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Ungewöhnlicher Exoplanet mit extremem Orbit: Parallelen zu "Planet 9"?

Orbit von Exoplanet HD 106906 b.

Der Orbit von Exoplanet HD 106906 b. Der zentrale Doppelstern wurde ausgeblendet, da er den Planet und die Staubscheibe sonst überstrahlt hätte. Bild: NASA, ESA, M. Nguyen (University of California, Berkeley), R. De Rosa (European Southern Observatory), and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)

Der 336 Lichtjahre entfernte Exoplanet HD 106906 b mit elf Jupitermassen und einem ungewöhnlichen Orbit könnte Hinweise auf den hypothetischen "Planet 9" in unserem Sonnensystem geben. Er zeigt, dass Körper wie der postulierte neunte Planet möglich sind.

Erstmals konnten Astronomen mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops die Bewegung eines Jupiter-ähnlichen Planeten messen, der sich in großer Entfernung von seinem Zentralstern und der sichtbaren Staubscheibe um diesen bewegt. Diese Staubscheibe ist dem Kuiper-Gürtel unseres Sonnensystems ähnlich. Planet 9 würde ebenfalls außerhalb des Kuiper-Gürtels die Sonne umkreisen.

HD 106906 b befindet sich auf einer ungewöhnlich im Raum liegenden Umlaufbahn, analog zu den theoretischen Vorhersagen zu Planet 9. Dies wirft die Frage nach der Entwicklung solcher Planeten auf und wie sie in ihren heutigen Orbit gelangten.

Das System ist nur etwa 15 Millionen Jahre alt. Sofern Planet 9 existiert, entstand er vermutlich in der Frühphase des 4,6 Milliarden Jahre alten Sonnensystems.

Ein extremer Orbit

Vom Orbit des 2013 entdeckten Planeten war nicht viel bekannt. Erst das Hubble-Weltraumteleskop ermöglichte die Vermessung der Umlaufbahn auf der Grundlage verschiedener Beobachtungen über einen Zeitraum von 14 Jahren. Hierfür wurden Daten aus dem Hubble-Archiv herangezogen, die Hinweise auf die Bewegung des Planeten lieferten.

Der Planet mit einer Umlaufzeit von 15.000 Jahren befindet sich in einer Entfernung von 730 astronomischen Einheiten (ca. 109 Milliarden Kilometer) von seinem Mutterstern. Aufgrund der extrem geringen Anziehungskraft, die der Stern in dieser Entfernung auf den Planeten ausübt, bewegt er sich extrem langsam auf seiner Umlaufbahn. Es war eine enorme Herausforderung, die Bewegung in einem so kurzen Beobachtungszeitraum nachzuweisen.

Der extrem deformierte Orbit und seine ungewöhnliche Lage im Raum war für die Forscher eine Überraschung. Die Staubscheibe um den Stern ist ebenfalls ungewöhnlich geformt. Dies könnte eine Folge der Gravitationskraft sein, die der Planet auf sie ausübt.

Wie gelangte HD 106906 b in seinen jetzigen Orbit?

Nach der vorherrschenden Theorie bildete er sich in einer Entfernung zum Mutterstern, die der dreifachen Entfernung Erde-Sonne entspricht. Zugkräfte innerhalb der Staubscheibe zwangen ihn in einen Orbit dicht am zentralen Doppelstern.

Gravitationskräfte der sich umeinander drehenden Sterne katapultierten HD 106906 b in seinen jetzigen exzentrischen, langgestreckten elliptischen Orbit, der ihn in den interstellaren Raum beförderte. Ein von außerhalb vorbei ziehender Stern stabilisierte die Umlaufbahn und hinderte den Planet so daran, sein Heimatsystem zu verlassen.

Mögliche Sterne, die für eine solche Passage in Frage kommen, wurden 2019 durch präzise Distanz- und Bewegungsmessungen des Gaia-Satelliten der ESA identifiziert.

Ähnlichkeiten zu Planet 9?

Das Szenario, das zum außergewöhnlichen Orbit von HD 106906 b führte, ist möglicherweise den Prozessen ähnlich, die Planet 9 in die äußeren Bereiche des Sonnensystems weit außerhalb der bekannten Planeten und des Kuiper-Gürtels lenkten. Er bildete sich möglicherweise im inneren Sonnensystem und wurde von Jupiter in seinen hypothetischen Orbit katapultiert und anschließend von vorbeiziehenden Sternen stabilisiert.

Aktuell haben Astronomen nur indirekte Hinweise, dass Planet 9 existieren könnte. Sie entdeckten eine Ansammlung kleiner Körper, die sich außerhalb der Neptunbahn auf ungewöhnlichen Bahnen um die Sonne bewegen.

Nach Meinung einiger Astronomen wird dieser Cluster von der Gravitationskraft eines großen, bisher unentdeckten Planeten gebildet. Eine weitere Theorie besagt, dass diese Häufung von Kleinkörpern nicht durch einen großen Planeten, sondern das Resultat der gemeinsamen Anziehungskraft zahlreicher kleiner Körper ist. Es besteht auch die Möglichkeit, dass es sich bei der Häufung um eine statistische Anomalie handelt.

13.12.2020

Quelle: https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-53


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