Ein weiterer Beweis dafür, dass Planeten ohne Sterne in der Milchstraße überraschend häufig vorkommen.
Künstlerische Darstellung eines frei schwebenden Planeten.Bild: Wikimedia CommonsDaten, die das inzwischen im Ruhestand befindliche Kepler-Weltraumteleskop der NASA gesammelt hat, haben eine kleine Population frei schwebender Planeten in der Nähe des Galaktischen Bulge enthüllt. Die neue Erkenntnis lässt hoffen, dass zwei bevorstehende Missionen zu weiteren Entdeckungen von ungebundenen Planeten führen werden, die getrennt von ihren Heimatsternen durch den Weltraum treiben.
Die Kepler-Mission endete 2018, aber ihr Vermächtnis entfaltet sich weiter. Während seiner fast 10-jährigen Betriebszeit gelang es dem berühmten Weltraumteleskop, mindestens 2.245 Exoplaneten zu entdecken, von denen Tausende noch bestätigt werden müssen. Wir können der Liste jetzt vier neue Kandidatenplaneten hinzufügen, aber diese sind nicht von der typischen Sorte. Sie sind ungebunden, d. h. sie befinden sich nicht im Orbit um einen Stern.
Schurkenplaneten, wie sie informell genannt werden, entstanden wahrscheinlich aus einer protoplanetaren Scheibe um einen Wirtsstern, wurden dann aber durch die Gravitationsstörungen größerer Planeten in den interstellaren Raum geschleudert. Die Größe dieser Wanderer reicht von erdähnlichen bis hin zu jupitergroßen Giganten. Faszinierenderweise könnten sie außergewöhnlich reichlich vorhanden sein, wobei einige Wissenschaftler Billionen davon in der Milchstraße schätzen. Ihre wahre Populationsgröße bleibt jedoch ein Rätsel.
In einer neuen Studie, die heute in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, präsentierte ein Team von Astronomen ihre Analyse der Daten, die während der Kepler-K2-Mission gesammelt wurden. Geleitet wurde die Gruppe von Iain McDonald, Dozent für Astrophysik an der Open University und Research Fellow an der University of Manchester. Der Artikel beschreibt, wie Kepler von Ende April bis Anfang Juli 2016 regelmäßig einen großen Sternhaufen in der Nähe des Galaktischen Bulge beobachtete, während er nach Gravitations-Mikrolinsen-Ereignissen suchte.
Wie Einstein bekanntermaßen vorhersagte, können Vordergrundobjekte das von Hintergrundsternen ausgehende Licht verzerren. Dies führt zu einer vorübergehenden Vergrößerung des einfallenden Lichts aus unserer Perspektive, und der Effekt kann von wenigen Stunden bis zu einigen Tagen anhalten. Mikrolinsen-Ereignisse sind relativ selten, und solche, die von Schurkenplaneten erzeugt werden, sind noch seltener.
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Wie McDonald in einer E-Mail erklärte, er und sein Team führten die Studie durch, weil sie herausfinden wollten, wie viele Schurkenplaneten existieren könnten, da frühere Studien in Bezug auf die Schätzungen tendenziell variieren.
„Frei schwebende Planeten sind die Ruinen der Entstehung von Planetensystemen, bei denen die Umlaufbahnen von Planeten und Sternen nicht kompatibel waren“, schrieb McDonald. „Die Anzahl frei schwebender Planeten, die wir sehen, sagt uns, wie gewaltsam der Prozess der Planetenherstellung normalerweise ist.“
Wichtig ist, dass für diese Forschung eine spezielle Datenreduktionstechnik erforderlich war, da Kepler nicht darauf ausgelegt war, Planeten mit Mikrolinsenereignissen zu erkennen. Häufiger für das Weltraumteleskop ist es, Exoplaneten mit der Transitmethode zu finden, bei der ein vorbeiziehender Exoplanet eine merkliche Verdunkelung seines Wirtssterns verursacht.
„Wissenschaftler stehen oft vor der Herausforderung, neue Verwendungsmöglichkeiten für alte Geräte zu finden“, sagte McDonald. „In diesem Fall waren es fünf Jahre Arbeit von zwei Personen“, nämlich Radek Poleski, Mitautor der Studie und Astronom an der Universität Warschau, und McDonald selbst. Poleskis Beitrag ermöglichte es dem Team, die besten Messungen der Helligkeit eines Sterns mit dem maroden Kepler-Teleskop zu erhalten, während McDonalds Arbeit zu einer maßgeschneiderten Technik führte, um „über 12 Milliarden Messungen der Helligkeit von Sternen nach Ereignissen zu suchen, die frei schwebende Planeten sein könnten“. ,” er erklärte.
