Gaia hilft bei der Entdeckung eines direkt abgebildeten Planeten, der einer Kernschmelze unterzogen wird

Wissenschaftler haben die subtilen Bewegungen eines fernen Sterns genutzt, um bei der Entdeckung eines neuen Exoplaneten zu helfen, der in seinem Kern Anzeichen einer Kernschmelze aufweist.

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 % weiter größer als unsere eigene Sonne.

Das bestätigten die Forscher entfernter Planet mit dem GRAVITY-Instrument des Very Large Telescope, das mittels optischer Interferometrie arbeitet, um die vier Hauptteleskope des VLT zu synchronisieren, damit sie als ein viel größeres Teleskop arbeiten.

Diese Technik ermöglicht es GRAVITY, die Position des Planeten in seiner Umlaufbahn mit äußerster Präzision zu messen sowie das von der Atmosphäre des Planeten emittierte Lichtspektrum zu messen, wodurch Astrophysiker seine Atmosphäre charakterisieren können.

Das Forschungsteam nutzte diese Technik, um zu dem Schluss zu kommen, dass der neu entdeckte Planet deutlich eine offensichtliche „Aufhellung“ zeigt, während er sich erfährt Kernfusion durch Verbrennen von Deuterium oder “Schwerem Wasserstoff” in seinem Kern.

Die Entdeckung stellt einen Durchbruch bei der Suche nach fernen neuen Welten dar, da es sich um eine der ersten Entdeckungen eines Planeten handelt, dessen Vorhandensein teilweise aufgrund der astrometrischen Bewegung der Erde gefolgert wurde. Host-Star während es sich über den Himmel bewegt.

Das Team glaubt, dass mit der ESA-Mission Gaia, die den Weg zu vielen solcher Exoplaneten weisen soll, viele wie bei dieser neuen Entdeckung durch direkte Bildgebung charakterisiert werden können.

Prof. Hinkley sagte: „Die Entdeckung von HD206893c ist ein wirklich wichtiger Moment für die Erforschung von Exoplaneten, da es sich bei uns um den ersten direkten Nachweis einer ‚Gaia‘ handeln könnte Exoplanet.'”

Wissenschaftler entdeckten 2017 zunächst einen Braunen Zwerg namens HD206893B, der den Wirtsstern umkreist. Allerdings haben die Langzeitüberwachung durch das HARPS-Instrument der ESO zusammen mit präzisen Messungen der Eigenbewegung des Wirtssterns durch die Gaia-Mission auch Hinweise gegeben bei Anwesenheit einer inneren, niederen Begleitmasse.

Mit dem GRAVITY-Instrument konnten Wissenschaftler zeigen, dass dieser Begleiter ein neuer Planet namens HD206893c war, der etwa 300 Millionen Kilometer von seinem Mutterstern entfernt umkreist – ungefähr auf halbem Weg zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter in unserem eigenen Sonnensystem – und eine Masse hat größer als die von Jupiter.

Diese Entdeckung liefert konkrete Beweise dafür, dass moderne Instrumente in der Lage sind, Exoplaneten auf orbitaler Ebene, ähnlich unserem eigenen Sonnensystem, direkt zu erkennen.

Da der Planet außerdem die Verbrennungsgrenze von Deuterium 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 Planeten handelt.

Professor Hinkley fügte hinzu: „Diese Entdeckung ist auch deshalb sehr wichtig, weil sie zeigt, dass wir jetzt die Atmosphären dieser Exoplaneten direkt charakterisieren können, wo wir aus früheren Studien wissen, dass sie sich am häufigsten aufhalten, etwa das Zwei- bis Vierfache unserer Entfernung. Erde/Sonne.“

Die Forschungsarbeit mit dem Titel „Direct discovery of inner exoplanet in system HD206893“ wurde von der Zeitschrift zur Veröffentlichung angenommen Astronomie & Astrophysik im Oktober 2022.