Three's Company: Neu entdeckter Planet umkreist ein Trio von Sternen

Ein neu entdeckter Planet wurde entdeckt, der drei Sterne gleichzeitig umkreist, in einer sehr exotischen himmlischen Anordnung.

"Der Planet umkreist Stern A - den einsamen Stern in diesem Szenario", sagte Kevin Wagner, ein Doktorand im ersten Jahr an der University of Arizona, gegenüber ProfoundSpace.org. Der Planet und der Stern A werden dann von einem Sternpaar umkreist, das die Wissenschaftler "Stern B" und "Stern C" nennen. (Siehe unten, um ein Video des Orbitaltanzes des Systems zu sehen.)

Die seltsame neue Welt, HD 131399Ab, liegt 340 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Centaurus. Für etwa die Hälfte seiner Umlaufbahn durch das System sind alle drei Sterne am Himmel sichtbar. [Die seltsamsten außerirdischen Planeten (Galerie)]

Wie würden die drei Sterne für jemanden auf HD 131399Ab aussehen? Einige grobe Berechnungen durch das ProfoundSpace.org-Personal zeigen, dass alle drei Sterne in der Helligkeit zum Vollmond ähnlich sind, der auf der Erde gesehen wird.

Im Fall von HD 131399Ab ist der Stern A viel größer und heller als die Sonne - etwa 80 Prozent massereicher und 7,8 mal heller. Aber der Planet umkreist den Stern in einer Entfernung von etwa 82 astronomischen Einheiten (eine astronomische Einheit ist die Entfernung von der Erde zur Sonne, 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen Kilometer), was etwa dem Doppelten der durchschnittlichen Entfernung von der Sonne zu Pluto entspricht . Die erhöhte Entfernung bedeutet, dass der Stern nur etwa 0,00116 mal so hell erscheint wie ein Beobachter auf HD 131399Ab, wenn die Sonne uns auf der Erde erscheint. Aber der Stern würde immer noch etwa 464 mal so hell erscheinen wie der Vollmond von der Erde, was bedeutet, dass er immer noch eine dominante Präsenz am Himmel sein würde.

Ein weiterer Vergleich: Auf der Oberfläche von Pluto liefert die Sonne am Mittag etwa so viel Licht wie die Erde kurz nach Sonnenuntergang. Auf HD 1313388Ab würde Stern A etwa doppelt so viel Licht liefern.

Sterne B und C sind kleiner und dunkler als Stern A. Stern B ist nur etwa 0,87 mal so hell wie die Sonne und hat etwa die gleiche Masse. Stern C ist weniger massiv als die Sonne (etwa 60 Prozent der Sonnenmasse) und nur 0,17 mal so hell. Die zwei Sterne kreisen auch in einer viel größeren Entfernung vom Planeten (300 bis 400 astronomische Einheiten, abhängig von der Position des Planeten in seiner Umlaufbahn). Als Ergebnis würde Stern B bei seiner größten Annäherung an den Planeten etwa 3,86 mal so hell wie der Vollmond auf der Erde erscheinen; und Stern C würde etwa 0,75 mal so hell wie der Vollmond erscheinen.

"Für etwa die Hälfte der Umlaufbahn des Planeten, die 550 Erdjahre dauert, sind am Himmel drei Sterne sichtbar, die schwächeren zwei sind immer viel näher zusammen und verändern sich im Laufe des Jahres in scheinbarer Trennung vom hellsten Stern", sagte Wagner im Erklärung. "Während eines Großteils des Planetenjahres erscheinen die [drei] Sterne nahe beieinander und geben ihr eine vertraute Nachtseite und Tagseite mit einem einzigartigen dreifachen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang jeden Tag. Wenn die Planetenumlaufbahnen und die Sterne jeden Tag weiter auseinander wachsen, erreichen sie eine Punkt, wo die Einstellung von eins mit dem Anstieg von [den anderen beiden] zusammenfällt - an diesem Punkt ist der Planet für ungefähr ein Viertel seiner Umlaufbahn oder ungefähr 140 Erdjahre in einer nahezu konstanten Tageszeit. "

Ein weiterer Aspekt des Triple-Star-Systems, der Wissenschaftler überrascht hat, ist, wie groß die Umlaufbahn des Planeten um den Stern A ist - es ist die breiteste Umlaufbahn eines Planeten, die jemals in einem Dreisternsystem gefunden wurde, sagte Wagner zu ProfoundSpace.org. Außerdem bewegen sich die Sterne B und C so nahe bei Stern A, dass ihre Gravitation "für den Planeten sehr wichtig ist", sagte Wagner. In anderen Dreisternsystemen bewegt sich der Planet sehr nahe bei einem Stern und viel, viel weiter weg von den anderen beiden, sagte er.

