gov-civil-vilareal.ptExistiert Planet Neun? Eine fremde Welt 300 Lichtjahre entfernt gibt Hoffnung
>Es ist seltsam zu denken, dass ein Exoplanet über 3 Billiarde Kilometer entfernt können indirekt die Existenz eines Planeten Neun tief in den äußeren Teilen unseres eigenen Sonnensystems unterstützen, aber hier sind wir. HD 106906b ist sicher ein Sonderling , aber die Tatsache, dass es überhaupt da ist, bedeutet, dass unser eigenes System so etwas haben könnte.
HD 106906 ist ein Binärsystem , zwei Sterne mit der 1,3-fachen Sonnenmasse, die sich jeweils auf einer 49-Tage-Umlaufbahn umkreisen. Sie sind etwa 340 Lichtjahre von der Erde entfernt und sie sind jung, nur etwa 15 Millionen Jahre alt (mit 4,6 Milliarden ist unsere Sonne 300 Mal älter). So jung, dass sie noch immer von einer Trümmerscheibe aus planetenbildendem Material umgeben sind, die von der Geburt der Sterne übrig geblieben ist. Lücken in der Scheibe deuten darauf hin, dass Planeten in einer Entfernung von bis zu 7,5 Milliarden Kilometern um die Sterne kreisen könnten, was ihr System etwa doppelt so breit macht wie unser eigenes.
Aber. Im Jahr 2014 gaben Astronomen bekannt, dass sie einen Planeten gefunden haben, der die Sterne umkreist, gesehen von direkte Bildgebung : Wörtlich können Sie es in einem Bild des Systems sehen. Es heißt HD 106906b, ist mit der 11-fachen Masse des Jupiter bullig und befindet sich derzeit etwa 110 Milliarden Kilometer von den Sternen entfernt.
Verarbeitetes Hubble-Bild des Doppelsterns HD 106906 (hinter einer Maske, die ihn schattiert; markiert durch die Sternsymbole) und seines Planeten HD 106906b, der eine mögliche Umlaufbahn dafür zeigt. Die asymmetrische Scheibe um die Sterne erstreckt sich am besten nach rechts oben von der Mitte; die linke Seite ist kürzer und dicker. Die Größe der Umlaufbahn von Neptun wird gezeigt, und 500 AE = 75 Milliarden km. Kredit: NASA, ESA, M. Nguyen (University of California, Berkeley), R. De Rosa (European Southern Observatory) und P. Kalas (University of California, Berkeley und SETI Institute)
Das ist ein sehr langer Weg; 25-mal weiter weg, als Neptun die Sonne umkreist! Nicht nur das, auf den Bildern kann man deutlich sehen, dass seine Position dies tut nicht mit der Festplatte ausrichten, was sehr seltsam ist. Wenn er in derselben Ebene wie die anderen Planeten kreiste, sollte eine von der Scheibe ausgehende Linie zum Planeten zeigen. Dies ist nicht der Fall, daher muss seine Umlaufbahn erheblich geneigt sein.
Mit den 14-jährigen Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops Astronomen konnten sehen, wie sich der Planet physisch bewegte , so dass sie eine Schätzung ihrer Umlaufbahn erhalten. Und ja, es ist seltsam.
Der Planet scheint sich um einen Winkel von 32 Millibogensekunden bewegt zu haben*zwischen den Bildern von 2004 und 2017. Das ist eine winzige Menge, die der scheinbaren Größe eines US-Viertels aus 2.000 Kilometern Entfernung entspricht! Ich bin beeindruckt, dass sie das messen konnten. Das bedeutet jedoch, dass der Planet auf seiner Umlaufbahn etwa 500 Millionen Kilometer zurückgelegt hat.
Hubble-Bild, das potenzielle Umlaufbahnen (weiße Ellipsen) des Planeten HD 106906b zeigt, die mit Modellen seiner Bewegung berechnet wurden (siehe Einschub zwischen 2004 und 2017). Beachten Sie, wie asymmetrisch die innere Scheibe in dieser Aufnahme aussieht. Kredit: Nguyenet al.
Sie fanden heraus, dass die Umlaufbahn stark elliptisch ist und den Planeten bis auf 70 Milliarden Kilometer nahe und bis zu 180 Milliarden Kilometer weit entfernt. Die Umlaufperiode (das 'Jahr' des Planeten) beträgt ungefähr 15.000 Jahre und ist tatsächlich um über 50° von der Umlaufbahn dieser inneren Scheibe geneigt.
Tatsächlich könnte dies eine Seltsamkeit an der Scheibe erklären. Auf der einen Seite der Sterne ist es dünn und dehnt sich ziemlich weit aus, aber auf der anderen Seite ist es dicker und wird in viel geringerer Entfernung zum Stern abgeschnitten. Der Planet selbst könnte das erklären; Wenn es einmal pro Umlauf näher zu den Sternen schwingt, könnte es gravitativ an der Scheibe ziehen, sie verkürzen und ihre Form verändern.
