Es dauerte den Weihnachtstag. Nur ein Blick.
Der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA entdeckte am 25. Dezember 2020 einen Rückgang des Sternenlichts. Dieser einzelne Transit löste eine Jagd nach NGTS-38 b aus, einem Planeten, der sich als fast fünfmal massereicher als Jupiter erweist.
Jahrelang waren Astronomen auf der Jagd nach Planeten, die nahe an ihren Sternen kreisten. Kurze Umlaufbahnen. Häufige Transite. Einfache Daten.
Dieses hier war anders.
NGTS-38 b benötigt 180 Tage für eine Umlaufbahn. Es ist ein „Super-Jupiter“. Der Begriff impliziert normalerweise Masse, nicht unbedingt Geschwindigkeit, aber hier macht ihn die bloße Masse – kombiniert mit einer Umlaufbahn von fast einem halben Jahr – zu einem statistischen Ausreißer bei der Transiterkennung.
„Das war eine unglaubliche Entdeckung … nach 100 Tagen noch eine zu finden, die viel weiter entfernt ist, ist eine große Sache!“
Eigentlich 180 Tage. Toby Rodel, der Doktorand der Queen’s University, der die Entdeckung leitete, hat es nicht nur gefunden. Er wartete darauf.
Warum Planeten mit langen Transitzeiten so schwer zu fangen sind
Denken Sie über die Geometrie nach.
Um einen Planeten mit der Transitmethode zu sehen, muss er direkt zwischen seinem Stern und der Erde vorbeiziehen. Wenn die Umlaufbahn weit ist, kommt es selten zu dieser Überquerung. Ein Zeitraum von 180 Tagen bedeutet, dass Sie möglicherweise alle sechs Monate einen Transit sehen.
Rodels Team richtete die Teleskope des Next Generation Transit Survey (NGTS) in Chile über 200 aufeinanderfolgende Nächte lang auf den Zielstern.
Warum?
Um das Ende eines zweiten Transits aufzufangen.
Sie brauchten es. Ein Transit liefert Ihnen Zeit- und Größenschätzungen. Zwei Transite bestätigen den Zeitraum. Ohne diese Bestätigung sind die Daten nur ein Vielleicht.
Aber selbst mit zwei Transiten erhält man keine Masse. Nicht direkt.
Das Team teilte das Licht des Sterns, um winzige Wackelbewegungen zu messen. Die Schwerkraft des Planeten zieht den Stern an. Der Stern bewegt sich leicht. Durch die Analyse dieser Bewegung zusammen mit den Transitdaten berechneten sie die wahre Masse des Planeten: das 4,5-fache der Masse des Jupiter.
Sein Radius? Ungefähr 8 % größer als der von Jupiter.
Das ist ein dichtes Objekt. Ein kompakter Riese.
Die Umlaufbahn ist seltsam. Und es ist wichtig
Die meisten auf diese Weise gefundenen Exoplaneten haben eine enge Umlaufbahn. Sie sind heiß. Es handelt sich um entkleidete Atmosphären.
NGTS-38 b ist anders.
Seine Umlaufbahn ist kein Kreis. Es ist eine Ellipse.
An seinem nächstgelegenen Punkt ist er nur geringfügig weiter von seinem Stern entfernt als Merkur von unserer Sonne entfernt ist. Am weitesten ist es fast so weit entfernt wie die Erde von der Sonne.
Der Wirtsstern ist größer und heißer als unserer, daher bleibt der Planet warm. Aber er ist kühler als die ultraheißen Jupiter, die wir normalerweise untersuchen.
Warum ist die Temperatur wichtig?
„Dieser Planet hat eine viel kühlere Temperatur … es ist eine großartige Gelegenheit zu untersuchen, was an Monden oder Ringen festhält.“
Das ist der Clou.
Die meisten bekannten Exoplaneten sind für stabile Mondsysteme zu nah an ihren Sternen. Gezeitenkräfte zerreißen sie. NGTS-38 b liegt weiter draußen. Seine Schwerkraft ist stark.
Könnte es Monde halten?
Könnte es Ringe haben?
Wir haben beides außerhalb unseres Sonnensystems nie bestätigt. Wenn sie dort sind, könnte dieser Planet der beste Kandidat sein, um dies zu beweisen.
Zwei Teams. Ein Planet. Kein Zufall
Die Wissenschaft hasst Einzelkämpfer.
Während Rodels Team seine Ergebnisse in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichte, identifizierte eine separate Gruppe unter der Leitung von Felipe Rojas von der Universidad Adolfo Ibáñez das System unabhängig.
Sie nannten es TIC-659102228 b.
Gleicher Planet. Gleiche Methode. Gleiches Ergebnis.
Als Hauptmerkmale nannte Rojas die „leichte Exzentrizität“ und die Masse. Welten wie diese bewahren Fingerabdrücke ihrer Entstehung. Sie sehen nicht wie die Planeten aus, die wir seit zwanzig Jahren sehen.
Das Feld hat sich weiterentwickelt.
Als Kepler zum ersten Mal startete, war es nicht möglich, Planeten mit langen Umlaufzeiten zu entdecken. Jetzt ist es soweit.
Bedeutet das, dass wir kurz davor stehen, einen Erdzwilling zu finden?
Nicht ganz.
Professor Christopher Watson war klar: „Dieser Planet hat nichts mit der Erde zu tun.“
Aber zu beweisen, dass wir massereiche Planeten auf weiten Umlaufbahnen entdecken können? Das ist ein technischer Sprung. Es verschiebt die Grenzen des Beobachtbaren.
Was NGTS-38 b einzigartig macht
Hier ist die Aufschlüsselung:
- Masse: 4,5x Jupiter.
- Radius: ~1,08x Jupiter.
- Umlaufzeit: 180 Erdentage.
- Exzentrizität: Mäßig (ovale Umlaufbahn).
- Erkennungsmethode: Transit + Radialgeschwindigkeit (Sternwackeln).
Es ist ein „warmer“ Super-Jupiter. Nicht heiß. Nicht kalt.
Es befindet sich in einer Lücke, die wir gerade erst zu erforschen beginnen.
Die meisten Transitumfragen filtern nach kurzen Zeiträumen. Sie streben nach einer schnellen Kapitalrendite. NGTS-38 b hat das Warten erzwungen.
Und es hat sich ausgezahlt.
Die Daten sind raus. Die unabhängige Bestätigung ist da. Der Planet ist real.
Jetzt schauen wir uns den Stern an. Wir warten auf den nächsten Transit. Und vielleicht, nur vielleicht, finden wir den Schatten eines Mondes, der daneben die Scheibe durchquert.
