Echte Tatooines? Beweise gefunden von Rocky Planet Formation um Doppelstern

Astronomen haben Hinweise auf zerbrochene Asteroiden gefunden, die ein Sternenpaar umkreisen, ein starkes neues Zeichen dafür, dass felsige Welten mit Zwillingssonnen wie Luke Skywalkers fiktiver Heimatwelt Tatooine möglich sind.

Dieses Ergebnis legt auch nahe, dass felsige Planeten in der Lage sein könnten, den Tod ihrer Sterne zu überleben, so die Forscher der neuen Studie.

Obwohl die Erde einen einzelnen Stern umkreist, befinden sich fast die Hälfte der sonnenähnlichen Sterne in binären Systemen, die aus einem Paar Sterne bestehen, die sich umkreisen. In der Tat gibt es viele Drei-Sterne-Systeme, und sogar einige, die bis zu sieben Sterne beherbergen. [Tatooine gefunden? - Planet mit zwei Sonnen entdeckt (Video)

Welten, die Doppelsterne umkreisen, wie zB Tatooine aus dem "Star Wars" -Universum, sind als circumbominare Planeten bekannt. Im Jahr 2011 entdeckten Forscher die erste reale außerirdische Welt um zwei Sterne, Kepler-16b: ein Gasriese, der den Stern Kepler-16 etwa 200 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist.

Bislang sind alle bekannten circumbinären Planeten Gasriesen ähnlich wie Jupiter. Wissenschaftler haben diskutiert, ob felsige circumbinäre Planeten wie Tatooine möglich sind.

"Der Aufbau felsiger Planeten um zwei Sonnen ist eine Herausforderung, denn die Schwerkraft beider Sterne kann ungehindert pushen und ziehen, wodurch Steinchen und Staub zusammenkleben und zu vollwertigen Planeten werden", sagt Jay Farihi, der Hauptautor der Studie und Astrophysiker Das Forscherteam entdeckte die Überreste zerschmetterter Asteroiden, die ein Doppelsternsystem umkreisten, was darauf hindeutet, dass dort felsige Planeten existieren könnten, sagte Farihi. Darüber hinaus deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass circumbinminente Planetensysteme mit felsigen Welten sogar den Tod eines der Sterne überleben können, sagte Studienkoautor Boris Gänsicke, ein Astrophysiker an der Universität von Warwick in England.

Die Astronomen untersuchten ein System namens SDSS 1557, das etwa 1.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Sie dachten zunächst, dass sie nur einen weißen Zwerg enthielten, der ein blasser ausgebrannter Rest eines Sterns ist. Die Sonne und mehr als 90 Prozent aller Sterne in der Milchstraße werden als Weiße Zwerge enden, die 40 bis 90 Prozent der Sonnenmasse haben, aber nur etwa den gleichen Durchmesser wie die Erde haben.

Mit dem Gemini Observatory South Telescope und dem Very Large Telescope der European Southern Observatory, beide in Chile gelegen, analysierten die Forscher das Spektrum des Lichts von SDSS 1557. Die Wellenlänge des von einem Stern gesehenen Lichts kann Einblicke in seine Chemie und Umgebung liefern.

Die Forscher erkannten übermäßiges Infrarotlicht, was darauf hindeutet, dass SDSS 1557 eine Scheibe aus planetaren Trümmern enthielt, die mit Silizium und Magnesium etwa 1,3 Millionen Meilen (2,1 Millionen Kilometer) vom Weißen Zwerg entfernt war. Darüber hinaus haben sie berechnet, dass seit ihrer Entdeckung im Jahr 2010 etwa 110 Milliarden Tonnen (100 Milliarden Tonnen) Staub auf den Weißen Zwerg gefallen sind, gleich den Überresten eines Asteroiden-großen Brocken oder Planetesimal, mindestens 2,5 Meilen ( 4 km) im Durchmesser.

"In letzter Zeit kam ein felsiges Planetesimale dem weißen Zwerg zu nahe, der durch seine enorme Schwerkraft zerrissen wurde und den Trümmerring bildete, den wir sehen", sagte Gänsicke zu ProfoundSpace.org.

Doch dann bemerkte Co-Autor Steven Parsons von der Universität Sheffield in England, dass der Weiße Zwerg regelmäßig hin und her wackelte. "Dies implizierte sofort, dass wir nicht auf einen einzelnen Weißen Zwerg, sondern auf einen Weißen Zwerg mit einem Begleitstern schauten", sagte Gänsicke.

Der Weiße Zwerg bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 89.500 mph (144.000 km / h). Die Stärke der Anziehungskraft, die dieses Wackeln verursachte, war zu viel, als dass der Begleiter ein Planet sein könnte, aber zu wenig, um ein richtiger Stern zu sein, sagte Gänsicke.

