Auf der Suche nach umkreisenden Sternbegleiter

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Hubble-Aufnahme des Sterns Gliese 229 mit seinem Begleiter Gliese 229B, einem Braunen Zwerg. Eine neue, systematische Suche mit der Radialgeschwindigkeitsmethode nach Braunen Zwergen und Begleitern mit stellaren Massen von Sternen hat einen neuen Exo-Riesenplaneten und vier neue Begleitsterne entdeckt.
NASA / Hubble

 

Die Suche nach Exoplaneten mittels der Radialgeschwindigkeitstechnik ist seit nahezu 30 Jahren im Gange. Die Methode sucht nach einem Wackeln in der Bewegung des Sterns, das durch die Anwesenheit umkreisender Körper verursacht wird. Sie ist sehr erfolgreich gewesen und hat Hunderte von Exoplaneten entdeckt, ist aber (zumindest in der Zahl der Entdeckungen) durch die Transit-Methode überholt worden, die nach Abschwächungen im Licht des Sterns sucht. Die Radialgeschwindigkeitstechnik sucht folglich logischerweise umkreisende Körper, die größer als Planeten sind, entweder Begleiter mit Sternmasse oder kleinere Begleiter, die nicht ausreichend Masse besitzen, um Sterne zu werden, sogenannte Braune Zwerge. Man hat Braune Zwerge bei Durchmusterungen, die für das Auffinden von Exoplaneten bestimmt sind, großteils ignoriert, aber es sind wertvolle Entdeckungen für Astronomen, die versuchen, die kleinsten Klassen der Sterne zu untersuchen, die sehr lichtschwach und anderweitig schwer zu entdecken sind. Bislang deuten die Hinweise darauf, daß es im Massebereich von etwa 13 bis 80 Jupitermassen weniger Braune Zwerge gibt als erwartet, ein als „Braune Zwerge Wüste“ bekanntes Phänomen, das ungeklärt ist. Es gibt ein weiteres bedeutsames Rätsel: etwa die Hälfte aller in der Nachbarschaft gelegenen Sterne sind Doppelsternsysteme, jedoch sind von dort nur sehr wenige Exoplaneten bekannt – nur ungefähr 5% aller bekannten Exoplaneten. Das Kräftespiel zur Bildung eines Planetensystems um ein Mehrfachsternsystem (oder innerhalb) ist komplex und bedeutend, aber kaum verstanden.

CfA-Astronom John Johnson und sechs Kollegen beschlossen, Braune Zwerge direkt mit einer dafür vorgesehenen, auf fünf Jahre angelegten Durchmusterung zu untersuchen, die auf große Begleiter (Sterne oder Braune Zwerge) von mittelgroßen Sternen abzielte. Die Wissenschaftler wählten 48 Kandidaten aus einer ursprünglichen Stichprobe von 167 möglichen Kandidaten für genaue Untersuchungen anhand von vorausgehenden Beobachtungen aus. Die Gruppe entdeckte in dieser Auswahl einen neuen, riesigen Exoplaneten und vier Begleiter mit Sternmassen, von denen einer tatsächlich ein Brauner Zwerg sein kann. Alle Objekte umkreisen ihren Mutterstern in einer Entfernung von wenigen Astronomischen Einheiten (eine AE ist die durchschnittliche Entfernung der Erde zur Sonne). Die neuen Ergebnisse liefern die Bahnparameter der Objekte und die Arbeit betrachtet die Möglichkeit einer direkten Abbildung dieser Mehrfachsysteme mit einer neuen Generation an optischen Instrumenten. Die Abhandlung stellt auch einer der ersten Versuche dar, die Natur der „Braune Zwerge Wüste“ durch systematische Suche nach ihnen zu thematisieren, um die Statistiken zu verbessern.

Literatur:
„The Pan-Pacific Planet Search III: five Companions orbiting giant stars“
R. A. Wittenmyer, R. P. Butler, L. Wang, C. Bergmann, G. S. Salter, C. G. Tinney, and J. A. Johnson
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 455, 1398–1405 (2016)