Astronomen entdecken jungen Planeten im Taurus-Molekülwolke
Ein neu entdeckter Planet umkreist einen jungen Stern im Stiergebiet.
Madyson G. Barber, Andrew W. Mann, Andrew Vanderburg, Daniel Krolikowski, Adam Kraus, Megan Ansdell, Logan Pearce, Gregory N. Mace, Sean M. Andrews, Andrew W. Boyle, Karen A. Collins, Matthew De Furio, Diana Dragomir, Catherine Espaillat, Adina D. Feinstein, Matthew Fields, Daniel Jaffe, Ana Isabel Lopez Murillo, Felipe Murgas, Elisabeth R. Newton, Enric Palle, Erica Sawczynec, Richard P. Schwarz, Pa Chia Thao, Benjamin M. Tofflemire, Cristilyn N. Watkins, Jon M. Jenkins, David W. Latham, George Ricker, Sara Seager, Roland Vanderspek, Joshua N. Winn, David Charbonneau, Zahra Essack, David R. Rodriguez, Avi Shporer, Joseph D. Twicken, Jesus Noel Villaseñor
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Inhaltsverzeichnis
- Die Suche nach jungen Planeten
- Die neuen Entdeckungen
- Die kleinen Überraschungen im System
- Wie wir diesen Planeten gefunden haben
- Die grundlegenden Eigenschaften des Sterns und des Planeten
- Die ungewöhnliche Scheibe
- Das Rätsel der Fehlanpassung
- Die Auswirkungen dieser Entdeckung
- Also, was kommt als Nächstes?
- Fazit
- Originalquelle
Astronomen haben kürzlich einen grossen Planeten entdeckt, der einen sehr jungen Stern umkreist, der sich in einer Region namens Taurus-Molekülwolke befindet. Dieser Stern ist gerade mal 3 Millionen Jahre alt, was ziemlich jung im kosmischen Zeitrahmen ist. Die meisten Planeten um Sterne dieses Alters sind ziemlich schwer zu finden, da sie sich noch in der Entstehung befinden oder von Staub und Gas umgeben sind.
Die Suche nach jungen Planeten
Junge Planeten zu finden, ist ein bisschen wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Astronomen haben viele Planeten um Sterne entdeckt, die 10 bis 40 Millionen Jahre alt sind, aber jüngere sind selten. Ein Grund dafür ist, dass neugeborene Planeten sich möglicherweise nicht in einer Position befinden, die es uns ermöglicht, sie während eines Transits zu sehen, also wenn sie von unserem Standpunkt aus vor ihrem Stern vorbeiziehen und etwas von dessen Licht blockieren.
Wir wissen jetzt jedoch, dass viele dieser umgebenden Staubscheiben geneigt oder verzogen sein können. Wenn die innere Staub- und Gasscheibe grösstenteils geräumt ist, wird es den jungen, neu entstandenen Planeten möglich, während ihres Transits sichtbar zu werden.
Die neuen Entdeckungen
Der Planet, von dem wir sprechen, umkreist einen Stern, der etwa 0,7 Mal so massereich ist wie unsere Sonne. Dieser Stern hat eine Übergangsscheibe, was bedeutet, dass sie nicht komplett mit Material gefüllt ist, sodass wir hindurchsehen können. Der Planet selbst hat eine Periode von etwa 8,83 Tagen, was bedeutet, dass er in diesem Zeitraum eine Umrundung um seinen Stern vollzieht.
Seine Grösse ordnet ihn in die Kategorie der Super-Erden oder sub-Neptunischen Planeten ein, das sind Begriffe für Planeten, die grösser als die Erde, aber kleiner als Neptun sind. Die Beobachtungen dieses Planeten deuten darauf hin, dass er Teil einer neuen Klasse von Planeten sein könnte, die eventuell zur Bildung von Super-Erden oder Mini-Neptunen um ältere Sterne führen kann.
