Posted in: Exoplaneten, Planeten 18. Januar 2011 17:32 Weiter lesen →

Planeten auf der schiefen Bahn

Zeichnung zeigt Stern mit Protuberanzen und einen kleinen Planeten auf einer engen, beinahe polnahen Bahn, Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung In manchen Planetensystemen geht es weniger aufgeräumt zu als im heimischen Sonnensystem, zeigen Beobachtungen japanischer und amerikanischer Astronomen. Die beiden von ihnen studierten Exoplaneten umkreisen ihre Zentralgestirne auf stark geneigten Bahnen.

Der Exoplanet HAT-P-11b umläuft sein Gestirn effektiv entgegen dessen Eigendrehung. Grafik: National Astronomical Observatory of Japan

In einem der beiden Fälle ist die Bahn sogar um mehr als 90 Grad gekippt, sodass der Planet sein Gestirn effektiv entgegen dessen Eigendrehung umläuft, beobachteten die Forscher um Norio Narita vom National Astronomical Observatory of Japan und Teruyuki Hirano von der Universität Tokyo. Offenbar haben die zwei Planetensysteme eine unruhige Entwicklung durchlaufen, folgern sie.

Astronomen gehen davon aus, dass Planeten typischerweise in einer großen Scheibe aus Gas und Staub entstehen, die einen neugeborenen Stern in dessen Äquatorebene umgibt. Idealerweise sollten die Planeten den Stern daher in dieser Ebene und entsprechend dessen Eigendrehung umkreisen. Insbesondere dann, wenn sie ihre Bahn verlagern, können Gasriesen mit ihrer immensen Schwerkraft jedoch für Unordnung in dem jungen System sorgen.

Belege für solche Vorgänge glauben Narita, Hirano und Kollegen nun bei HAT-P-11 und XO-4 gefunden zu haben. Beide Sterne besitzen mindestens einen Planeten, der auf seiner Bahn die Sichtlinie zur Erde kreuzt und sein Gestirn vorübergehend leicht verdunkelt. Die Astronomen nutzten das große Subaru-Teleskop auf Hawaii, um die zeitgleich auftretenden Veränderungen im Farbspektrum des Sterns zu messen. Aus dem Verlauf dieses Phänomens konnten sie wiederum auf die Neigung der Planetenbahn schließen.

Die Bahnachse des mehr als jupitergroßen Planeten XO-4b ist demnach um fast 47 Grad gegen die Drehachse des Sterns geneigt, berichten die Forscher in den „Publications of the Astronomical Society of Japan“. Noch stärker ist Abweichung bei HAT-P11b, einer Welt mit knapp einem Zehntel der Jupitermasse. In diesem Fall ist die Bahnachse um 103 Grad gekippt – der Planet läuft auf einer polnahen Bahn um seinen Stern und bewegt sich dabei entgegen dessen Eigenrotation.

Offenbar seien stark gekippte Planetenbahnen keine Seltenheit im Universum, folgern Narita, Hirano und Kollegen. In den beiden studierten Fällen könnte die Ursache in der Schwerkraft eines Gasriesen auf einer sehr weiten Umlaufbahn oder in der Schwerkraft eines nahen Begleitsterns liegen, so die Forscher. Wie wichtig solche Effekte für die Entwicklung von Planetensystemen seien, könne man jedoch erst abschätzen, wenn für weitere Exoplaneten die Bahnneigung bekannt sei.

Forschung: Norio Narita und Motohide Tamura, National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo; Teruyuki Hirano, Department of Physics, University of Tokyo, und Department of Physics und Kavli Institute, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge; und andere

Veröffentlichung Publications of the Astronomical Society of Japan, Vol. 62, L61-L65, und im Erscheinen; Preprints arXiv1008.3803 und arXiv1009.5677

WWW:
National Astronomical Observatory of Japan
New Worlds Atlas, NASA Jet Propulsion Laboratory
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