Mit Blick auf die Kepler-K2-Daten dokumentierten die Wissenschaftler Dutzende von kurzzeitigen Mikrolinsen-Ereignissen in der Nähe des galaktischen Kerns. Davon wurden 22 zuvor während der bodengestützten OGLE- und KMTnet-Kampagnen entdeckt, aber fünf Unterschriften waren zuvor noch nicht gesehen worden. Von diesen fünf erwies sich einer als gebundener Exoplanet, aber die verbleibenden vier zeigten superkurze Mikrolinsenereignisse, die mit frei schwebenden Planeten übereinstimmen. Eine der vier Kandidatensignaturen wurde anschließend in bodengestützten Daten entdeckt. Die nur mehrere Stunden dauernden Mikrolinsen-Ereignisse deuten auf die Entdeckung ungebundener Exoplaneten hin, die nicht größer als die Erde sind. Diese vier Ereignisse wurden als Kandidaten für frei schwebende Planeten bezeichnet, da Astronomen nicht zurückgehen und sie sich noch einmal ansehen können, wie McDonald erklärte.
„Sie sind zu schwach, um direkt zu sehen, und es ist unwahrscheinlich, dass sie jemals einen anderen Stern auf der menschlichen Zeitskala mikrolinsen. Daher können wir nicht definitiv beweisen, dass es sich um frei schwebende Planeten handelt“, schrieb er. „Stattdessen mussten wir jedes andere Szenario ausschließen, das uns einfällt. Wir haben versucht, Probleme mit [Kepler und seinen Instrumenten], Körpern in unserem Sonnensystem wie Asteroiden, pulsierenden und anderen veränderlichen Sternen sowie Flares auf Sternen mit starken Magnetfeldern auszuschließen. Die einzige wahrscheinliche Erklärung, die uns blieb, sind frei schwebende Planeten.“
Es ist unmöglich zu wissen, wie die Bedingungen auf diesen mutmaßlichen abtrünnigen Exoplaneten sind, aber McDonald sagte McDonald sie könnten „kalte, eisige Ödlande“ sein, und wenn sie eine ähnliche Größe wie die Erde haben, würden ihre Oberflächen „Körpern im äußeren Sonnensystem wie Pluto sehr ähneln“.
Das neue Papier deutet auf das Vorhandensein einer großen Population erdgroßer Schurkenplaneten in der Milchstraße hin. Es wird deutlich, dass frei schwebende Planeten weit verbreitet sind. McDonald sagte, sein Team arbeite derzeit daran, eine genauere Schätzung zu erstellen, wie viele davon existieren könnten.
Die neue Forschung zeigt auch, dass frei schwebende Planeten kann mit aktuellen Teleskopen nachgewiesen werden. Das Nancy Grace Roman Space Telescope der NASA und die Euclid-Mission der ESA sind jedoch bereit, noch mehr zu entdecken.
„Die Missionen von Roman und Euklid sind viel leistungsfähigere Teleskope als Kepler und werden viel stabiler sein“, erklärte McDonald. „Es gibt Pläne, diese Teleskope auf denselben Himmelsfleck zu richten und nach anderen frei schwebenden Planeten zu suchen. Das Auffinden dieser Planeten mit Kepler gibt uns die Gewissheit, dass dies eine gute Nutzung der begrenzten Zeit ist, für die wir Roman und Euklid verwenden können, und lässt uns verfeinern, wie wir diese Beobachtungen durchführen, um die besten Erkennungen zu machen.“
Wenn es wirklich viele Schurkenplaneten gibt, sollten die oben genannten Missionen keine Schwierigkeiten haben, sie zu finden. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis wir mehr über diese himmlischen Nomaden wissen.
Mehr: Verzerrtes Licht enthüllt den kleinsten der Wissenschaft bekannten Schurkenplaneten.
George DvorskyPostsEmailTwitter
Leitender Mitarbeiterreporter bei Gizmodo, spezialisiert auf Astronomie, Weltraumforschung, SETI, Archäologie, Bioethik, Tierintelligenz, Human Enhancement und Risiken durch KI und andere and fortschrittliche Technologie.