Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)
The MEarth Project
Von den annähernd 4300 bislang bestätigten Exoplaneten werden ungefähr zehn Prozent davon als „heiße Jupiter“ klassifiziert. Dies sind Planeten mit Massen, die zwischen ungefähr 0.4 und 12 Jupitermassen liegen, und Umlaufzeiten von weniger als etwa 110 Tagen haben (dies besagt, daß sie nah um ihren Stern kreisen – gewöhnlich viel näher als Merkur der Sonne ist – und hohe Oberflächentemperaturen besitzen). Ein „heißer Neptun“ hat eine geringere Masse, die näher an der des Neptun liegt und die circa zwanzig Mal geringer ist als bei Jupiter, und der seinen Stern auch sehr eng umkreist. Astronomen untersuchen nicht nur die Eigenschaften von Exoplaneten, sondern auch, wie sie sich innerhalb ihrer Planetensysteme entwickeln. Heiße Jupiter und heiße Neptune stellen ein Rätsel dar. Sie sollen sich wie die riesigen Planeten in unserem Sonnensystem viel weiter draußen in den kalten Regionen ihrer Systeme gebildet haben und dann nach innen auf ihre momentane, sternnahe Lage gewandert sein. Beweise, die diese Entwicklungsgeschichte stützen, sollten in den Bahnexzentrizitäten und anderen Hinweisen zu finden sein, die allerdings schwierig zu erlangen sind.
Jonathan Irwin, David Charbonneau und Jennifer Winters vom CfA waren Mitglieder in einem Team, das die Entwicklung des heißen Neptuns K2-25 untersuchte, ein vor seinem Heimatstern vorüberziehenden (transitierenden) Exoplaneten mit einer Umlaufzeit von nur 3.48 Tagen, einer geschätzten Masse von annähernd sieben Erdmassen und einer stark exzentrischen Umlaufbahn (ein Wert von 0.27; seine größte Entfernung vom Stern übertrifft seine geringste Entfernung um rund 70%). K2-25 hat den Vorteil, sich in einem jungen Sternhaufen zu befinden, dessen Alter mit etwa 650 Millionen Jahren gut eingegrenzt ist. Dieses junge Alter erlaubt zu prüfen, ob für den Migrationsmechanismus Zeit vorhanden ist, um sich auszuwirken, ob solch ein Prozeß den Planeten mit seiner großen beobachteten Exzentrizität zurücklassen könnte oder nicht und nicht zuletzt, ob solch ein junger Stern aktiv genug sein könnte, durch Sternflecken den Datensatz für eine Analyse komplizierter gemacht zu haben (der Stern dreht sich in 1.88 Tagen um sich selbst).
Das Team untersuchte zweiundzwanzig nicht direkt aufeinander folgende Transits des Planeten, gewonnen mit den erdgebundenen MEarth-Teleskopen, der Infrared Array Camera (IRAC) an Bord von Spitzer sowie der Kepler-Mission, und modellierte jeden Durchgang einzeln, bevor es die Folgerungen daraus zusammenfasste. Sie schätzen, daß der Zeitraum, in dem ein Umlauf nach der Migration kreisförmig wird, bei ungefähr 410 Millionen Jahren liegt, was annähernd dem Alter des Systems entspricht, und demzufolge die Tatsache, daß der Umlauf exzentrisch ist, darauf verweist, daß irgend ein anderer Körper K2-25 stören kann. Die Wissenschaftler suchten nach Anzeichen für andere Planeten in dem System, die für Änderungen, kleine Abweichungen, die sich aus der gravitativen Störung der Planeten ergeben würden, in der Transit-Lichtkurve (Änderungen im Zeitverlauf des Transits) von K2-25 verantwortlich sein könnten. Sie fanden keine Planeten. Das Ergebnis, obwohl es Raum für Mehrdeutigkeit läßt, stimmt mit der Theorie überein, daß dieser heiße Neptun nach innen wanderte.
Literatur:
„The Young Planetary System K2-25: Constraints on Companions and Starspots“
Isabel J. Kain, Elisabeth R. Newton, Jason A. Dittmann, Jonathan M. Irwin, Andrew W. Mann, Pa Chia Thao, David Charbonneau, and Jennifer G. Winters
The Astronomical Journal 159, 83, 2020
oder
arXiv:1912.05552v1 [astro-ph.EP] 11 Dec 2019
