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Wie die Planeten um TRAPPIST-1 kreisen
von
Stefan Deiters
astronews.com
15. Mai 2020
Um TRAPPIST-1 wurden mithilfe der Transitmethode gleich
sieben Gesteinsplaneten entdeckt, von denen drei eventuell sogar in der
habitablen Zone um den roten Zwergstern liegen könnten. Neue Beobachtungen
lieferten nun Informationen über die Bahnen der Planeten in dem rund 40
Lichtjahre entfernten System: Drei umkreisen ihren Zentralstern wie man es
erwarten würde.
Künstlerische Darstellung des Systems TRAPPIST-1 mit drei
Planeten im Vordergrund.
Bild: NAOJ [Großansicht] |
Der Stern TRAPPIST-1 zählt mittlerweile zu den "Stars" unter den Sternen, die
über ein Planetensystem verfügen: 2016 hatte man um ihn drei Planeten
nachgewiesen, 2017 kamen vier weitere hinzu (astronews.com
berichtete). Spannend an den Funden ist nicht nur die Tatsache, dass das
System mit einer Entfernung von nur rund 40 Lichtjahren der Erde relativ nahe
ist, sondern es sich bei allen sieben Planeten wohl um Gesteinsplaneten handeln
dürfte, von denen sich einige zudem noch in der habitablen Zone um ihre Sonne
befinden - also in einer Entfernung vom Zentralstern, in der theoretisch
flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren kann.
Entdeckt wurden die Planeten mithilfe der sogenannten Transitmethode: Die
Astronominnen und Astronomen beobachteten also den Helligkeitsabfall des Sterns,
zu dem es kommt, wenn ein Planet - aus unserer Perspektive - vor seiner Sonne
entlangwandert. Mit diesem Verfahren wurden schon unzählige extrasolare Planeten
nachgewiesen - es erfordert aber natürlich einen günstigen Blickwinkel auf den
jeweiligen Stern, weil sich sonst solche Transits nicht beobachten lassen.
Vergleichbar mit unserem Sonnensystem ist TRAPPIST-1 allerdings nicht: Der
Zentralstern ist deutlich lichtschwächer und röter als unsere Sonne und kaum
größer als der Gasriese Jupiter. Solche Zwergsterne sind in der Milchstraße
ausgesprochen häufig und haben eine extrem lange Lebensdauer - je massereicher
ein Stern nämlich ist, desto verschwenderischer geht er mit seinem "Brennstoff"
um. Die masseärmsten Sterne "leben" daher am längsten. TRAPPIST-1 liegt im
Sternbild Wassermann und ist so lichtschwach, dass er - trotz seiner
vergleichsweise geringen Entfernung - weder mit bloßem Auge, noch mit einem
Amateurteleskop beobachtet werden kann.
Nun hat ein Team sich das TRAPPIST-1-System mithilfe des japanischen
Subaru-Teleskops angeschaut. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
wollten herausfinden, ob sich die Bahnen der Planeten um TRAPPIST-1 an der
Rotation ihres Sterns ausrichten. Dies ist etwa im Sonnensystem der Fall, wo
sich alle Planeten ungefähr in einer Ebene um die Sonne bewegen, die kaum zur
Rotationsachse der Sonne geneigt ist.
Lange Zeit hielt man dies für die Regel, die sich auch gut mit der Theorie
über die Entstehung von Planeten verträgt. Dann hat man allerdings bei
extrasolaren Planeten auch Bahnen gefunden, die nur sehr wenig mit der Rotation
des Zentralsterns zu tun hatten. Konnten sich diese Planetensysteme tatsächlich
so bilden oder ist der beobachtete Zustand anderen äußeren Einflüssen nach ihrer
Entstehung zu verdanken? Bei TRAPPIST-1 sollte es solche äußeren Einflüsse nicht
geben, da sich in seiner Nähe keine anderen Objekte befinden, die das
Planetensystem hätten stören können.
Durch genaue Beobachtungen eines Transits lässt sich erkennen, welchen Rand
des Sterns ein Planet zuerst bedeckt und daraus auf eine mögliche gekippte
Umlaufbahn des Planeten schließen. Bislang waren solche Beobachtungen nur bei
relativ großen extrasolaren Planeten gelungen, mit dem Subaru-Teleskop
gelang dies aber nun auch für drei Planeten um TRAPPIST-1, die alle in der Nacht
des 31. August 2018 vor ihrem Zentralstern vorüberzogen. Zwei davon könnten sich
in der habitablen Zone befinden.
"Die Daten deuten auf eine Übereinstimmung des stellaren Spins mit den
Bahnachsen der Planeten hin", so Teruyuki Hirano vom Tokyo Institute of
Technology. "Aber die Genauigkeit war nicht ausreichend, um eine kleine
Abweichung wirklich ausschließen zu können. Allerdings ist uns die erste solche
Beobachtung mit erdähnlichen Planeten gelungen und weitere Studien werden dieses
spannende Exoplanetensystem noch besser charakterisieren können."
Über die Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in den
Astrophysical Journal Letters erschienen ist.
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