Kunstwerk, das den Super-Jupiter-Exoplaneten HD 106906 b zeigt, der über 100 Milliarden km um seinen Doppelsternwirt kreist. Eine Scheibe aus planetenbildendem Material umgibt die Sterne und weist auf ihr junges Alter hin. Kredit: ESA / Hubble, M. Getreidemesser
Dieser Teil ist sehr cool: Es ist in den äußeren Bereichen dieser Scheibe, wo sich große Eiskörper bilden, die wir in unserem eigenen Sonnensystem Trans-Neptunische Objekte (oder TNOs) nennen. Diese reichen von kleinen Objekten bis hin zu so großen wie Pluto, ein paar tausend Kilometer im Durchmesser.
Wir erwarten, dass sehr weit entfernte TNOs in alle Richtungen verstreut sein sollten, mit zufällig geneigten Umlaufbahnen. Im Laufe der Jahre haben Astronomen jedoch festgestellt, dass die Umlaufbahnen vieler von ihnen so ausgerichtet sind, dass Sie es nicht zufällig erwarten, aber erwarten Sie, wenn ein massiver Planet weit hinter Neptun kreist, an ihnen zerrt und ihre Umlaufbahnen ändert. Es wird vermutet, dass dieser Planet existiert, aber er wurde noch nicht entdeckt, daher nennen wir ihn vorerst Planet Neun.
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Kunstwerk eines möglichen Planeten weit, weit weg. Kredit: Caltech/R. Verletzt (IPAC)
Es gibt immer noch einige Kontroversen darüber, ob Planet Neun existiert oder nicht, aber HD 106906b verleiht seiner Existenz Glauben. Die Orbitalgröße, -form und -neigung des Exoplaneten ähneln denen, die für Planet Neun theoretisiert wurden, und die Tatsache, dass die HD 106906-Scheibe abgeschnitten ist, zeigt, dass sie auch TNO-Orbits sehr gut neu ausrichten kann.
Es bleibt die Frage, wie es auf eine so seltsame Umlaufbahn gekommen ist. Die Astronomen, die die Umlaufbahn von HD 106906b untersuchen, spekulieren, dass es sich viel näher an den Sternen gebildet hat. Die Scheibe, die die Sterne umgibt, übt eine Art Widerstand auf den Planeten aus und stiehlt ihm Orbitalenergie, sodass sie in Richtung der Sterne gefallen wäre (wir nennen das orbitale Migration , und denke, dass es in jedem sich bildenden Planetensystem üblich ist). Als es nahe genug an die Doppelsterne herangekommen war, hätte es ihre sich ändernde Schwerkraft (aufgrund der gegenseitigen Umlaufbahn der Sterne) in eine stark elliptische Umlaufbahn geworfen. Dann hätte ein vorbeiziehender Stern, der an dem Planeten zerrte, die Umlaufbahn stabilisieren und ihn vom inneren System fernhalten können.
Ein mögliches Szenario für die Orbitalentwicklung von HD106906b. Es bildete sich in der Nähe der Doppelsterne (links), aber das Ziehen mit der Scheibe ließ es so nah fallen, dass die Schwerkraft der Sterne es wegschleuderte (Mitte). Ein vorbeiziehender Stern zerrte daran und stabilisierte seine Umlaufbahn (rechts). Kredit: NASA, ESA und L. Hustak (STScI)
Wenn Planet Neun existiert, ist es schwer zu sagen, wie er auf seine Umlaufbahn gekommen ist, aber es hätte ähnlich sein können. Wenn er sich Jupiter näherte, hätte der größere Planet ihn weggeschleudert, und wieder hätte ein vorbeiziehender Stern ihn stabilisieren können. Es ist nicht klar, ob dies der Fall ist oder nicht – wir müssen natürlich zuerst den Planeten finden – aber es ist plausibel. Und es könnte sehr früh in der Geschichte des Sonnensystems passiert sein, denn HD 106906b ist erst 15 Millionen Jahre alt.
All dies sagt uns, dass das Universum ein ziemlich seltsamer Ort ist und mit genügend Baumaterial und Zeit Dinge, die ungewöhnlich erscheinen, tatsächlich alltäglich sein können. Das finde ich nicht nur tröstlich, sondern berauschend : Was wartet da draußen noch darauf, entdeckt zu werden, woran wir noch nicht gedacht haben, weil das Universum mehr Fantasie hat als wir?
*1 Millibogensekunde ist 1/1000NSeiner Bogensekunde, die selbst 1/3600 . istNSeines Grades.
