Exoplanet umkreist seinen Stern alle 18 Stunden. Der schnellste heiße Jupiter, der je gefunden wurde

In den letzten zehn Jahren wurden Tausende von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Diese Planeten haben Astronomen die Möglichkeit geboten, Planetensysteme zu studieren, die sich unseren vorgefassten Meinungen widersetzt haben. Dazu gehören besonders massive Gasriesen, die ein Vielfaches der Größe von Jupiter (auch bekannt als „Super-Jupiters“) sind. Und dann gibt es solche, die besonders nahe um ihre Sonnen kreisen, auch „heiße Jupiter“ genannt.

Konventionelle Weisheit besagt, dass Gasriesen weit von ihren Sonnen entfernt existieren und lange Umlaufzeiten haben sollten, die ein Jahrzehnt oder länger dauern können. In einer aktuellen Studie hat ein internationales Astronomenteam jedoch den Nachweis eines „heißen Jupiters“ mit dem bisher kürzeste Umlaufzeit . Dieser Planet (NGTS-10b) liegt 1.060 Lichtjahre von der Erde entfernt und benötigt nur 18 Stunden, um eine vollständige Umlaufbahn seiner Sonne zu absolvieren.

Wie das Team in seiner Studie feststellt, die kürzlich in derMonatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society(MNRAS) wurde der Planet von den . entdeckt Nächste Generation Verkehrsumfrage (NGTS). Befindet sich an der Europäischen Südsternwarte (ESO) Paranal-Observatorium in Chile wird dieses Teleskop von einem Konsortium europäischer Universitäten und Agenturen zur Jagd nach extrasolaren Planeten eingesetzt.

Künstlerisches Konzept eines jupitergroßen Exoplaneten, der relativ nahe um seinen Stern kreist (auch bekannt als „heißer Jupiter“). Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)

Insbesondere befasst sich das NGTS damit, Exoplaneten von Neptun- und Supererdgröße um helle Sterne herum zu finden. Bis heute waren die meisten großen Planeten mit kurzen Umlaufzeiten heiße Jupiter, die am einfachsten zu erkennen sind, wenn man relativ zum Beobachter vor ihrem Stern vorbeigeht (auch bekannt als Transitmethode ) – insbesondere bei erdgebundenen Teleskopen.

Dr. James McCormac – Postdoc-Forschungsstipendiat an der University of Warwick Zentrum für Exoplaneten und Bewohnbarkeit und Mitglied der NGTS – war auch der Hauptautor der Studie. Wie er Universe Today per E-Mail erklärte:

„Der Next Generation Transit Survey (NGTS) ist eine robotische Exoplaneten-Vermessung, die entwickelt wurde, um Exoplaneten in Neptungröße zu entdecken. Es besteht aus 12 baugleichen 20-cm-Teleskopen und steht an der Europäischen Südsternwarte in Chile. Wir messen den winzigen Abfall (bis zu 0,1%) der Lichtintensität, wenn ein Planet die Vorderseite seines Sterns durchquert. Bis heute haben wir 9 neue Exoplaneten im Transit gefunden, darunter 1 Neptun-ähnlicher Planet (NGTS-4b).“

Die meisten der entdeckten heißen Jupiter haben Umlaufzeiten von etwa 10 Tagen, was NGTS-4b so besonders macht. Während ultrakurze heiße Jupiter (solche mit Umlaufzeiten von weniger als 24 Stunden) theoretisch am einfachsten zu entdecken sind, haben sie sich jedoch als äußerst selten erwiesen. Bisher hatten nur 6 der 337 entdeckten heißen Jupiter Umlaufzeiten von weniger als einem Tag.

Ein Exoplanet, der über das Gesicht seines Sterns wandert und eine der Methoden demonstriert, die verwendet werden, um Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu finden. Bildnachweis: ESA/C. Carreau

Anhand von NGTS-Daten stellten McCormac und seine Kollegen fest, dass NGTS-10b ungefähr die gleiche Größe wie Jupiter hat, aber ungefähr die doppelte Masse hat. Sein Wirtsstern, NGTS-10, ist ein relativ aktiver oranger Zwergstern der K5V-Hauptreihenfolge, was bedeutet, dass er etwas kleiner, dunkler und kühler als unsere Sonne ist. Aber wenn man bedenkt, wie nahe NGTS-10b in seiner Umlaufbahn ist, bekommt der Planet all die Hitze und Strahlung, die er verarbeiten kann!

Mit einer Umlaufzeit von nur 18 Stunden ist NGTS-10b nicht nur der Planet mit der kürzesten bisher beobachteten Periode. Es platziert es auch auf einer sehr kurzen Liste von Planeten, die erstklassige Kandidaten für das Studium der Gezeitenwechselwirkungen zwischen Sternen und einem Planeten sind. Wie McCormac erklärte:

„Von diesen nahen Riesenplaneten wird erwartet, dass sie mit ihren Sternen in Gezeiten interagieren und sich schließlich spiralförmig in den Stern hineindrehen und verzehrt werden. Entweder haben wir also großes Glück, Planeten wie NGTS-10b zu fangen, während sie sich spiralförmig einschrauben, oder die Gezeitenwechselwirkungsprozesse sind weniger effizient als wir erwarten und die Planeten mit ultrakurzer Periode können in diesen engen Abständen für lange Zeiträume überleben .“

Kurz gesagt hat NGTS-10b eine Umlaufbahn, die es innerhalb von 1,46 ± 0,18 Roche-Radien von seinem Wirtsstern platziert, was bedeutet, dass es sich langsam nach innen dreht. Mit der von ihnen berechneten Geschwindigkeit schätzen McCormac und sein Team, dass sich seine Umlaufzeit in den kommenden Jahrzehnten um 7 Sekunden verkürzen und der Planet schließlich von NGTS-10 in Stücke gerissen wird.

Künstlerische Darstellung von JG436b, einem heißen Neptun, der sich etwa 33 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung des Space Telescope Science Institute

„Wenn die Gezeitenwechselwirkungsprozesse effizient sind, wird sich NGTS-10b in den nächsten 38 Millionen Jahren langsam drehen und vom Stern verzehrt werden“, sagte McCormac. „Wenn sie jedoch weniger effizient sind, könnte der Planet viel länger in seiner aktuellen Trennung leben. Wir hoffen, in Zukunft weitere Messungen durchführen zu können, um das Schicksal von NGTS-10b zu bestimmen.“

Im kommenden Jahrzehnt hoffen McCormac und seine Kollegen, weitere Beobachtungen von NGTS-10b durchführen zu können, um festzustellen, ob es Anzeichen einer Einspirale in Richtung seines Sterns zeigt. Die direkte Messung der Einfallsrate (sofern vorhanden) wird es Astronomen ermöglichen, die Effizienz der Gezeitenwechselwirkungen zwischen Sternen und Planeten stärker zu beschränken.

Weiterlesen: Wissenschaftsalarm , arXiv