe eines Planeten anhand des Ausmaßes der Verdunkelung zu messen. In Kombination mit der Masse, die durch Messen des Ausmaßes des Wackelns des Sterns während der Umlaufbahn des Planeten bestimmt wird, berechneten die Forscher dann die Dichte eines Planeten. Die Messungen des Wackelns des Muttersterns von HAT-P-1 wurden von der Co-Autorin Debra Fischer von der San Francisco State University durchgeführt.
Die Hauptfinanzierung für HATnet wurde von der NASA bereitgestellt. Weitere Informationen zu HAT finden Sie online unter http://www.cfa.harvard.edu/~gbakos/HAT/.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: CfA-Pressemitteilung
