17:21 18 September 2020
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    Forscher haben erstmals Radiowellen für die Suche nach Exoplaneten verwendet und bereits einen neuen Planeten gefunden. Im Vergleich zu den beiden früheren Methoden können nun auch kleine erdähnliche Planeten entdeckt werden, was äußerst wichtig ist. Die Ergebnisse wurden in „Nature Astronomy und The Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht.

    Astronomen aus den USA und den Niederlanden fanden demnach heraus, dass die Radiowellenaktivität des Sterns GJ 1151, der zur Klasse der Roten Zwerge gehört und 26 Lichtjahre von uns entfernt ist, mit der Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Sterns und dem ihn umkreisenden Planeten zusammenhängt.

    Interaktion in binären Systemen

    Eine ähnliche Art der Interaktion in binären Systemen von Himmelskörpern sei den Wissenschaftlern am Beispiel des Jupiters bekannt, dessen Nordlicht durch die Interaktion mit seinem Satelliten Io verursacht werde.

    „Wir haben die über Jahrzehnte gewonnenen Kenntnisse über Funkbeobachtungen des Jupiters an den Fall dieses Sterns angepasst“, zitierte die Pressemitteilung einen der Autoren der Studie, den Astronomen Joe Callingham vom niederländischen Institut für Radioastronomie (ASTRON).

    „Es wurde seit langem vorausgesagt, dass eine maßstäbliche Version von Jupiter-Io in den Stern-Planeten-Systemen existiert. Und die Strahlung, die wir beobachten, stimmt mit dieser Theorie sehr gut überein“, ergänzte der Astronom.

    Die Masse des neuen Exoplaneten ist nur um ein Vielfaches größer als die der Erde. Und das ist grundlegend. Eben weil die bisherigen Methoden es nur ermöglichten, riesige Planeten zu finden.

    Wie Exoplaneten zu erkennen sind

    Derzeit gibt es zwei Methoden, Exoplaneten zu erkennen. Die erste ist die Transitmethode, bei der das NASA TESS-Weltraumteleskop verwendet wird. Ihr Wesen besteht darin, dass ein Exoplanet, wenn er vor dem Hintergrund der Scheibe seines Sterns vorbeizieht, durch die Leuchtkraft des Sterns verfolgt werden kann, wobei sich auch die Größe des Planeten ermitteln lässt. Die zweite ist die Radialgeschwindigkeitsmethode. Diese stellt ein schwaches Schwanken in der Position des Sterns fest, wenn er vom Planeten angezogen wird.

    Je massereicher ein Planet ist, desto besser kann er mittels einer dieser beiden Methoden entdeckt werden. Mithilfe der neuen Methode können jetzt auch kleinere steinerne Exoplaneten gefunden werden, die der Erde ähnlich sind.

    Im Gegensatz zum Sonnensystem, in dem der Mutterstern - die Sonne - kein ausreichend starkes Magnetfeld hat und die Planeten weit von ihm entfernt sind, haben kleine, dunkle Sterne in Rotzwergsystemen viel stärkere Magnetfelder als die Sonne, und die Planeten können demnach ihnen viel näher kommen. In diesem Fall entsteht eine stärkere - als die der Sonne - niederfrequente Funkemission mit einer charakteristischen zirkularen Polarisation.

    „Die Bewegung des Planeten durch das starke Magnetfeld des Roten Zwergs wirkt wie ein Elektromotor, so gut wie ein Fahrraddynamo", erläuterte der ASTRON-Astronom Harish Vedantham.

    „Dies erzeugt einen riesigen Strom, der die Strahlung und die Funkemission eines Sterns speist", so der Forscher.

    Das vom ASTRON-Institut entwickelte LOFAR-Radioteleskop zeigte beim Scannen des Himmels mehrere charakteristische Funkwellenemissionen, die Roten Zwergsternen entsprechen. Einer von ihnen war der GJ 1151.

    Idealer Kandidat für weitere Studien

    Es war ein idealer Kandidat für weitere Studien. Tatsache ist, dass sich viele Rote Zwerge selbst mit großer Geschwindigkeit drehen oder sich in einem binären System mit einem großen Satelliten befinden. In diesem Fall ist es sehr problematisch, ihre Wechselwirkungen mit den Planeten zu verfolgen. Der GJ 1151 dreht sich dagegen sehr langsam und macht in 130 Tagen nur eine Umdrehung.

    Der entdeckte Planet umkreist den Stern innerhalb von ein bis fünf Tagen. Die genaue Masse des neuen Exoplaneten muss noch festgestellt werden, aber es ist auf jeden Fall ein kleiner felsiger Planet. Es ist wahr, er befindet sich seinem Stern zu nahe, um bewohnt zu sein.

    In Zukunft wollen die Wissenschaftler herausfinden, welchen Einfluss die magnetische Aktivität eines Sterns auf die Bewohnbarkeit von Exoplaneten hat. Sie hoffen, dass die neue Ausrüstung ihnen nach Abschluss aller Bauphasen des LOFAR-Teleskops helfen wird, Antworten auf viele Fragen zu erhalten.

    ek/mt/sna

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