Die kleinen Überraschungen im System
Interessanterweise scheint alles in diesem System ausgerichtet zu sein, ausser der äusseren Staubscheibe. Der Stern, der Planet und ein weit entfernter Begleitstern sind alle schön ausgerichtet. Warum es zu dieser Fehlanpassung gekommen ist, bleibt ein wenig mysteriös. Der Begleitstern ist ziemlich weit weg, etwa 4 Mal weiter als unser Planet von der Sonne, was bedeutet, dass es sich um einen weiten binären Begleiter handelt.
Trotz des jungen Alters dieses Sterns und seines Planeten liefert das System bereits Hinweise darauf, wie Planeten entstehen und sich bewegen.
Wie wir diesen Planeten gefunden haben
Der Planet wurde erstmals durch ein Weltraumteleskop namens TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) im November 2019 entdeckt. Seitdem hat TESS insgesamt 18 Transits dieses Planeten über verschiedene Beobachtungssektoren hinweg gefunden. Erdgestützte Teleskope waren entscheidend, um diese Beobachtungen zu bestätigen, indem sie hochauflösende Systeme verwendeten, um einen klareren Blick zu bekommen.
Die Lichtkurve, die zeigt, wie sich die Helligkeit des Sterns im Laufe der Zeit verändert, deutete darauf hin, dass wir tatsächlich einen Planeten betrachteten. Die Lichtkurve hatte klare Muster, die mit einem Planeten übereinstimmten, der vor seinem Stern vorbeizog.
Die grundlegenden Eigenschaften des Sterns und des Planeten
Dieses System ist auch Teil einer grösseren Gruppe, die als Taurus-Auriga-Sternentstehungsregion bekannt ist, die mehrere Untergruppen hat, wobei dieser Stern ein Mitglied der D4-Nord-Untergruppe ist. Durch das Studium dieser Sterne und ihrer Merkmale konnten Astronomen das Alter der Sterne in dieser Gruppe schätzen und mehr darüber erfahren, wie sie sich entwickeln.
Für diesen Planeten deuten Messungen auf eine obere Grenze seiner Masse von etwas über dem Vierfachen der Masse der Erde hin. Da junge Planeten aufgrund der Wärme aus der Entstehung grössere Grössen erwarten lassen, passt die Grösse dieses Planeten gut zu den Erwartungen für einen jungen Planeten.
Die ungewöhnliche Scheibe
Diese Staubscheibe um den Stern ist nicht einfach ein einfacher Kreis. Sie hat Merkmale, die darauf hindeuten, dass ihre inneren Regionen geräumt wurden, wahrscheinlich durch den gravitativen Einfluss des jungen Planeten. Das Vorhandensein solcher Übergangsscheiben hilft Astronomen zu verstehen, wie Planeten innerhalb dieser Scheiben wandern und entstehen können.
Die äusseren Regionen der Scheibe sind uns gegenüber mehr frontal ausgerichtet, was uns ebenfalls hilft, den Planeten klarer zu sehen. Die Rotationsachse des Sterns ist gut mit der Umlaufbahn des Planeten ausgerichtet, aber sie sind fast senkrecht zur Scheibe, was der Geschichte eine weitere Wendung verleiht.
Das Rätsel der Fehlanpassung
Die Fehlanpassung der äusseren Scheibe wirft Fragen auf. Es ist möglich, dass die Staubscheibe ursprünglich mit dem Stern und dem Planeten ausgerichtet war, aber etwas die Scheibe verzogen hat. Vielleicht könnten Wechselwirkungen mit einem Begleiter oder Material aus der Umgebung den Winkel der Scheibe verschieben.
Einige Theorien legen nahe, dass frühe Umweltfaktoren die Form der Scheibe beeinflussen. Andere haben Beweise für verzogene Scheiben gezeigt, was darauf hindeutet, dass dies keine einzigartige Situation ist.
Die Auswirkungen dieser Entdeckung
Angesichts seiner einzigartigen Eigenschaften und des jungen Alters eröffnet dieser Planet spannende Möglichkeiten, um zu verstehen, wie Planeten entstehen und sich entwickeln. Durch die Nähe zur Erde könnte dieses System zu weiteren Entdeckungen junger Planeten führen und unser Verständnis der frühen planetarischen Entwicklung erweitern.
