Astronomen entdecken seltenes Sternensystem mit sechs Planeten in geometrischer Formation

Eskere Guru

Astronomen haben ein seltenes Sternensystem entdeckt, in dem aufgrund eines Phänomens namens Orbitalresonanz sechs Planeten in einem komplizierten geometrischen Muster um einen Stern kreisen. Mithilfe des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA und des Characterizing ExOPlanet Satellite (CHEOPS) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) haben die Forscher ein Bild des wunderschönen, aber komplexen HD110067-Systems erstellt, das sich 100 Lichtjahre entfernt befindet.

Die sechs Planeten des Systems kreisen in einem Muster, bei dem ein Planet drei Umlaufbahnen durchläuft, während ein anderer zwei durchläuft, und einer sechs Umlaufbahnen durchläuft, während ein anderer eine durchführt, und ein anderer vier Umlaufbahnen durchführt, während ein anderer drei Umlaufbahnen durchführt, und so weiter. Die sechs Planeten bilden eine sogenannte „Resonanzkette“, in der jeder mit den Planeten daneben in Resonanz steht.

Mit Hilfe der Cheops-Mission der ESA wurde eine seltene Familie von sechs Exoplaneten entdeckt. Die Planeten dieser Familie sind alle kleiner als Neptun und kreisen in einem sehr präzisen Walzer um ihren Stern HD110067. Wenn der dem Stern am nächsten liegende Planet drei volle Umdrehungen um ihn macht, macht der zweite Planet in derselben Zeit genau zwei Umdrehungen. Dies wird als 3:2-Resonanz bezeichnet. Die sechs Planeten bilden eine Resonanzkette in Paaren von 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 und 4:3, was dazu führt, dass der nächstgelegene Planet sechs Umlaufbahnen durchläuft, während der äußerste Planet eine durchläuft. Cheops bestätigte die Umlaufzeit des dritten Planeten im System, die der Schlüssel zur Entschlüsselung des Rhythmus des gesamten Systems war. Dies ist das zweite Planetensystem in Orbitalresonanz, an dessen Entdeckung Cheops beteiligt war. Der erste heißt TOI-178.
Mit Hilfe der CHEOPS-Mission der Europäischen Weltraumorganisation wurde eine seltene Familie von sechs Exoplaneten erschlossen. ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Es ist diese Kette von Resonanzen, die das System so ungewöhnlich macht. „Unter den über 5.000 entdeckten Exoplaneten, die andere Sterne als unsere Sonne umkreisen, sind Resonanzen keine Seltenheit, ebenso wenig wie Systeme mit mehreren Planeten.“ Was jedoch äußerst selten ist, ist, Systeme zu finden, bei denen sich die Resonanzen über eine so lange Kette von sechs Planeten erstrecken“, erklärte einer der Forscher, Hugh Osborn von der Universität Bern, in einer Erklärung.

Die Planeten in diesem System gehören alle zu einem Typ, der Sub-Neptun genannt wird. Dabei handelt es sich um Planeten, die kleiner als Neptun sind und sich von allen anderen Planeten in unserem Sonnensystem unterscheiden, von denen man jedoch annimmt, dass sie zu den häufigsten Exoplaneten gehören. Es wird angenommen, dass Planeten aufgrund der beteiligten Gravitationskräfte oft in Resonanz entstehen. Dieses empfindliche Gleichgewicht wird jedoch leicht durch Störungen wie einen vorbeiziehenden Stern oder den Einschlag eines großen Asteroiden oder Kometen gestört.

Umlaufbahngeometrie von HD110067: Durch die Verfolgung einer Verbindung zwischen zwei Nachbarplaneten in regelmäßigen Zeitabständen entlang ihrer Umlaufbahnen entsteht ein für jedes Paar einzigartiges Muster. Die sechs Planeten des HD110067-Systems bilden aufgrund ihrer Resonanzkette zusammen ein faszinierendes geometrisches Muster.
Durch die Verfolgung einer Verbindung zwischen zwei Nachbarplaneten in regelmäßigen Zeitabständen entlang ihrer Umlaufbahnen entsteht ein für jedes Paar einzigartiges Muster. Die sechs Planeten des HD110067-Systems bilden aufgrund ihrer Resonanzkette zusammen ein faszinierendes geometrisches Muster. CC BY-NC-SA 4.0, Thibaut Roger/NCCR PlanetS

Forscher sind daran interessiert, Systeme wie HD110067 zu untersuchen, weil sie zeigen können, wie ein System aussehen könnte, wenn es keines dieser dramatischen Ereignisse erlebt.

„Wir gehen davon aus, dass nur etwa 1 % aller Systeme in Resonanz bleiben“, sagte der Forscher Rafael Luque von der University of Chicago. „Es zeigt uns die unberührte Konfiguration eines Planetensystems, das unberührt geblieben ist.“

Die Forschung wird in der Zeitschrift Nature vorgestellt.