Wissenschaftler haben die subtilen Bewegungen eines fernen Sterns genutzt, um bei der Entdeckung eines neuen Exoplaneten zu helfen – der Anzeichen einer Kernfusion in seinem Kern zeigt.
Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Sasha Hinkley von der University of Exeter hat einen neuen Exoplaneten entdeckt, der den Stern HD206893 umkreist – etwa 750 Billionen Meilen von der Erde entfernt und etwa 30 % größer als unsere eigene Sonne.
Die Forscher bestätigten den fernen Planeten mit dem GRAVITY-Instrument des Very Large Telescope, das mittels optischer Interferometrie arbeitet, um die vier Hauptteleskope des VLT zu synchronisieren, um als ein viel größeres Teleskop zu fungieren.
Diese Technik ermöglicht es GRAVITY, die Position des Planeten in seiner Umlaufbahn extrem genau zu messen, sowie das Spektrum des Lichts zu messen, das von der Atmosphäre des Planeten emittiert wird – was es den Astrophysikern weiter ermöglicht, seine Atmosphäre zu charakterisieren.
Das Forschungsteam hat diese Technik verwendet, um zu dem Schluss zu kommen, dass der neu entdeckte Planet eindeutig eine offensichtliche „Aufhellung“ zeigt – aufgrund der Kernfusion durch die Verbrennung von Deuterium oder „schwerem Wasserstoff“ in seinem Kern.
Die Entdeckung markiert einen Durchbruch bei der Suche nach neuen, fernen Welten, da dies eine der ersten Entdeckungen eines Planeten ist, dessen Anwesenheit teilweise aufgrund der astrometrischen Bewegung des Wirtssterns gefolgert wurde, während er sich über den Himmel bewegt.
Das Team geht davon aus, dass mit der ESA-Mission Gaia, die den Weg zu zahlreichen solchen Exoplaneten weisen soll, viele wie bei dieser neuen Entdeckung durch direkte Bildgebung charakterisiert werden können.
Professor Hinkley sagte: „Die Entdeckung von HD206893c ist ein wirklich wichtiger Moment für die Erforschung von Exoplaneten, da es sich bei uns möglicherweise um den ersten direkten Nachweis eines ‚Gaia-Exoplaneten‘ handelt.“
Wissenschaftler entdeckten ursprünglich 2017 einen Braunen Zwerg namens HD206893B, der den Wirtsstern umkreist. Allerdings deuteten auch die Langzeitüberwachung durch das HARPS-Instrument der ESO sowie präzise Messungen der Eigenbewegung des Wirtssterns durch die Gaia-Mission auf die Anwesenheit hin eines inneren, niederen Masses, Gefährten.
Mit dem GRAVITY-Instrument konnten Wissenschaftler zeigen, dass dieser Begleiter ein neuer Planet namens HD206893c war, der etwa 300 Millionen Meilen von seinem Mutterstern entfernt umkreist – ungefähr auf halbem Weg zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter in unserem eigenen Sonnensystem – und mit einem Masse größer als die von Jupiter.
Die Entdeckung liefert konkrete Beweise dafür, dass moderne Instrumente in der Lage sind, Exoplaneten auf orbitalen Skalen, die unserem eigenen Sonnensystem ähneln, direkt zu erkennen.
Da der Planet außerdem die Deuterium-Brenngrenze überspannt, die allgemein bei etwa 13 Jupitermassen liegt, kann dies Wissenschaftlern helfen, zu klären, wie sie zwischen Objekten unterscheiden, ob es sich um einen Braunen Zwerg oder einen echten extrasolaren Planeten handelt.
Professor Hinkley fügte hinzu: „Diese Entdeckung ist auch sehr bedeutsam, weil sie zeigt, dass wir jetzt die Atmosphären dieser Exoplaneten direkt charakterisieren können, von denen wir aus früheren Studien wissen, dass sie sich am häufigsten befinden, in etwa dem Zwei- bis Vierfachen unserer Entfernung Erde/Sonne.“
Die Forschungsarbeit mit dem Titel „Direct Discovery of the Inner Exoplanet in the HD206893 System“ wurde von der Zeitschrift zur Veröffentlichung angenommen Astronomie & Astrophysik im Oktober 2022.
Mehr Informationen:
S. Hinkley et al., Direkte Entdeckung des inneren Exoplaneten im HD206893-System, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2208.04867