Ein riesiger Planet, 35 Lichtjahre von der Erde entfernt

Illustration eines Gasriesenplaneten COCONUTS-2b. Bildnachweis: B. Bays (SOEST/UH)

Astronomen haben Tausende von Exoplaneten – Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – entdeckt, aber nur wenige von ihnen wurden direkt abgebildet, da sie mit bestehenden Teleskopen sehr schwer zu sehen sind. Ein Doktorand am Institut für Astronomie der Universität von Hawaii überwand die Widrigkeiten und entdeckte ein Live-Bild extrasolarer PlanetMit einer Entfernung von nur 35 Lichtjahren ist sie der Erde am nächsten.

Während der Pandemie traf sich Zhang mit anderen Forschern auf Zoom, um die Entdeckung zu diskutieren

Mithilfe des COOL ON Ultrawide orbits (COCONUTS) Fellows Survey, IfA-Doktorand Zhoujian Zhang und einem Team von Astronomen, Michael Liu und Zach Claytor (IfA), William Best (University of Texas at Austin), Trent Dupuy (University of Edinburgh) und Robert Seferd identifizierte (Gemini Observatory/National Infrared Optical Astronomy Research Laboratory) einen Planeten mit einer sechsfachen Masse der Jupiter. Die Forschung des Teams wurde veröffentlicht in Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe, führte zur Entdeckung eines gasförmigen Riesenplaneten mit niedriger Temperatur, der einen massearmen Roten Zwergstern umkreist, der etwa 6000 Mal weiter von der Erdumlaufbahn um die Sonne entfernt ist. Sie nannten das neue Planetensystem COCONUTS-2 und den neuen Planeten COCONUTS-2b.

Ein Exoplanet hat eine etwa sechsfache Masse von Jupiter.

„Mit einem riesigen Planeten in einer sehr weiten Weltraumbahn und einem sehr kühlen Zentralstern repräsentiert COCONUTS-2 ein Planetensystem, das sich sehr von unserem Sonnensystem unterscheidet“, erklärte Zhang. Die COCONUTS-Durchmusterung stand im Mittelpunkt seiner kürzlich abgeschlossenen Doktorarbeit mit dem Ziel, weitreichende Begleiter um Sterne aller verschiedenen Arten in der Nähe der Erde zu finden.

IfA-Studentin Zhoujian Zhang

Eingeschlossene Wärme hilft, den Planeten zu entdecken

COCONUTS-2b ist der zweitkälteste bisher gefundene Exoplanet mit einer Temperatur von nur 320 Grad Fahrenheit, die etwas kühler ist als die meisten Öfen zum Backen von Keksen. Der Planet kann dank des von der seit der Entstehung des Planeten eingeschlossenen Restwärme emittierten Lichts direkt abgebildet werden. Die Energieproduktion des Planeten ist jedoch millionenfach schwächer als die der Sonne, sodass der Planet nur mit energiearmem Infrarotlicht erkannt werden kann.

„Der direkte Nachweis und die Untersuchung des Lichts, das von Gasriesenplaneten um andere Sterne emittiert wird, ist normalerweise sehr schwierig, da die Planeten, die wir finden, normalerweise kleine Umlaufbahnen haben und daher im grellen Licht ihres Wirtssterns begraben sind“, sagte Liu. Zhangs Abschlussarbeit. Berater. „Mit einer massiven Orbitaltrennung wird COCONUTS-2b ein fantastisches Labor für die Untersuchung der Atmosphäre und Entstehung eines jungen Gasriesenplaneten sein.“

Der Planet wurde erstmals 2011 vom Wide Field Infrared Exploration Satellite entdeckt, aber es wird angenommen, dass es sich um ein frei schwebendes Objekt handelt, das keinen Stern umkreist. Zhang und seine Mitarbeiter entdeckten, dass er tatsächlich gravitativ an einen massearmen Stern, COCONUTS-2A, gebunden ist, der etwa ein Drittel der Masse der Sonne und etwa zehnmal kleiner ist.

IfA-Astronom Michael Liu

Dunkelheit herrscht

Aufgrund seiner weiten Umlaufbahn und seines kühlen Wirtssterns wird der Himmel von COCONUTS-2b für jeden Beobachter da draußen ganz anders aussehen als der Himmel auf der Erde. Tag und Nacht sehen im Wesentlichen gleich aus, wobei der Wirtsstern als hellroter Stern am dunklen Himmel erscheint.

Changs Entdeckung nährte seinen Wunsch, weiterhin Exoplaneten, Braune Zwerge und Sterne zu erforschen. Der aufstrebende Astronom hat diesen Sommer sein Studium am IfA abgeschlossen und wird im Herbst 2021 seine Postdoc-Forschung bei IfA-Absolvent Brendan Bowler, Professor für Astronomie an der University of Texas in Austin, beginnen.

Referenz: „2nd COCONUTS Discovery: a cold, wide exoplanet orbiting a small M dwarf on 10.9 chunks“ von Zhoujian Zhang, Michael C. Liu, Zachary R. Claytor, William MJ Best und Trent J. Robert J. Severd, 28. Juli 2021, Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac1123