Entdeckung eines riesigen Exoplaneten in einem Doppelsternsystem: eine Entdeckung, die der Wissenschaft widerspricht

In einer aktuellen Studie hat ein internationales Astronomenteam einen riesigen Exoplaneten in einem Doppelsternsystem aus roten Zwergsternen mit der Bezeichnung TOI-6383 entdeckt.

Künstlerische Darstellung von TOI-6383Ab, einem Planeten, der die Theorien über die Bildung massereicher Planeten um rote Zwergsterne in Frage stellt. Credit: NASA/JPL Caltech

Diese Entdeckung könnte entscheidende Hinweise darauf liefern, wie diese kleinen, kühlen Sterne in der Lage sind, massereiche Planeten zu bilden. Das TOI-6383-System besteht aus zwei roten Zwergsternen, TOI-6383A und TOI-6383B, die etwa 560 Lichtjahre von der Erde entfernt sind.

Der Exoplanet mit der Bezeichnung TOI-6383Ab ist in Größe und Masse mit dem Jupiter vergleichbar und umkreist den Hauptstern des Systems in nur 1,79 Tagen. Diese Entdeckung wurde durch den TESS-Satelliten der NASA ermöglicht, der Planeten mit Hilfe der Transitmethode aufspürt.

Das Forscherteam unter der Leitung von Lia Marta Bernabò, Doktorandin an der University of Texas in Austin und am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, verwendete eine Kombination aus Nachführfotometrie und Radialgeschwindigkeitsmessungen, um die Existenz des Planeten zu bestätigen.

Diese Arbeit ist Teil des GEMS-Projekts, das nach riesigen Exoplaneten um rote Zwergsterne sucht. Obwohl diese Sterne klein und kühl sind, scheinen sie sehr effizient bei der Bildung von Gesteins- und Gasriesenplaneten zu sein, was die derzeitigen Theorien zur Planetenbildung infrage stellt.

Ein Riesenstern umkreist einen der Sterne im Doppelsternsystem TOI-6383. Da beide Sterne Zwerge sind, ergibt sich ein Problem mit der Massenbilanz. Kredit: DLR

TOI-6383 Systemmerkmale

Das TOI-6383-System ist nicht nur wegen seines riesigen Exoplaneten faszinierend, sondern auch wegen der Eigenschaften seiner Sterne. Der Hauptstern, TOI-6383A, hat etwa 46 % der Sonnenmasse und eine Oberflächentemperatur von 3444 K (3170 °C). Sein Begleiter, TOI-6383B, ist mit nur 20,5 % der Sonnenmasse und einer Temperatur von 3121 K (2848 °C) noch kleiner.

Diese roten Zwergsterne sind für ihre Langlebigkeit und Stabilität bekannt, was sie zu idealen Zielen für die Suche nach Exoplaneten macht. Die Entdeckung eines so massereichen Planeten wie TOI-6383Ab in diesem Doppelsternsystem ist besonders faszinierend, da sie darauf hindeutet, dass die Prozesse der Planetenentstehung möglicherweise vielfältiger sind als bisher angenommen.

Die von TESS verwendete Transitmethode ist besonders effektiv für den Nachweis von Planeten in Doppelsternsystemen, da sie es uns ermöglicht, Helligkeitsschwankungen von Sternen mit hoher Präzision zu beobachten. Dieser Ansatz war grundlegend für den Erfolg des GEMS-Projekts und anderer ähnlicher Studien.

Die Transitmethode besteht in der Beobachtung periodischer Helligkeitsabnahmen von Sternen, wenn ein Planet vor ihnen vorbeizieht.

Die relative Nähe des Systems TOI-6383 zur Erde erleichtert die detaillierte Untersuchung seiner Eigenschaften und die Bestätigung seiner Planeten durch zusätzliche Beobachtungen mit bodengebundenen Teleskopen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, die Entstehung und Entwicklung von Planeten in Doppelsternsystemen besser zu verstehen.

Auswirkungen auf die Planetenentstehung

Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung, da man bisher davon ausging, dass rote Zwergsterne aufgrund ihrer geringen Masse und Temperatur nicht in der Lage sind, Riesenplaneten zu bilden. Diese Entdeckung lässt jedoch das Gegenteil vermuten und wirft neue Fragen zu den Mechanismen auf, die die Entstehung dieser massereichen Körper ermöglichen.

Eine mögliche Erklärung ist, dass rote Zwergsterne in ihren protoplanetaren Scheiben effizienter Material anhäufen, was die Bildung von Riesenplaneten erleichtert. Eine andere Theorie besagt, dass die gravitativen Wechselwirkungen in Doppelsternsystemen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung dieser Planeten spielen könnten.

Das GEMS-Projekt wird diese und andere M-Zwergsternsysteme weiter erforschen, um weitere Daten zu sammeln und diese Theorien zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Studien könnten unser Verständnis der Planetenbildung und der Vielfalt der Planetensysteme in unserer Galaxie revolutionieren.

Die Untersuchung von Exoplaneten in Doppelsternsystemen wie TOI-6383 bietet eine einzigartige Gelegenheit zu untersuchen, wie die Sterndynamik die Entstehung und Entwicklung von Planeten beeinflusst. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf die Suche nach Leben in anderen Sternensystemen haben.

Künftige Forschung und Exploration

Die Entdeckung von TOI-6383Ab ist nur der Beginn einer neuen Ära der Erforschung von Exoplaneten in Doppelsternsystemen. Astronomen planen, sowohl weltraumgestützte als auch bodengestützte Teleskope einzusetzen , um Folgebeobachtungen durchzuführen und diese faszinierenden Systeme weiter zu untersuchen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop mit seiner Fähigkeit zur Infrarotbeobachtung wird ein wichtiges Instrument zur Untersuchung der Atmosphären von Exoplaneten wie diesem sein. Dies wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, nach Anzeichen chemischer Aktivität und möglichen Hinweisen auf Bewohnbarkeit zu suchen.

Darüber hinaus sollen künftige Missionen wie das Weltraumteleskop PLATO der ESA nach Exoplaneten in einer Vielzahl von Sternensystemen, einschließlich Doppelsternsystemen, suchen. Diese Bemühungen werden unser Wissen über die Vielfalt und Komplexität der Planetensysteme in unserer Galaxie erweitern.

Diese Entdeckung stellt nicht nur unsere derzeitigen Theorien zur Planetenbildung in Frage, sondern eröffnet auch neue Wege für die Forschung und Erkundung. Wenn wir weiterhin Exoplaneten in Doppelsternsystemen entdecken und untersuchen, kommen wir dem Verständnis der Geheimnisse des Universums und unseres Platzes darin immer näher.