Laut einer bahnbrechenden Mikrolinsenstudie mit dem KMTNet-Teleskop kommen Supererden – größere erdähnliche Planeten – im Universum viel häufiger vor, als Wissenschaftler bisher angenommen haben. Forscher haben herausgefunden, dass diese Planeten ihre Sterne über weite Entfernungen umkreisen könnenJupiter und andere Gasriesenplaneten weisen auf die reichen verborgenen außerirdischen Welten hin.
Das Team nutzte seltene kosmische Ausrichtungen und Lichtanomalien und entdeckte nicht nur neue Planeten, sondern begann auch, angetrieben durch internationale Zusammenarbeit und innovative Teleskoptechnologie, die mysteriösen Prozesse der Planetenentstehung zu verstehen.
Ein internationales Astronomenteam hat mithilfe des Korean Microlensing Telescope Network (KMTNet) herausgefunden, dass Supererde-Exoplaneten im Universum viel häufiger vorkommen als bisher angenommen.
Durch die Analyse der subtilen Lichtverzerrungen, die durch den Wirtsstern des neu entdeckten Planeten verursacht werden, und den Vergleich ihrer Ergebnisse mit einem größeren Datensatz des KMTNet Microlensing Survey fanden die Forscher heraus, dass Supererden in ähnlichen Abständen von ihren Sternen existieren könnten wie unsere Gasriesen von der Sonne, erklärte der Co-Autor der Studie, Andrew Gould, emeritierter Professor für Astronomie an der Ohio State University.
„Wissenschaftler wissen, dass es mehr Asteroiden als große Asteroiden gibt, aber in dieser Studie konnten wir zeigen, dass es in diesem Gesamtmuster Überschüsse und Mängel gibt“, sagte er. „Es ist sehr interessant.“
Während Planeten, die ihre Sterne in der Nähe umkreisen, relativ leicht zu erkennen sind, ist es viel schwieriger, Planeten mit breiteren, weiter entfernten Umlaufbahnen zu finden. Dennoch schätzt das Team, dass es auf jeweils drei Sterne in der Milchstraße wahrscheinlich mindestens eine Supererde mit einer langen Umlaufzeit ähnlich der des Jupiters geben wird. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese riesigen Gesteinsplaneten ein gemeinsames Merkmal von Planetensystemen im gesamten Universum sein könnten – eine Schlussfolgerung, die laut Gould dazu beitragen könnte, das von ihm mitentwickelte Gebiet der planetaren Mikrolinsenforschung voranzutreiben.
Die Erkenntnisse der Studie wurden mithilfe von Mikrolinsen gewonnen, einem Beobachtungseffekt, der auftritt, wenn die Anwesenheit von Materie eine erkennbare Verzerrung des Raum-Zeit-Gefüges verursacht. Wenn ein Vordergrundobjekt, beispielsweise ein Stern oder ein Planet, zwischen dem Beobachter und einem weiter entfernten Stern vorbeizieht, wird das Licht von der Quelle weggelenkt, was zu einem spürbaren Anstieg der Helligkeit des Objekts führt, der einige Stunden bis einige Monate anhalten kann.
Astronomen können diese Helligkeitsschwankungen oder Helligkeitsstöße nutzen, um fremde Welten zu lokalisieren, die sich von unserer eigenen unterscheiden. In diesem Fall wurden Mikrolinsensignale verwendet, um OGLE-2016-BLG-0007 zu lokalisieren, eine Supererde mit einem Massenverhältnis, das etwa doppelt so groß ist wie das der Erde, und einer Umlaufbahn, die breiter als die des Saturn ist.
Diese Beobachtungen ermöglichten es dem Team, Exoplaneten in zwei Kategorien einzuteilen: eine bestehend aus Supererden und Neptun-ähnlichen Planeten und eine andere bestehend aus Gasriesen wie Jupiter oder Saturn. Diese Entdeckung öffnet neue Türen in der Planetensystemwissenschaft: Ein besseres Verständnis der Verteilung von Exoplaneten könnte neue Erkenntnisse über ihre Entstehung und Entwicklung liefern.
Die von Forschern aus China, Südkorea und den Harvard- und Smithsonian-Institutionen in den Vereinigten Staaten geleitete Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.
Um ihre Ergebnisse zu erklären, verglichen die Forscher ihre Ergebnisse auch mit Vorhersagen aus theoretischen Simulationen der Planetenentstehung. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass Exoplaneten zwar anhand ihrer Masse und Zusammensetzung in Kategorien eingeteilt werden können, die Mechanismen, durch die sie entstehen, jedoch unterschiedlich sein können.
„Die führende Theorie für die Entstehung von Gasriesenplaneten beruht auf außer Kontrolle geratener Gasakkretion, andere glauben jedoch, dass es sich entweder um Akkretion oder um Gravitationsinstabilität handeln könnte“, sagte Gould. „Wir glauben noch nicht, dass wir zwischen den beiden unterscheiden können.“
Dazu wird es wahrscheinlich erforderlich sein, große Mengen an Langzeitdaten von spezialisierten Systemen wie KMTNet und anderen ähnlichen Mikrolinseninstrumenten zu erfassen, sagte Richard Pogge, ein weiterer Co-Autor der Studie und Professor für Astronomie an der Ohio State University.
„Es ist schwierig, Sternereignisse mit Mikrolinsen zu finden. Einen Stern mit Mikrolinsen und einem Planeten zu finden, ist noch schwieriger“, sagte er. „Wir müssten Hunderte Millionen Sterne beobachten, um auch nur hundert solcher Sterne zu finden.“
Diese Ausrichtung ist äußerst selten und von den mehr als 5.500 bisher entdeckten Exoplaneten wurden nur 237 durch Mikrolinsentechnologie identifiziert. Heute unterstützt das KMTNet-System mit drei leistungsstarken, speziell angefertigten Teleskopen in Südafrika, Chile und Australien Wissenschaftlern bei der regelmäßigen Suche nach diesen erstaunlichen Ereignissen im Universum, sagte Pogue.
Vor allem Wissenschaftler des Imaging Science Laboratory der Ohio State University haben die Korea Microlens Telescope Network Camera (KMTCam) entworfen und gebaut, auf die das System zur Identifizierung von Exoplaneten angewiesen ist. Pogue sagte, dass globale Kooperationen wie diese im Zuge der Weiterentwicklung der Technologie die Vision der wissenschaftlichen Theorie in echte Entdeckungen verwandeln werden.
„Wir sind wie Paläontologen und rekonstruieren nicht nur die Geschichte des Universums, in dem wir leben, sondern auch die Prozesse, die es beherrschten“, sagte er. „Deshalb ist es sehr befriedigend, diese beiden Teile in einem Bild zusammenbringen zu können.“
Zusammengestellt von /ScitechDaily