Beobachten Sie, wie ferne Welten in unglaublichem Zeitraffer um ihre Sonne tanzen

Diese faszinierende Zeitrafferaufnahme zeigt vier entfernte Welten, die 133 Lichtjahre von der Erde entfernt um ihre Sonne tanzen.

Es wurde mit Hilfe von Beobachtungen aus 12 Jahren zusammengestellt und zeigt die Exoplaneten – jeder massereicher als Jupiter – als Lichtpunkte, die eine schwarze Scheibe umkreisen.

Obwohl sie nur wie Glühwürmchen aussehen, sind die Planeten tatsächlich massive Gasriesen, die als „vergrößerte Versionen“ von Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus beschrieben werden.

Die Scheibe ist der Stern HR8799, der zusammen mit seinen vier Welten bei seiner Beobachtung im Jahr 2008 das erste System seiner Art war, das jemals von Wissenschaftlern direkt gesehen wurde.

Seitdem beobachtet der Astronom der Northwestern University, Jason Wang, das Planetensystem – und hat nun ein Zeitraffervideo seiner Forschung zusammengestellt.

“Normalerweise ist es schwierig, Planeten im Orbit zu sehen”, sagte er.

„Zum Beispiel ist es nicht offensichtlich, dass Jupiter oder Mars unsere Sonne umkreisen, weil wir im selben System leben und keine Draufsicht haben. Astronomische Ereignisse geschehen entweder zu schnell oder zu langsam, um sie in einem Film festzuhalten.

„Aber dieses Video zeigt Planeten, die sich auf einer menschlichen Zeitskala bewegen. Ich hoffe, es ermöglicht den Menschen, sich an etwas Wunderbarem zu erfreuen.’

HR8799 ist ein kompakter Stern, der 133,3 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Pegasus liegt.

Obwohl dies extrem weit entfernt erscheinen mag, wird HR8799 tatsächlich als in unserer “Solar-Nachbarschaft” betrachtet.

Im Vergleich zu unserer eigenen Sonne ist HR8799 – der schwarze Kreis in der Mitte des Filmmaterials – 1,5-mal massereicher und etwa fünfmal leuchtender.

Es ist auch viel jünger – mit etwa 30 Millionen Jahren entstand das System, nachdem die Dinosaurier auf der Erde ausgestorben waren.

Wang und seine Kollegen beantragten Zeit am WM Keck Observatory auf dem Gipfel des Mauna Kea in Hawaii, um das System seit seiner Entdeckung jedes Jahr zu beobachten.

Nach siebenjähriger Beobachtung stellte Wang Bilddaten zusammen, um sein erstes Zeitraffervideo des Systems zu erstellen.

Jetzt, bewaffnet mit Bilddaten aus 12 Jahren, hat Wang das aktualisierte Video veröffentlicht, das den gesamten Zeitraum in einem komprimierten 4,5-Sekunden-Zeitraffer zeigt.

“Es gibt keinen wissenschaftlichen Gewinn, wenn man sich die umlaufenden Systeme in einem Zeitraffervideo ansieht, aber es hilft anderen zu verstehen, was wir untersuchen”, sagte Wang.

Obwohl sie nur wie Glühwürmchen aussehen, sind die Planeten (künstlerische Darstellung abgebildet) tatsächlich massive Gasriesen, die als „vergrößerte Versionen“ von Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus beschrieben werden

„Es kann schwierig sein, die Nuancen der Wissenschaft mit Worten zu erklären. Aber Wissenschaft in Aktion zu zeigen, hilft anderen, ihre Bedeutung zu verstehen.“

Der innerste Exoplanet im System ist HR8799e mit einer Masse von 7,4 Jupiter und einer Umlaufzeit von 45 Jahren.

HR8799d hat eine Masse von 9,1 Jupiter und eine Umlaufzeit von 100 Jahren, während HR8799c eine Masse von 7,8 Jupiter und eine Umlaufzeit von 190 Jahren hat. Es hat auch Wasser in seiner Atmosphäre.

HR8799b schließlich hat die Masse von 5,7 Jupitern und eine Umlaufzeit von 460 Jahren.

Aber die vier Exoplaneten sind möglicherweise nicht allein.

Es wurde mit Hilfe von 12-jährigen Beobachtungen zusammengestellt und zeigt die Exoplaneten als Lichtpunkte, die eine schwarze Scheibe umkreisen

Letzten Dezember wies eine wissenschaftliche Abhandlung auf die mögliche Existenz einer fünften Welt hin, die kleiner und näher am Stern ist als ihre Geschwister.

Obwohl noch nicht bestätigt, wird der hypothetische Planet auf etwa die vier- bis siebenfache Masse des Jupiter geschätzt.

Wang und seine Kollegen hoffen nun, dass sie durch die Analyse des Lichts des Systems detaillierte Informationen über die Zusammensetzung nicht nur des Sterns, sondern auch der Welten um ihn herum erhalten können.

“In der Astrophysik führen wir die meiste Zeit Datenanalysen durch oder testen Hypothesen”, sagte Wang.

„Aber das ist der lustige Teil der Wissenschaft. Es flößt Ehrfurcht ein.’

Wissenschaftler untersuchen die Atmosphäre entfernter Exoplaneten mit riesigen Weltraumsatelliten wie Hubble

Entfernte Sterne und ihre umkreisenden Planeten haben oft Bedingungen, die anders sind als alles, was wir in unserer Atmosphäre sehen.

Um diese neuen Welten zu verstehen und woraus sie bestehen, müssen Wissenschaftler erkennen können, woraus ihre Atmosphären bestehen.

Sie tun dies oft, indem sie ein Teleskop verwenden, das dem Hubble-Teleskop der Nasa ähnelt.

Diese riesigen Satelliten scannen den Himmel und fixieren Exoplaneten, von denen die Nasa glaubt, dass sie von Interesse sein könnten.

Dabei führen die Sensoren an Bord unterschiedliche Analysen durch.

Eine der wichtigsten und nützlichsten ist die sogenannte Absorptionsspektroskopie.

Diese Form der Analyse misst das Licht, das aus der Atmosphäre eines Planeten austritt.

Jedes Gas absorbiert eine etwas andere Lichtwellenlänge, und wenn dies geschieht, erscheint eine schwarze Linie auf einem vollständigen Spektrum.

Diese Linien entsprechen einem sehr spezifischen Molekül, das auf seine Anwesenheit auf dem Planeten hinweist.

Sie werden oft Fraunhofer-Linien genannt, nach dem deutschen Astronomen und Physiker, der sie 1814 erstmals entdeckte.

Durch die Kombination all der verschiedenen Wellenlängen des Lichts können Wissenschaftler alle Chemikalien bestimmen, aus denen die Atmosphäre eines Planeten besteht.

Der Schlüssel ist, dass das, was fehlt, die Hinweise liefert, um herauszufinden, was vorhanden ist.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass dies von Weltraumteleskopen durchgeführt wird, da die Atmosphäre der Erde dann stören würde.

Die Absorption von Chemikalien in unserer Atmosphäre würde die Probe verzerren, weshalb es wichtig ist, das Licht zu untersuchen, bevor es die Erde erreicht hat.

Dies wird oft verwendet, um in fremden Atmosphären nach Helium, Natrium und sogar Sauerstoff zu suchen.

Dieses Diagramm zeigt, wie Licht, das von einem Stern durch die Atmosphäre eines Exoplaneten strömt, Fraunhofer-Linien erzeugt, die auf das Vorhandensein von Schlüsselverbindungen wie Natrium oder Helium hinweisen