Hubble hat einen seltsamen Exoplaneten mit einer großen Umlaufbahn entdeckt, ähnlich dem neunten Planeten
Ein Planet in einer seltsamen Umlaufbahn um einen 336 Lichtjahre entfernten Doppelstern kann Hinweise auf ein Geheimnis liefern, das uns viel näher liegt: einen vermeintlich entfernten Planeten in unserem Sonnensystem namens Planet Neun.
Zum ersten Mal konnten Astronomen die Bewegung eines massiven Jupiter-ähnlichen Planeten messen, der sehr weit von seinen Sternen und der sichtbaren Scheibe eisiger Trümmer entfernt ist. Diese Scheibe ähnelt unserem Kuipergürtel aus kleinen eisigen Körpern jenseits von Neptun. In unserem Sonnensystem wird sich der mutmaßliche Planet Neun in einer ebenso seltsamen Umlaufbahn auch weit jenseits des Kuipergürtels befinden. Während die Suche nach Planet Nine andauert, ist diese Entdeckung des Exoplaneten ein Beweis dafür, dass solche seltsamen Umlaufbahnen möglich sind.
"Dieses System ermöglicht einen potenziell einzigartigen Vergleich mit unserem Sonnensystem", erklärte der Hauptautor Meiji Nguyen von der University of California in Berkeley. „Es ist sehr weit von seinen Sternen entfernt in einer exzentrischen und stark verschobenen Umlaufbahn, wie für Planet Neun vorhergesagt. Dies wirft die Frage auf, wie sich diese Planeten gebildet und entwickelt haben, um schließlich ihre aktuelle Konfiguration zu akzeptieren. “
Das System, in dem dieser Gasriese lebt, ist nur 15 Millionen Jahre alt. Dies deutet darauf hin, dass sich unser Planet Neun - falls er wirklich existiert - sehr früh in der Entwicklung unseres 4,6 Milliarden Jahre alten Sonnensystems gebildet hat.
Ein 11-Jupiter-Exoplanet namens HD 106906 b wurde 2013 vom Magellan-Teleskop am Las Campanas-Observatorium in der Atacama-Wüste entdeckt. Astronomen wussten jedoch nichts über die Umlaufbahn des Planeten. Dies konnte nur mit dem Hubble-Weltraumteleskop erreicht werden: um sehr genaue Messungen der Bewegung des Planeten über 14 Jahre mit außerordentlicher Genauigkeit zu erfassen. Das Wissenschaftlerteam verwendete Daten aus dem Hubble-Archiv, die diese Bewegung belegen.
Der Exoplanet ist extrem weit von einem Paar heller junger Sterne entfernt, mehr als das 730-fache der Entfernung der Erde von der Sonne oder fast 11,8 Milliarden km. Diese große Entfernung machte es äußerst schwierig, eine Umlaufbahn von 15.000 Jahren in einem so relativ kurzen Zeitraum für Hubble-Beobachtungen zu bestimmen. Der Planet bewegt sich aufgrund der schwachen Anziehungskraft seiner sehr entfernten Elternsterne sehr langsam in seiner Umlaufbahn.
Astronomen waren überrascht, dass die ferne Welt eine seltsame Umlaufbahn hat, die sehr schief und länglich ist und sich außerhalb der Trümmerscheibe befindet, die die Zwillingssterne umgibt. Die Trümmerscheibe selbst sieht sehr ungewöhnlich aus, möglicherweise aufgrund der Anziehungskraft des Planeten.
Wie kam der Exoplanet in eine so entfernte und seltsam geneigte Umlaufbahn? Die vorherrschende Theorie besagt, dass es sich viel näher an seinen Sternen gebildet hat, etwa dreimal weiter als die Erde von der Sonne entfernt. Der Widerstand innerhalb der Gasscheibe des Systems führte jedoch zu einer Verletzung der Umlaufbahn des Planeten und zwang ihn, nach innen zu seinem Sternpaar zu wandern. Die Gravitationseffekte der sich drehenden Zwillingssterne trieben ihn dann in eine exzentrische Umlaufbahn, die den Planeten fast aus dem System in die Leere des interstellaren Raums warf. Dann stabilisierte ein vorbeiziehender Stern von außerhalb des Systems die Umlaufbahn des Exoplaneten und verhinderte, dass er sein Heimatsystem verließ.
Mithilfe genauer Entfernungs- und Bewegungsmessungen des Gaia-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation identifizierten die Wissenschaftler 2019 vorbeiziehende Kandidatensterne.
Dieses seltsame Umlaufbahnszenario für HD 106906 b ähnelt in gewisser Weise dem, was dazu führen könnte, dass der hypothetische Neunte Planet in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems landet, weit jenseits der Umlaufbahnen anderer Planeten und jenseits des Kuipergürtels.
Der neunte Planet könnte sich im inneren Teil des Sonnensystems gebildet haben und aufgrund der Interaktion mit Jupiter aus ihm herausgeworfen werden. Allerdings hätte Jupiter Planet Neun sehr wahrscheinlich weit über Pluto hinausgeworfen. Passierende Sterne könnten die Umlaufbahn des ausgestoßenen Planeten stabilisieren, indem sie die Flugbahn der Umlaufbahn vom Jupiter und anderen Planeten im inneren Sonnensystem wegbewegen.
Bisher haben Astronomen nur indirekte Beweise für die Existenz des neunten Planeten. Sie fanden eine Ansammlung kleiner Himmelskörper hinter Neptun, die sich im Vergleich zum Rest des Sonnensystems in ungewöhnlichen Bahnen bewegen. Diese Konfiguration, sagen einige Astronomen, legt nahe, dass diese Objekte durch die Anziehungskraft eines riesigen, unsichtbaren Planeten vereint wurden.
Eine alternative Theorie besagt, dass es keinen riesigen störenden Planeten gibt und das Ungleichgewicht durch den kombinierten Gravitationseinfluss vieler viel kleinerer Objekte entsteht. Eine andere Theorie besagt, dass Planet Neun überhaupt nicht existiert und die Ansammlung kleinerer Körper möglicherweise nur eine statistische Anomalie ist.
Wissenschaftler, die das James Webb-Weltraumteleskop verwenden werden, planen, Daten auf HD 106906 b zu erhalten, um den Planeten im Detail zu untersuchen.
Da James Webb für kleinere Planeten mit einer Saturnmasse empfindlich ist, kann er andere Exoplaneten entdecken, die aus diesem und anderen inneren Planetensystemen ausgestoßen wurden. "Mit Webbs Hilfe können wir nach Planeten suchen, die sowohl etwas älter als auch etwas kleiner sind", sagen Astronomen. Die einzigartigen Empfindlichkeits- und Bildgebungsfunktionen des neuen Teleskops, die 2021 eingeführt werden, eröffnen neue Möglichkeiten, diese seltsamen Planeten und Systeme zu entdecken und zu untersuchen.
Die Ergebnisse der Forscher wurden im Astronomical Journal veröffentlicht.