Zukünftige Beobachtungen mit fortschrittlicher Technologie, wie ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), könnten weitere Einblicke in die Ausrichtung der Scheibe und andere Eigenschaften dieses faszinierenden Systems bieten.
Also, was kommt als Nächstes?
Diese Entdeckung motiviert Astronomen, verstärkt nach Planeten um junge Sterne zu suchen, besonders um solche, die weniger als 10 Millionen Jahre alt sind. Die Hoffnung ist, mehr von diesen ungewöhnlichen planetarischen Systemen zu finden, was unser Verständnis darüber, wie Planeten entstehen, wandern und sich im Laufe der Zeit entwickeln, erweitern könnte.
Im grossen Ganzen könnte das Verständnis dieser jungen Planeten uns helfen, die Geheimnisse unseres eigenen Sonnensystems und darüber hinaus zu entschlüsseln.
Fazit
Mit dieser neuen Entdeckung eines riesigen Planeten lernen wir weiterhin viele Wege kennen, wie Planeten entstehen können. Dieser spezielle Fall erinnert uns daran, wie dynamisch und vielfältig das Universum sein kann. Die Erkenntnisse bereichern nicht nur unser Verständnis der Planetenbildung, sondern wecken auch Neugier und Aufregung für zukünftige Erkundungen in der Astronomie.
Also, wenn du das nächste Mal zu den Sternen schaust, denk daran, dass da draussen viel passiert, und du vielleicht gerade die Geburt einer neuen Welt miterlebst. Egal, ob es ein grosser Planet oder ein kleiner ist, jede Entdeckung fügt ein weiteres Puzzlestück im kosmischen Rätsel hinzu.
Titel: A giant planet transiting a 3-Myr protostar with a misaligned disk
Zusammenfassung: Astronomers have found more than a dozen planets transiting 10-40 million year old stars, but even younger transiting planets have remained elusive. A possible reason for the lack of such discoveries is that newly formed planets are not yet in a configuration that would be recognized as a transiting planet or cannot exhibit transits because our view is blocked by a protoplanetary disk. However, we now know that many outer disks are warped; provided the inner disk is depleted, transiting planets may thus be visible. Here we report the observations of the transiting planet IRAS 04125+2902 b orbiting a 3 Myr, 0.7 M$_\odot$, pre-main sequence star in the Taurus Molecular Cloud. IRAS 04125+2902 hosts a nearly face-on (i $\sim$ 30$^\circ$) transitional disk and a wide binary companion. The planet has a period of 8.83 days, a radius of 10.9 R$_\oplus$ (0.97R$_J$), and a 95%-confidence upper limit on its mass of 90M$_\oplus$ (0.3M$_J$) from radial velocity measurements, making it a possible precursor of the super-Earths and sub-Neptunes that are commonly found around main-sequence stars. The rotational broadening of the star and the orbit of the wide (4", 635 AU) companion are both consistent with edge-on orientations. Thus, all components of the system appear to be aligned except the outer disk; the origin of this misalignment is unclear. Given the rare set of circumstances required to detect a transiting planet at ages when the disk is still present, IRAS 04125+2902 b likely provides a unique window into sub-Neptunes immediately following formation.
Autoren: Madyson G. Barber, Andrew W. Mann, Andrew Vanderburg, Daniel Krolikowski, Adam Kraus, Megan Ansdell, Logan Pearce, Gregory N. Mace, Sean M. Andrews, Andrew W. Boyle, Karen A. Collins, Matthew De Furio, Diana Dragomir, Catherine Espaillat, Adina D. Feinstein, Matthew Fields, Daniel Jaffe, Ana Isabel Lopez Murillo, Felipe Murgas, Elisabeth R. Newton, Enric Palle, Erica Sawczynec, Richard P. Schwarz, Pa Chia Thao, Benjamin M. Tofflemire, Cristilyn N. Watkins, Jon M. Jenkins, David W. Latham, George Ricker, Sara Seager, Roland Vanderspek, Joshua N. Winn, David Charbonneau, Zahra Essack, David R. Rodriguez, Avi Shporer, Joseph D. Twicken, Jesus Noel Villaseñor
Letzte Aktualisierung: 2024-11-27 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2411.18683
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.18683
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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