"Dieses [Triple-Star-System] ist das erste, das wir jemals gefunden haben, das so aussieht", sagte Wagner zu ProfoundSpace.org. "Es sagt uns, dass Planeten in diesen viel exotischeren Konfigurationen in mehreren Sternensystemen existieren können, als viele es für möglich gehalten hätten."

Exoplanetenjäger

HD 131399Ab wurde mit einer Technik namens "Direct Imaging" entdeckt, bei der das Licht des Planeten direkt von einem Teleskop gesehen wird, im Gegensatz zu anderen Planet-Jagd-Techniken, die durch indirekte Mittel nach Planeten suchen.

Unter Verwendung eines fortschrittlichen, direkten Bildgebungswerkzeugs, das als spektro-polarimetrisches kontrastreiches Exoplanetenforschungsinstrument (SPHERE) bekannt ist, fanden Astronomen, dass der Planet etwa 1.070 Grad Fahrenheit (580 Grad Celsius) beträgt und geschätzte vier Jupitermassen wiegt die kältesten und am wenigsten massiven direkt abgebildeten Exoplaneten. Die Forscher fanden auch Wasser und Methan in seiner Atmosphäre.

SPHERE ist ein Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in der Atacamawüste in Chile. SPHERE ist empfindlich gegenüber Infrarotlicht, dh es kann Wärmesignaturen von sonst verborgenen Exoplaneten erkennen. Das Instrument verwendet eine Technik namens spezialisierte adaptive Optik, um den Kontrast seiner Bilder zu erhöhen, was wiederum die Unschärfe der Erdatmosphäre korrigiert und unerwünschtes Sternenlicht blockiert, erklärte Wagner, der der erste Autor der neuen Studie ist.

"HD 131399Ab ist einer der wenigen Exoplaneten, die direkt abgebildet wurden, und es ist der erste in einer so interessanten dynamischen Konfiguration", sagte Daniel Apai, Assistant Professor für Astronomie und Planetologie bei UA, in einer Erklärung.

Mit einem geschätzten Alter von 16 Millionen Jahren ist HD 131399Ab auch einer der jüngsten Exoplaneten, die bisher gefunden wurden. Dies geht aus der heute in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie vom 7. Juli hervor.

Wie man ein Drei-Sterne-System macht

Obwohl die Forscher der Studie das im klassischen Sternentstehungsszenario gebildete System bestimmt haben, das mit einer riesigen Molekülwolke beginnt, die unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabiert, bleibt ein großer Teil der Herkunft des Planeten ein Rätsel.

"Ein mögliches Szenario ist, dass es sich auf der Scheibe gebildet hat, die nach der Bildung des Systems um den Stern A herum gewesen wäre", sagte Wagner zu ProfoundSpace.org.

Bei etwa der doppelten Entfernung, die Pluto von der Sonne unseres Sonnensystems hat, wäre jedoch nicht viel Material für die Bildung eines Planeten verfügbar gewesen.

"Also denken wir, dass der Planet sich tatsächlich näher an einem der Sterne gebildet hat. Dann hat der Planet durch Streuung oder Migration seinen Weg in seine jetzige Umlaufbahn gefunden", sagte Wagner.

Als nächstes planen die Forscher, die Bewegung und Flugbahn des Planeten zu untersuchen, um die langfristige Stabilität des Systems zu bestimmen.

"Wir denken, dass es stabil ist, aber wir können es nicht mit Sicherheit sagen", sagte Wagner. "Eine instabile Umlaufbahn hätte sich typischerweise über einige Planetenbahnen des Planeten angepasst. Das System selbst ist 16 Millionen Jahre alt, also hätte es viel Zeit gehabt, den Planeten anzupassen, wenn es sich in einer instabilen Umlaufbahn befände. Immer noch 16 Millionen Jahre ist noch ziemlich jung, also wäre es nicht sehr überraschend, wenn es sich auf einer instabilen Umlaufbahn befände .. Genau jetzt können wir es nicht mit Sicherheit sagen, weil wir nur einen Schnappschuss davon haben, wo sich der Planet im Orbit befindet über 500 Jahre zu vervollständigen. "