Derzeit kennen wir ungefähr 4.000 bestätigte Exoplaneten, hauptsächlich dank der Kepler-Mission. TESS, der Transiting Exoplanet Survey Satellite, wird diese 4000 wahrscheinlich um ein Vielfaches erhöhen. Aber was ist mit den Sternen, die all diese Planeten umkreisen?
Eine neue Studie des Astrophysical Institute und des University Observatory der University of Jena identifizierte über 200 Exoplaneten, die in Mehrsternsystemen existieren. Die Studie ist Teil der Bemühungen zu verstehen, wie Wirtssterne die Bildung und Entwicklung von Planeten beeinflussen.
Der Autor dieser Studie ist Dr. Markus Mugrauer, Astrophysiker am Astrophysikalischen Institut und Universitätsobservatorium der Universität Jena in Deutschland. Seine Arbeit basiert auf der zweiten Datenveröffentlichung von Gaia, der Mission der ESA, eine 3D-Karte unserer Galaxie zu erstellen. Mugrauer interessiert sich dafür, wie die Bildung und Entwicklung mehrerer Planeten durch das Sternensystem beeinflusst wird, was früh im Leben eines Sonnensystems geschieht.
"Mehrsternsysteme sind in unserer Milchstraße sehr verbreitet."
Dr. Markus Mugrauer, Studienautor, Universität Jena.
Die neue Umfrage zeigt, dass es innerhalb von 1600 Lichtjahren nach der Sonne 176 Doppelsterne, 27 hierarchische Tripel und ein hierarchisches Vierfachsystem gibt, die alle Exoplaneten beherbergen. Diese insgesamt 208 Mehrsternsysteme mit Planeten stammen von mehr als 1300 Exoplaneten, die Sterne in derselben Entfernung beherbergen.
Die Studie trägt den Titel „Suche nach Sternbegleitern von Exoplaneten-Wirtssternen durch Erkundung der zweiten ESA-Gaia Datenfreigabe. " Es wurde in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society vom 13. November 2019 veröffentlicht. Mugrauer ist der einzige Autor.
"Mehrsternsysteme sind in unserer Milchstraße sehr verbreitet", erklärte Mugrauer in einer Pressemitteilung. "Wenn solche Systeme Planeten enthalten, sind sie für die Astrophysik von besonderem Interesse, da sich die darin enthaltenen Planetensysteme grundlegend von unserem Sonnensystem unterscheiden können."
Die Anzahl der tatsächlichen Sterne in der Milchstraße ist nicht feststellbar. Sterne mit geringer Masse sind schwer zu finden, besonders in großer Entfernung von uns. Aber wenn Sterne gehen, arbeiten Astronomen oft mit einer Reichweite zwischen 200 und 400 Milliarden Sternen in unserer Galaxie. Einige Schätzungen zeigen, dass sich bis zu 85% der Sterne in der Milchstraße in Mehrsternsystemen befinden. Kepler-Daten zeigen, dass nur ein Drittel der Mehrsternsysteme Planeten haben. Aber wie mehrere Sternensysteme die Planeten formen, die sie umkreisen, ist immer noch eine Frage mit weit verbreiteten Konsequenzen.
Mugrauers Arbeit geht über das Finden und Identifizieren mehrerer Sternensysteme hinaus, in denen Exoplaneten leben. Er wollte diese Sonnensysteme genauer charakterisieren. Er stellte fest, dass die Systeme sehr unterschiedlich groß sind. Eng gebundene Systeme haben Begleitsterne innerhalb von 20 AE von ihrem Stern, was der Entfernung von Uranus von unserer Sonne ähnlich ist, und breitere Systeme haben Begleitsterne über 9000 AE von ihrem Stern. Sie werden jedoch am häufigsten bei etwa 1000 AUs gefunden.
Er charakterisierte auch die Arten und die Anzahl der Sterne in diesen Systemen.
Die Sterne in der Mugrauer-Studie variieren in Alter, Masse und Temperatur. Der massereichste Stern, den er gefunden hat, ist 1,4-mal so massereich wie unsere Sonne, und der am wenigsten massive ist nur 8% der Masse der Sonne. Die Masse der Gefährten liegt jedoch zwischen 0,15 und 0,3 Sonnenmassen. Viele der Mehrsternsysteme enthielten einen größeren, „dominanten“ Stern und einen kleineren Begleiter: kühle Zwergsterne mit geringerer Masse, die rot leuchten.
Eine Frage, mit der Astronomen konfrontiert sind, ist, ob Exoplaneten die manchmal verheerenden Krämpfe eines Sterns überleben können, die sich dem Endstadium seiner Entwicklung nähern. (Sehen Space Magazine: Es scheint unmöglich, aber irgendwie hat dieser Planet die rote Riesenphase seines Sterns überlebt. Mugrauer fand acht weiße Zwerge unter seinen Mehrsternsystemen, was den Fall verstärkt, dass Planeten zumindest manchmal überleben können, wenn ein Wirtsstern seine Umgebung verwüstet .
Von den 208 Mehrsternsystemen in Mugrauers Studie ist die überwiegende Mehrheit - 176 - binäre Sternensysteme. Es gibt aber auch 27 Dreifachsternsysteme und sogar ein Vierfachsternsystem. Und zwischen 20 AUs und 10.000 AUs haben 15% der Sterne einen Begleiter. Dies widerspricht der allgemeinen Häufigkeit sonnenähnlicher Sterne mit Gefährten, bei denen Astronomen doppelt so viele erwarten. Auch die in seiner Studie gefundenen Begleitstars Mugrauer zeigen Entfernungen, die etwa fünfmal größer sind als in „normalen“ Systemen.
Mugrauer: "Diese beiden Faktoren zusammen könnten darauf hinweisen, dass der Einfluss mehrerer Sterne in einem Sternensystem den Prozess der Planetenbildung sowie die weitere Entwicklung ihrer Umlaufbahnen stört."
Die Anwesenheit eines Sternbegleiters könnte den Planetenbildungsprozess in der Scheibe um die jungen Sterne stören. Seine Schwerkraft könnte auch die Entwicklung der Umlaufbahn eines Planeten beeinflussen.
Mugrauer fand heraus, dass etwa 15% der Exoplaneten-Hosting-Sterne in seiner Studie einen oder mehrere Begleitsterne haben. Aber er sieht dies nur als den Anfang seiner Arbeit. Er beabsichtigt, seine Liste als laufendes Projekt kontinuierlich zu aktualisieren, wenn neue Exoplanetenmissionen, insbesondere TESS, ihre Arbeit erledigen.
Mit dieser wachsenden Datenbank von Exoplaneten-Hosting-Systemen mit mehreren Sternen können Astronomen beginnen, eine interessante Frage zu beantworten: Wie bilden sich Planeten, entwickeln sich und passen sich an, wenn ihr Host-Stern einen Begleiter hat?
Mehr:
- Pressemitteilung: Ferne Welten unter vielen Sonnen
- Forschungsbericht: Suchen Sie nach Sternbegleitern von Exoplaneten-Wirtssternen, indem Sie die zweite ESA-Gaia Datenfreigabe
- Space Magazine: Es scheint unmöglich, aber irgendwie hat dieser Planet die rote Riesenphase seines Sterns überlebt