Stattdessen schlagen die Forscher vor, dass der Begleiter des weißen Zwergs ein brauner Zwerg ist, dessen Masse ungefähr 65 Jupiter entspricht. "Braune Zwerge sind auf halbem Weg zwischen Sternen und riesigen Gasplaneten", sagte Gänsicke. "Sie sind zu klein, um Wasserstoff zu verbrennen, den Prozess, der die Sonne und die meisten anderen Sterne antreibt. Allerdings gelingt es ihnen, Deuterium zu verbrennen, ein anderer Geschmack von Wasserstoff, und unterscheiden sich so von Planeten, die selbst keine Energie produzieren." [Braune Zwerge: Seltsame gescheiterte Sterne des Universums erklärt (Infografik)]

Im Sonnensystem hält der Asteroidengürtel übriggebliebene Bausteine ​​aus der Entstehung der Erde und der anderen Gesteinsplaneten. "Mit der Entdeckung von Asteroidentrümmern im SDSS 1557-System sehen wir klare Signaturen von Gesteins-Planeten-Assembly über große Asteroiden, die sich gebildet haben, um zu verstehen, wie felsige Exoplaneten in Doppelsternsystemen hergestellt werden", sagte Farihi in der Erklärung.

"Wir haben nicht einmal im Entferntesten über die Möglichkeit nachgedacht, dass wir ein zirkuläres Planetensystem finden könnten", sagte Gänsicke. "Jetzt, wo wir den ersten gefunden haben, werden wir uns andere Weiße Zwerge in geschlossenen Binärdateien genauer anschauen, um zu sehen, ob dies ein einmaliger Fall ist oder ob diese Systeme häufiger vorkommen."

Die Forscher vermuten, dass dieses binäre System eine turbulente Vergangenheit hatte. Sie berechneten, dass die beiden Mitglieder des Doppelsternsystems einmal bedeutend weiter voneinander entfernt waren als heute. Als jedoch der Stammvater des Weißen Zwergs seinen Wasserstoffbrennstoff verbrannt hatte, schwoll er zu einem roten Riesenstern an, "der den braunen Zwerg einhüllte und ihn wegen der Reibung in seiner Gashülle näher zog", sagte Gänsicke.

Jetzt sind die beiden Mitglieder des Doppelsternsystems "etwa 500.000 Meilen auseinander", sagte Gänsicke. "Das ist nicht viel mehr als die Entfernung zwischen der Erde und dem Mond." Dass felsige Trümmer dieses Doppelsternsystem umkreisen, ist ein Hinweis darauf, dass auch felsige Planeten dies könnten, und dass solche Planetensysteme den Tod von mindestens einem Mitglied eines Planeten überlebt haben könnten binäres System: "SDSS 1557 fügt den möglichen Architekturen, in denen Planetensysteme existieren können, eine weitere Dimension hinzu", sagte Gänsicke.

Obwohl diese neuen Erkenntnisse nahelegen, dass sich Gesteinsplaneten um SDSS 1557 bilden oder gebildet haben, "wird es sehr, sehr schwierig sein, Planeten zu entdecken, die wahrscheinlich diese Galaxie weiter umkreisen", sagte Gänsicke. Eine gängige Methode, um Planeten zu finden - nach Schleppern auf dem Stern durch die Anziehungskraft eines Planeten - "ist hier nicht wirklich möglich, weil der weiße Zwerg so schwach ist", erklärte er."Die andere Methode, nach periodischem Dimmen zu suchen, wenn ein Planet den Stern kreuzt, könnte im Prinzip funktionieren, aber nur, wenn die Umlaufbahn eines solchen Planeten fein mit unserer Sichtlinie zum System ausgerichtet ist, was unwahrscheinlich und sogar unwahrscheinlich ist dann könnte es Jahre oder Jahrzehnte von Daten dauern. "

"Bei SDSS1557 kann jedoch noch viel über das Planetensystem gelernt werden", fügte Gänsicke hinzu. Die Forscher planen, das Hubble-Weltraumteleskop zu verwenden, um ultraviolettes Licht vom Weißen Zwerg zu analysieren, "von dem wir in der Lage sein werden, die chemische Zusammensetzung des Planetesimals, das geschreddert wurde, sehr genau zu messen", sagte er. "Das wird uns sagen, ob es Asteroiden im Sonnensystem ähnlich ist, vielleicht, wenn es etwas Wasser übrig hat, oder vielleicht, wenn es ein viel exotischeres chemisches Setup hätte. Und sobald das James Webb Space Telescope gestartet ist, können wir die Zusammensetzung und Größe der Staubkörner. "

"Darüber hinaus gibt es eine Menge theoretischer Arbeit zu tun - alle Modelle für entwickelte Planetensysteme um weiße Zwerge waren für einzelne weiße Zwerge so weit entwickelt", sagte Gänsicke. "Jetzt müssen wir fragen:, Wie wird ein Planetesimal in der Nähe des Weißen Zwergs innerhalb der Doppelzüngigkeit geschleudert? Wie kam es zu der Störung? Wie kam der Staub, den wir jetzt sehen, an seinen Ort? '"

Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse gestern (27. Februar) online in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.