Die Entdeckung von außersolaren Planeten hat sich in den letzten Jahren sicherlich verschärft. Mit dem Einsatz der Kepler Mission im Jahr 2009 wurden mehrere tausend Exoplaneten-Kandidaten entdeckt und über 2.500 bestätigt. In vielen Fällen waren diese Planeten Gasriesen, die in der Nähe ihrer jeweiligen Sterne umkreisten (auch bekannt als „Hot Jupiters“), was einige weit verbreitete Vorstellungen darüber, wie und wo sich Planeten bilden, durcheinander gebracht hat.
Über diese massiven Planeten hinaus entdeckten Astronomen auch eine Vielzahl von Planeten, die von massiven terrestrischen Planeten („Supererden“) bis zu Riesen in Neptungröße reichen. In einer kürzlich durchgeführten Studie entdeckten Astronomen eines internationalen Teams drei neue Exoplaneten, die drei verschiedene Sterne umkreisen. Diese Planeten sind eine interessante Sammlung von Funden, bestehend aus zwei „heißen Saturns“ und einem Super-Neptun.
Diese Studie mit dem Titel „Die Entdeckung von WASP-151b, WASP-153b, WASP-156b: Einblicke in die Migration riesiger Planeten und die Obergrenze der neptunischen Wüste“ wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Astronomie und Astrophysiks. Unter der Leitung von Olivier. D. S. Demangeon, ein Forscher des Instituts für Astrophysik und Weltraumforschung in Portugal, verwendete Daten aus der SuperWASP-Umfrage zur Exoplanetenjagd, um Anzeichen von drei neuen Gasriesen zu erkennen.
Die Superweitwinkel-Suche nach Planeten (SuperWASP) ist ein internationales Konsortium, das die Weitwinkel-Transitphotometrie verwendet, um den Nachthimmel auf Transitereignisse zu überwachen. Das Programm basiert auf Roboterobservatorien auf zwei Kontinenten - SuperWASP-North am Roque de los Muchachos Observatorium auf den Kanarischen Inseln. und SuperWASP South am South African Astronomical Observatory in der Nähe von Sutherland, Südafrika.
Aus den SuperWASP-Umfragedaten konnten Dr. Demangeon und ihre Kollegen drei Transitsignale von drei entfernten Sternen erkennen - WASP-151, WASP-153 und WASP-156. Anschließend folgten spektroskopische Beobachtungen mit dem Haute-Provence-Observatorium in Frankreich und dem La Silla-Observatorium in Chile, mit denen das Team die Natur dieser Planeten bestätigen konnte.
Daraus ermittelten sie, dass WASP-151b und WASP-153b zwei „heiße Saturns“ sind, was bedeutet, dass sie Gasriesen niedriger Dichte mit engen Umlaufbahnen sind. Sie umkreisen ihre jeweiligen Sonnen, die beide frühe G-Sterne sind (auch bekannt als gelbe Zwerge, wie unsere Sonne), mit einer Umlaufzeit von 4,53 und 3,33 Tagen. WASP-156b ist ein Super-Neptun, der einen Stern vom Typ K (orangefarbener Zwerg) umkreist. Wie sie in ihrer Studie angegeben haben:
„WASP-151b und WASP-153b sind relativ ähnlich. Ihre Massen von 0,31 und 0,39 M Jup und die Semi-Major-Achsen von 0,056 AU bzw. 0,048 AU zeigen zwei Objekte in Saturngröße um frühe Sterne vom G-Typ mit einer V-Größe von ~ 12,8 an. Der Radius von 0,51R Jup von WASP-156b deutet auf einen Super-Neptun hin und macht ihn zum kleinsten Planeten, der jemals von WASP entdeckt wurde. Seine Masse von 0,128 M Jup ist nach WASP-139b und WASP-107b auch das drittleichteste, das von WASP nachgewiesen wurde. Interessant ist auch die Tatsache, dass WASP-156 ein heller (magV = 11,6) K-Stern ist. “
Zusammengenommen bieten diese Planeten einige wichtige Möglichkeiten für die Exoplanetenforschung. Wie sie anzeigen, "liegen diese drei Planeten auch nahe (WASP-151b und WASP-153b) oder unterhalb (WASP-156b) der oberen Grenze der neptunischen Wüste." Dies bezieht sich auf die Grenzastronomen, die um Sterne herum beobachtet wurden, wo es sehr unwahrscheinlich ist, dass Planeten in Neptungröße gefunden werden.
