Ein internationales Team von Astronomen hat die zweite Entdeckung eines zirkumbinären Mehrfachplanetensystems bekannt gegeben.
Zirkumbinäre Systeme enthalten Planeten, die zwei Sterne im Zentrum umkreisen, anstatt nur einen, wie in unserem Sonnensystem. Zirkumbinäre Planeten umkreisen beide Sterne gleichzeitig. Über die Entdeckung, die von Forschern der Universität Birmingham geleitet wurde, wird in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift Nature Astronomy berichtet.
Der neu entdeckte Planet wird BEBOP-1c genannt, nach dem Namen des Projekts, das die Daten gesammelt hat. BEBOP steht für Binaries Escorted By Orbiting Planets. Das BEBOP-1-System ist auch unter der Bezeichnung TOI-1338 bekannt.
Im Jahr 2020 wurde ein zirkumbinärer Planet mit der Bezeichnung TOI-1338b im selben System entdeckt, und zwar mit Hilfe von Daten des NASA-Weltraumteleskops TESS, zu denen das Team in Birmingham ebenfalls beigetragen hat. Dieser Planet wurde mit der Transitmethode entdeckt und fiel auf, weil er mehrmals vor dem helleren der beiden Sterne vorbeizog.
„Die Transitmethode ermöglichte es uns, die Größe von TOI-1338b zu messen, nicht aber seine Masse, die der wichtigste Parameter des Planeten ist“, so der Hauptautor Dr. Matthew Standing, der an der Universität Birmingham promoviert hat und jetzt an der Open University forscht.
Das BEBOP-Team überwachte dieses System damals bereits mit einer anderen Nachweismethode, der Doppler-Methode. Diese Methode, auch Wobble-Methode oder Radialgeschwindigkeitsmethode genannt, beruht auf der genauen Messung der Geschwindigkeit von Sternen.
„Dies ist dieselbe Methode, die zur ersten Entdeckung von Exoplaneten führte, für die Mayor und Queloz 2019 den Nobelpreis erhielten“, so Matthews damaliger Doktorvater Amaury Triaud, Professor an der University of Birmingham.
Mit modernsten Instrumenten, die an zwei Teleskopen in der chilenischen Atacama-Wüste installiert waren, versuchte das Team, die Masse des von TESS entdeckten Planeten zu messen. Trotz aller Bemühungen und jahrelanger Arbeit gelang es dem Team nicht, dies zu erreichen. Stattdessen entdeckten sie einen zweiten Planeten, BEBOP-1c, und maßen dessen Masse.
„Bisher sind nur 12 zirkumbinäre Systeme bekannt, und dies ist erst das zweite, das mehr als einen Planeten beherbergt“, sagte David Martin, Astronom und Sagan-Stipendiat an der Ohio State University.
„BEBOP-1c hat eine Umlaufzeit von 215 Tagen und eine Masse, die 65-mal größer ist als die der Erde, was etwa fünfmal weniger ist als die Masse des Jupiters“, so Dr. Standing weiter. „Es war schwierig, dieses System zu bestätigen, und unsere Beobachtungen wurden durch die COVID-Pandemie unterbrochen, als die Teleskope in Chile während eines kritischen Abschnitts der Planetenbahn sechs Monate lang geschlossen waren. Dieser Teil der Umlaufbahn konnte erst im vergangenen Jahr wieder beobachtet werden, als wir die Entdeckung abschlossen.“
Derzeit sind nur zwei Planeten im zirkumbinären System TOI-1338/BEBOP-1 bekannt, aber mit ähnlichen Beobachtungen, wie sie das Team durchgeführt hat, könnten in Zukunft noch weitere identifiziert werden.
Obwohl sie selten sind, sind zirkumbinäre Planeten wichtig für das Verständnis dessen, was bei der Entstehung eines Planeten passiert.
„Planeten werden in einer Materiescheibe geboren, die einen jungen Stern umgibt und in der sich die Masse allmählich zu Planeten verdichtet“, erklärt Dr. Lalitha Sairam, Forscherin an der Universität Birmingham und Zweitautorin der Studie.
„Im Fall von zirkumbinären Geometrien umgibt die Scheibe beide Sterne. Da beide Sterne einander umkreisen, wirken sie wie ein riesiges Paddel, das die Scheibe in ihrer Nähe stört und die Bildung von Planeten verhindert, es sei denn, es handelt sich um ruhige Regionen, die weit von den Doppelsternen entfernt sind. In zirkumbinären Systemen ist es einfacher, den Ort und die Bedingungen der Planetenentstehung zu bestimmen, als bei Einzelsternen wie der Sonne.
Das Team kennt noch nicht die Größe von BEBOP-1c, sondern nur seine Masse, aber die Forscher werden nun versuchen, mit der Transitmethode die Größe von BEBOP-1c zu messen.
Obwohl der innere Planet, TOI-1338b, nicht entdeckt wurde, konnte das Team seine Masse genau eingrenzen. Es ist nun bekannt, dass der Planet eine geringere Dichte als ein Victoria Sponge Cake hat, eine Seltenheit, die ihn optimal für weitere Studien mit dem James Webb Weltraumteleskop macht. Diese Beobachtungen könnten Aufschluss über die chemische Umgebung geben, in der sich dieser seltene zirkumbinäre Planet gebildet hat.
