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Ein Team von Astronomen hat mithilfe einer radikal neuen Entdeckungsmethode 27 „Kandidatenplaneten“ identifiziert, die Doppelsternsysteme umkreisen.
Anstatt einen Planeten zu entdecken, der vor einem Stern vorbeizieht, was die übliche Methode zur Entdeckung neuer planetenähnlicher Objekte ist – bekannt als die Transitmethode –, suchten die Forscher nach winzigen Veränderungen im Zeitpunkt, in dem zwei Sterne einander verfinstern.
Diese winzigen Verschiebungen im Zeitpunkt der Sonnenfinsternis können den Gravitationseinfluss eines unsichtbaren Planeten offenbaren, der das System umkreist.
Die Studie, die in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde und von Margo Thornton, einer Doktorandin an der University of New South Wales und Forscherin am SETI Institute, geleitet wurde, analysierte Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA.
Eine andere Art, Planeten zu finden
Die meisten bekannten „zirkumbinären“ Planeten – Planeten, die zwei Sterne umkreisen, wie in der ikonischen Doppelsonnenuntergangsszene auf dem fiktiven Planeten Tatooine in Star Wars: Eine neue Hoffnung, Teil der Originaltrilogie – zu sehen ist, werden gefunden, wenn sie an einem ihrer Sterne vorbeiziehen und dessen Licht schwächen.
Das funktioniert aber nur, wenn das System perfekt auf die Erde ausgerichtet ist. Ist dies nicht der Fall, ist der Planet für diese Methode unsichtbar.
Die neue Studie nutzt stattdessen ein Phänomen namens Apsidenpräzession – eine allmähliche Rotation der Umlaufbahn eines Doppelsterns im Laufe der Zeit.
Wenn ein Planet ein Doppelsternsystem umkreist, verursacht seine Anziehungskraft eine subtile, aber messbare Verschiebung im Zeitpunkt der Finsternisse, die die beiden Sterne erzeugen, wenn sie aneinander vorbeiziehen.
Durch die Verfolgung dieser winzigen Zeitverschiebungen über jahrelange Daten des TESS-Weltraumteleskops der NASA war das Team in der Lage, Planetenbegleiter zu entdecken, ohne die Planeten selbst jemals direkt zu beobachten.
„Die Berechnung der Präzession basierte auf der zeitlichen Veränderung des Periastron-Arguments des Doppelsterns, das durch den genauen Zeitpunkt sowohl der primären als auch der sekundären Finsternisse bestimmt werden kann“, erklärten die Autoren der Studie.
Was Forscher herausgefunden haben
Das Team untersuchte 1.590 verdunkelnde Doppelsternsysteme. Bei 71 von ihnen sahen sie Anzeichen von Orbitalveränderungen, die nicht allein durch bekannte physikalische Effekte erklärt werden konnten.
In 36 Fällen schien etwas Besonderes den Effekt verursacht zu haben – und in 27 davon ist ein Objekt von der Größe eines Planeten die wahrscheinlichste Erklärung.
Einige wenige umkreisen heiße, große Sterne, deren Planeten mit herkömmlichen Methoden normalerweise nur sehr schwer zu entdecken sind.
Zuvor wurden lediglich etwa 18 zirkumbinäre Planeten bestätigt, was die Entdeckung zu einer besonders seltenen Entdeckung macht.
Warum die Entdeckung dieser neuen Planeten wichtig ist
Die Entdeckung – und die Methode dahinter – sind bedeutsam, weil sie dazu führen könnten, dass viele weitere Planeten entdeckt werden, die mit aktuellen Techniken übersehen werden, insbesondere in komplexeren Systemen.
Es vermittelt Wissenschaftlern auch ein umfassenderes Bild davon, wie Planeten in der Nähe von Zweisternsystemen entstehen und überleben.
„Die Ergebnisse dieser Arbeit werden es uns ermöglichen, Formationstheorien umfassend zu testen, Migrationsgeschichten einzugrenzen und die langfristige Entwicklung zirkumbinärer Systeme zu verstehen“, heißt es in der Studie weiter.
Die Forscher stellen außerdem fest, dass ihre Stichprobe nur einen winzigen Bruchteil der bekannten verdunkelnden Doppelsterne darstellt, nämlich „die Stichprobe, die sie analysierten, war nur ein kleiner Bruchteil der 2 Millionen EBs in Gaias Katalog“.
Sie schlagen vor, dass die Ausweitung der Suche auf den gesamten Datensatz und die Kombination mit längeren Beobachtungsbasislinien von TESS in Zukunft viel mehr Systeme aufdecken könnte.
