Entdeckungsbild des Planeten 2M0437, der etwa 100-mal so groß wie der Abstand Erde-Sonne von seinem Mutterstern ist. Das Bild wurde mit dem Subaru-Teleskop auf Maunakea aufgenommen. Der viel hellere Wirtsstern wurde größtenteils entfernt, und die vier „Spikes“ sind Artefakte, die von der Optik des Teleskops erzeugt werden. Quelle: Subaru-Teleskop und Gaidos, et al. (2021)
Einer der jüngsten Planeten, die jemals um einen entfernten Säuglingsstern herum gefunden wurden, wurde von einem internationalen Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der University of Hawaii an der Fakultät Manoa, Studenten und Alumni entdeckt.
Tausende von Planeten wurden um andere Sterne herum entdeckt, aber was diesen auszeichnet, ist, dass er neu entstanden ist und direkt beobachtet werden kann. Der Planet mit dem Namen 2M0437b schließt sich einer Handvoll von Objekten an, die unser Verständnis der Entstehung und Veränderung von Planeten im Laufe der Zeit vorantreiben und dazu beitragen, ein neues Licht auf den Ursprung des Sonnensystems und der Erde zu werfen. Die eingehende Untersuchung wurde kürzlich in . veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
„Diese zufällige Entdeckung ergänzt eine Elite-Liste von Planeten, die wir mit unseren Teleskopen direkt beobachten können“, erklärte Hauptautor Eric Gaidos, Professor am UH Manoa Department of Earth Sciences. „Indem wir das Licht dieses Planeten analysieren, können wir etwas über seine Zusammensetzung sagen und vielleicht, wo und wie es sich in einer längst verschwundenen Scheibe aus Gas und Staub um seinen Wirtsstern gebildet hat.“
Die Forscher schätzen, dass der Planet um ein Vielfaches massereicher ist als Jupiter, und dass es sich mit seinem Stern vor mehreren Millionen Jahren gebildet hat, ungefähr zu der Zeit, als die wichtigsten Hawaii-Inseln zum ersten Mal über dem Ozean auftauchten. Der Planet ist so jung, dass er von der bei seiner Entstehung freigesetzten Energie immer noch heiß ist, mit einer Temperatur, die der der Lava ähnelt, die vom Kilauea-Vulkan ausbricht.
Subaru-Teleskop und Keck-Observatorium auf Maunakea. Quelle: Institut für Astronomie der Universität von Hawaii
Wichtige Maunakea-Teleskope
Im Jahr 2018 wurde 2M0437b erstmals mit dem Subaru-Teleskop auf Maunakea vom UH Institute for Astronomy (IfA) Gastforscher Teruyuki Hirano gesehen. In den letzten Jahren wurde es sorgfältig mit anderen Teleskopen auf dem Mauna untersucht.
Gaidos und seine Mitarbeiter nutzten das Keck-Observatorium auf Maunakea, um die Position des Wirtssterns zu überwachen, während er sich über den Himmel bewegte, und bestätigten, dass der Planet 2M0437b wirklich ein Begleiter des Sterns war und kein weiter entferntes Objekt. Die Beobachtungen dauerten drei Jahre, weil sich der Stern langsam über den Himmel bewegt.
Der Planet und sein Mutterstern liegen in einer stellaren „Kinderstube“, der Taurus-Wolke. 2M0437b befindet sich auf einer viel breiteren Umlaufbahn als die Planeten im Sonnensystem; Sein aktueller Abstand beträgt etwa das Hundertfache des Abstands Erde-Sonne, was die Beobachtung erleichtert. Um die durch die Erdatmosphäre verursachten Bildverzerrungen zu kompensieren, sind jedoch noch ausgeklügelte „adaptive“ Optiken erforderlich.
„Um diese Entdeckung zu machen, waren zwei der größten Teleskope der Welt, adaptive Optiktechnologie und der klare Himmel von Maunakea erforderlich“, sagt Co-Autor Michael Liu, Astronom am IfA. „Wir freuen uns alle auf weitere solcher Entdeckungen und detailliertere Studien solcher Planeten mit den Technologien und Teleskopen der Zukunft.“
Zukünftiges Forschungspotenzial
Es ist vielleicht nicht allzu weit entfernt, eingehendere Forschungen über den neu entdeckten Planeten zu sammeln. „Beobachtungen mit Weltraumteleskopen wie NASA‘s Hubble und der bald erscheinende James Webb Weltraumteleskop könnte Gase in seiner Atmosphäre identifizieren und aufdecken, ob der Planet eine mondbildende Scheibe hat“, fügte Gaidos hinzu.
Der Stern, den 2M0437b umkreist, ist zu schwach, um mit bloßem Auge gesehen zu werden, aber derzeit befinden sich der junge Planet und andere junge Sterne in der Taurus-Wolke von Hawaii aus in den Stunden vor der Morgendämmerung nördlich des hellen Sterns fast direkt über ihm Hoku?ula (Aldeberan) und östlich des Sternhaufens Makali?i (Pleiaden).
Referenz: „Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) XII: A Directly-Imaged Planetary-Mass Companion to a Young Taurus M Dwarf Star“ von E. Gaidos, T. Hirano, AL Kraus, M. Kuzuhara, Z. Zhang, RA Lee , M. Salama, TA Berger, SK Grunblatt, M. Ansdell, MC Liu, H. Harakawa, KW Hodapp, S. Jacobson, M. Konishi, T. Kotani, T. Kudo, T. Kurokawa, J. Nishikawa, M Omiya, T. Serizawa, M. Tamura, A. Ueda, S. Vievard, Akzeptiert, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stab3069
arXiv: 2110.08655
Zu dieser Forschung gehören mehrere UH-Doktoranden und Alumni: Rena Lee (Doktorandin der Erdwissenschaften), Maïssa Salama (IfA-Doktorandin) und die IfA-Alumni Zhoujian Zhang, Travis Berger, Sam Grunblatt und Megan Ansdell.