Außerirdischer Planet verzerrt sein Sonnensystem

Zirkumstellare Scheibe um Beta Pictoris

Der Planet, der Beta Pictoris umkreist, hat einen Knick in der den Stern umgebenden Trümmerscheibe verursacht, wie auf diesem Falschfarbenbild des Hubble-Weltraumteleskops zu sehen ist. (Bildnachweis: Sally Heap (GSFC/NASA)/Al Schultz (CSC/STScI und NASA))

Ein fremder Planet, der um einen fernen Stern kreist, hat dazu geführt, dass sich eine Trümmerscheibe um das System herum krumm gemacht hat, finden Wissenschaftler.



Die Studie könnte helfen, die komplizierte Mechanik bei der Arbeit zu beleuchten außerirdische Sternensysteme .

Astronomen hatten ursprünglich angenommen, dass ein zweiter Planet im Beta Pictoris-System die Verzerrung in der den Stern umgebenden Trümmerscheibe verursacht haben könnte, aber die neue Studie schließt dieses Szenario aus, sagen Wissenschaftler.

Der wahrscheinlichste Schuldige ist der zuerst entdeckte Planet des Sterns, eine jupitergroße Welt, die als Beta Pictoris b bekannt ist, sagten Forscher. Obwohl die gegenwärtige Umlaufbahn dieses Planeten die Verzerrung nicht verursachen würde, deuten neue Forschungen darauf hin, dass die Scheibe selbst den Planeten möglicherweise von einer früheren Bahn bewegt hat, die die Form der Scheibe verändert haben könnte. [ Galerie: Eine Welt von Kepler Alien Planets ]

Ein Planet oder zwei?

Gas und Trümmer neigen dazu, Sterne in einer glatten Ebene um ihren Äquator zu umkreisen, aber im Jahr 2000 stellten Astronomen fest, dass die Trümmerscheibe um Beta Pictoris leicht verzogen war.

'Der innere Teil der Scheibe ist geneigt und der äußere Teil, weit weg vom Stern, ist flach', sagte Rebekah Dawson, eine Doktorandin am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, gegenüber demokratija.eu.

Astronomen glaubten, dass ein Planet den Warp erzeugt. Wenn sich ein solcher Körper durch die Scheibe bewegte, würden seine Gravitationseffekte die Art und Weise verändern, wie sich die Partikel in den Trümmern bewegten, argumentierten die Wissenschaftler.

Nach einem Jahrzehnt der Suche gelang es Astronomen, Beta Pictoris b direkt abzubilden. Aber zu ihrer Überraschung schien die Umlaufbahn des Planeten darauf hinzudeuten, dass der Planet die Neigung nicht erzeugt haben konnte.

'Wenn es den Warp verursachen würde, würden wir erwarten, dass sich der Planet auf einer geneigten Umlaufbahn befindet', sagte Dawson.

Stattdessen ergab eine im August 2011 von Thayne Currie von der NASA veröffentlichte Forschung, dass die Umlaufbahn des Planeten flach war und eher am äußeren Rand der Scheibe als am Inneren ausgerichtet war.

Vor diesem Hintergrund modellierten Dawson und ihr Team mögliche Umlaufbahnen eines zweiten Planeten und seine Wechselwirkungen mit Beta Pictoris b, in der Hoffnung, einen Pfad zu finden, der die Beobachtungen erklären würde. Die Forscher waren jedoch nicht in der Lage, einen Planeten mit der richtigen Masse in der richtigen Entfernung zu simulieren, um den Warp zu verursachen.

Ein solcher Geisterplanet müsste die Verzerrung gebildet haben, ohne die Umlaufbahn des bestehenden Planeten zu stören. Es hätte klein genug sein müssen, um einer vorherigen Erkennung zu entgehen, und in einer Position, die keine weitere Biegung im System erzeugt hätte.

'Wir haben alle möglichen Massen und Entfernungen vom Stern für andere Planeten in Betracht gezogen und konnten sie alle ausschließen', sagte Dawson.

Kleinere, weiter entfernte Planeten könnten innerhalb des Systems existieren, aber keiner wäre für die Verzerrung verantwortlich, fügte sie hinzu.

'Die Tatsache, dass es einen bekannten Planeten mit der Masse und Entfernung gibt, die er hat, bedeutet, dass kein anderer Planet den Warp machen kann', sagte Dawson.

Die Forscher detailliert ihre Ergebnisse in einem Papier, das in der Dezember-Ausgabe der Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde.

Eine sich ändernde Umlaufbahn

Als Dawson und ihr Team erkannten, dass die Neigung nicht von einem zweiten Planeten verursacht worden sein konnte, beschlossen sie, den ersten erneut zu untersuchen.

Hätte Beta Pictoris b in seiner Vergangenheit eine geneigte Umlaufbahn gehabt, hätte es den Staub und das Gestein innerhalb der Scheibe ausreichend verschoben. Gleichzeitig könnte die Reibung zwischen dem Planeten und dem Staub und dem Gestein der Scheibe den Planeten so weit gezogen haben, dass er seine Umlaufbahn ändert und ihn in die gleiche Ebene wie die Trümmer drückt.

'Der Planet verliert Energie an die Scheibe, während er durchgeht', sagte Dawson.

Ein solches Szenario könnte viel über die Geschichte der Scheibe aussagen, die im ausgereiften System aus kollidierenden Gesteinen und Staub besteht, ähnlich dem Kupier-Gürtel und den Asteroiden zwischen Mars und Jupiter.

'Das sind die übrig gebliebenen felsigen Dinge, die nicht zu Planeten wurden.'

Diese winzigen Teile sind zu klein, um sie einzeln zu sehen, aber eine detaillierte Modellierung der Entwicklung des Systems könnte es Astronomen ermöglichen, diesen anspruchsvollen Körper zu untersuchen.

'Es würde uns viel über die Scheibe und die Eigenschaften der Planetesimale sagen, die sehr schwer zu untersuchen sind', sagte Dawson.

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