Grundsätzlich war die Mehrheit aller bisher entdeckten Kurzzeit-Exoplaneten (weniger als 10 Tage) in der Kategorie „Super-Erde“ oder „Super-Jupiter“. Dieses Defizit an Neptun-ähnlichen Planeten wurde auf verschiedene Mechanismen zurückgeführt, die sich auf die Bildung und Entwicklung heißer Jupiter und kurzperiodischer Supererden beziehen, sowie auf die Erschöpfung der Gashülle durch die ultraviolette Strahlung eines Sterns .
Bisher wurden nur neun „Super-Neptune“ entdeckt; Daher sollte diese neueste Entdeckung (deren Eigenschaften bekannt sind) viele Möglichkeiten für die Forschung bieten. Oder wie Dr. Demangeon und ihre Kollegen in der Studie erklären:
„WASP-156b ist eines der wenigen gut charakterisierten Super-Neptune und wird dazu beitragen, die Bildung von Planeten in Neptungröße und den Übergang zwischen Gas- und Eisriesen einzuschränken. Die Schätzungen des Alters dieser drei Sterne bestätigen die Tendenz einiger Sterne, ein gyrochronologisches Alter zu haben, das signifikant niedriger ist als ihr isochrones Alter. “
Das Team bot auch einige mögliche Erklärungen für die Existenz einer „neptunischen Wüste“ an, basierend auf ihren Erkenntnissen. Für den Anfang schlugen sie vor, dass eine Migration mit hoher Exzentrizität verantwortlich sein könnte, bei der sich Eisriesen in Neptungröße in den äußeren Bereichen eines Sternensystems bilden und im Laufe der Zeit nach innen wandern. Sie weisen auch darauf hin, dass ihre Entdeckung überzeugende Beweise dafür liefert, dass ultraviolette Strahlung und Erschöpfung der Gashülle ein wesentlicher Bestandteil des Puzzles sein könnten.
Aber natürlich weisen Dr. Demangeon und ihre Kollegen darauf hin, dass weitere Untersuchungen erforderlich sein werden, um ihre Hypothese zu bestätigen, und dass weitere Studien erforderlich sind, um die Grenzen der sogenannten „neptunischen Wüste“ richtig einzuschränken. Sie weisen auch darauf hin, dass zukünftige Missionen wie der Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA und die PLAnetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO) -Mission der ESA für diese Bemühungen von entscheidender Bedeutung sein werden.
"Offensichtlich ist eine gründlichere Analyse erforderlich, um alle möglichen Implikationen hinter dieser Hypothese zu untersuchen", schließen sie. „Eine solche Analyse ist nicht Gegenstand dieses Papiers, aber wir sind der Meinung, dass diese Hypothese eine Untersuchung wert ist. In diesem Zusammenhang wäre eine Suche nach langjährigen Begleitern, die möglicherweise die Migration mit hoher Exzentrizität ausgelöst haben, oder eine unabhängige Altersschätzung durch Asterosiesmologie mit TESS oder Plato besonders interessant. “
Die schiere Anzahl von Entdeckungen von Exoplaneten in den letzten Jahrzehnten hat es Astronomen ermöglicht, gängige Theorien darüber, wie sich Planetensysteme bilden und entwickeln, zu testen und zu überarbeiten. Dieselben Entdeckungen haben auch dazu beigetragen, unser Verständnis für die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems zu verbessern. Die Möglichkeit, eine Vielzahl von Planetensystemen zu untersuchen, die sich in verschiedenen Stadien ihrer Geschichte befinden, ermöglicht es uns letztendlich, eine Art Zeitachse für die kosmische Evolution zu erstellen.
