Erste vier abgebildeten Exoplaneten-Systeme

Eines der ersten abgebildeten Exoplanetensysteme war HR 8799. Das Team hat das System 2009 – 2010 mit dem Keck II-Teleskop überarbeitet und einen vierten Planeten im System entdeckt.

Der neue Planet mit der Bezeichnung HR 8799e umkreist eine Entfernung von 14,5 AE und ist damit der innerste Planet im System. Die anderen Planeten umkreisen alle in Entfernungen von> 25 AE. Die Bilder wurden im nahen Infrarot aufgenommen, wo sie am auffälligsten sind, da das System relativ jung ist (<100 Myr) und die Planeten immer noch große Wärmemengen von ihrer Bildung ausstrahlen.

Die Jugend dieser Planeten ist Teil dessen, was sie zu einem interessanten Ziel für Astronomen macht. In der Gemeinschaft der Planetenastronomen gibt es eine Kontroverse über die Entstehungsmethode großer Planeten. Eine Theorie besagt, dass sich Planeten aus einem einzigen monolithischen Zusammenbruch bilden, der die gesamte Masse des Planeten auf einmal erzeugt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der anfängliche Kollaps früh kleine Kerne bildet, aber später ein erhebliches Wachstum auftritt, da das Planetesimal zusätzliches Material auffegt.

Die Entdeckung des neuen Planeten stellt beide Theorien in Frage. Marois erklärt: „Keine der Theorien kann das erklären vor Ort Bildung aller vier Planeten. “ Somit kann eine Kombination beider Verfahren im System verwendet werden. Es sind auch mehrere Staubgürtel im System bekannt, die Astronomen dabei helfen können, festzustellen, welche Formationsarten vorhanden waren.

Insbesondere HR 8799e ist eine Herausforderung für eine In-situ-Formation, da die Gravitationsstörungen des Muttersterns die Bildung großer Gasplaneten innerhalb von 20 bis 40 AE aus einer einzelnen Formation stören sollten. Stattdessen hätte der neue Planet wahrscheinlich ein Kernkollaps mit anschließender Akkretion sein müssen oder alternativ durch Migration an seinen gegenwärtigen Standort gebracht werden müssen.

Das Studium solcher Systeme kann Astronomen helfen, die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems besser zu verstehen. Das Papier stellt fest, dass der HR 8799 „mit allen interessante Ähnlichkeiten mit dem Sonnensystem aufweist
Riesenplaneten, die sich hinter der geschätzten Schneegrenze des Systems befinden (~ 2,7 AU für das Sonnensystem und ~ 6 AU für HR 8799) “. Zusätzlich haben beide Trümmerscheiben jenseits der äußeren Umlaufbahnen mit ähnlichen Temperaturen.

Unterschiedliche Methoden zur Erfassung der Planetenbildung führen zwangsläufig zu unterschiedlichen Systemtypen. Radialgeschwindigkeitsstudien erkennen massive Planeten in der Nähe, während die direkte Bildgebung am leichtesten entfernte Planeten findet. Diese beiden scheinbaren Populationen stellen unterschiedliche Arten der Planetenbildung dar. Für ein umfassendes Verständnis benötigen Astronomen eine kontinuierliche Stichprobe, die beide zusammenführt. Marois merkt an, dass wir noch weit von diesem Ziel entfernt sind, da „[wir] einfach nicht genug Exoplaneten durch direkte Bildgebung detektiert haben (~ 6 bisher)“, um neben den Einschränkungen der bisher auftretenden Nichterkennungen auch Schlussfolgerungen zu ziehen. Um diese beiden Populationen wirklich zusammenzuführen, müssen Astronomen wahrscheinlich warten, bis weitere Systeme entdeckt werden.

Bisher wurden einige Arbeiten durchgeführt, um die Zusammensetzung der Atmosphären der drei bereits im System entdeckten Planeten abzuschätzen. Es wurde vorgeschlagen, dass diese Systeme wolkige Atmosphären für CH haben4 und CO. Laut Marois ist sein Team: „Planen Sie mehr Beobachtungen zu e, aber es wird schwierig. Möglicherweise müssen wir auf neue Instrumente wie den Gemini Planet Imager warten, um dies richtig zu tun. “ Dieses neue Instrument "wird einen" Daumen "auf den Stern legen (oder was wir einen Koronagraph nennen), um das Sternenlicht physisch zu blockieren und eine" einfache "Erkennung von schwachen Planeten in der Nähe zu ermöglichen."

Obwohl diese Entdeckung eine Premiere ist, wird sie sicherlich zu einer langen Reihe von Exoplanetenbildern gehören. Marois ist offensichtlich begeistert von der Fähigkeit, Planeten direkt abzubilden. Ich fragte ihn, was das Wichtigste sei, was die Leser von dieser Forschung erwarten. Seine Antwort war einfach: "Dass wir jetzt die Teleskope und Instrumente haben, um Planeten zu SEHEN, die andere Sterne umkreisen – das ist wirklich cool!" Das Exoplanetenfeld ist noch sehr jung und wir müssen so viel lernen. “

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