Fast täglich wird ein neuer Exoplanet entdeckt. Was kann da noch Begeisterung und Verwunderung hervorrufen?
Es sind die große Bandbreite und die Vielfalt der Planeten und Planetensysteme, wie wir sie so aus unserem Sonnensystem nicht kennen und nicht ableiten konnten. Und mit den vielen Entdeckungen kann man Statistik betreiben und so Erkenntnisse gewinnen, wie sich diese System entwickelt haben. Ein solches ist das Planetensystem TOI-500 mit vier Planeten, über das die Fachzeitschrift Nature Astronomy am 28. April 2022 berichtete - mehrere Kollegen aus der Abteilung sind Ko-Autoren.
Der erste Planet des Sterns TOI-500 war zunächst ein Planetenkandidat mit vermutlich 13 Stunden Umlaufzeit, gefunden in den Daten des TESS-Satelliten aus Beobachtungen zwischen Ende 2018 und Anfang 2019. Damit erklärt sich sein Name: TOI bedeutet TESS-Object-of-Interest, also ein Objekt gefunden mit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ein Satellit, der mit der Transitmethode nach Exoplaneten sucht. Dieser Planetenkandidat wurde im März 2019 bekanntgegeben. Wegen seiner kurzen Umlaufzeit gehört er zu der USP-Planeten (ultra-short period).
Um aber vom Status eines Kandidaten zu einem "echten" Planet zu werden, waren weitere Schritte notwendig. Dazu gehörten Beobachtungen mit bodengebundenen Teleskopen, die die Umgebung von TOI-500 nach Doppelsternen abgesucht haben, die möglicherweise Transits in TOI-500 vorgaukeln. Mit spektroskopische Beobachtungen konnte hat man den Stern durch eine zweite, unabhängige Methode, der Radialgeschwindigkeitsmethode, untersucht. Damit konnten man den erdgroßen TOI-500b bestätigen und darüber hinaus noch drei weitere Planeten ausfindig machen: TOI-500 c, d und e. Die Umlaufzeiten der vier Planeten liegen bei 13 Stunden, 7, 26 und 61 Tagen. Zum Vergleich: Merkur, der schnellste in unserem Sonnensystem, braucht 88 Tagen für eine Umrundung.
Von besonderem Interesse ist die Migrationsgeschichte des des USP-Planeten TOI-500b. Allgemein geht man davon aus, dass er keinesfall dort entstanden sein kann, wo er heute ist. Er muß von aussen ins Innere gewandert sein. Die bisherigen Modell beschrieben einen recht ruppigen Ablauf, mit vielen Wechselwirkungen mit dem Nachbarplaneten oder einem Stern, bei dem der Planet von einer stark exzentrische auf eine kreisförmige Bahn wandert. Die hier veröffentlichten Ergebnisse einer Simulation zeigen, dass es auch weniger "gewaltätig" möglich ist, den Planeten innerhalb von 2 Milliarden Jahren von einer exzentrischen Bahn in 0,02 AE auf eine Kreisbahn in nächster Entfernung zum Stern zu bringen.
Der Artikel erschien am 28. April 2022 in Nature Astronomy:
A low-eccentricity migration pathway for a 13-h-period Earth analogue in a four-planet system