Wissenschaftler entdecken zum ersten Mal einen ovalen Planeten

Astronomen glauben, dass seine Verzerrung durch die enormen Gezeitenkräfte seines Wirtssterns verursacht wird.

Die Cheops-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) hat gerade die Existenz eines seltsamen ovalen Planeten entdeckt, der eher einem Rugbyball als einer Kugel ähnelt. Bemerkenswert ist, dass dies das erste Mal ist, dass ein planetarischer Körper deformiert gesehen wird.

WASP-103b ist im Sternbild Herkules etwa 500 Lichtjahre entfernt, und Wissenschaftler, die es untersuchen, glauben, dass es durch die enormen Gezeitenkräfte verzerrt wurde, die von seinem Wirtsstern WASP-103 erzeugt werden, der etwa 200 Grad heißer und 1,7-mal größer ist als Die Sonne.

Die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift ‘Astronomy & Astrophysics’ veröffentlicht.

Gezeiten treten in den Gewässern der Erde hauptsächlich auf, weil der Mond die Erde beim Kreisen um uns herum so leicht anzieht. Auch die Sonne hat einen Einfluss auf die Gezeiten, allerdings ist dieser gering, da sie zu weit entfernt ist, um erhebliche Deformationen hervorzurufen. WASP-103b, ein Planet, der fast doppelt so groß ist wie Jupiter, mit 1,5-facher Masse und extrem nahe um seinen Wirtsstern kreist, kann jedoch nicht als identisch angesehen werden. So schnell, dass jede Umlaufbahn weniger als einen Tag dauert. Astronomen hatten vermutet, dass eine solche Nähe zu massiven Gezeiten führen kann, aber sie konnten sie bisher nicht messen.

Ein riesiger Rugbyball

Durch die Kombination neuer Daten des Cheops-Weltraumteleskops der ESA mit zuvor erfassten Daten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA und des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA konnten Astronomen jedoch die genaue Natur der Gezeitenkräfte bestimmen.

Tatsächlich sind sie so mächtig, dass sie es geschafft haben, ihre regelmäßige Kugelform in etwas zu verwandeln, das einem massiven Rugbyball ähnelt.

Cheops erhält Daten aus den beobachteten Welten mit der Transitmethode: der Abschwächung des Lichts, die auftritt, wenn ein Planet aus unserer Sicht vor seinem Stern vorbeizieht. Normalerweise zeigt das Studium der Form dieser Lichtkurve Details wie die Größe. Aber die hohe Präzision von Cheops hat es Astronomen ermöglicht, noch viel mehr zu tun: das winzige Signal der Gezeitenkrümmung von WASP-103b zu erkennen.

„Es ist unglaublich, dass Cheops diese winzige Verformung tatsächlich aufdecken konnte“, sagte Jacques Laskar, Co-Autor der Studie. „Dies ist das erste Mal, dass eine solche Analyse durchgeführt wurde, und wir können hoffen, dass eine Beobachtung über einen längeren Zeitraum diese Beobachtung verstärkt und zu besseren Kenntnissen über die innere Struktur des Planeten führt.“

Die Liebeszahl

Die Astronomen verwendeten die Transitlichtkurve von WASP-103b, um einen Parameter namens “Liebeszahl” zu bestimmen, der die Massenverteilung innerhalb eines Planeten quantifiziert. Etwas, das uns auch ein besseres Verständnis seiner inneren Struktur ermöglicht.

„Die Beständigkeit eines Materials gegen Verformung hängt von seiner Zusammensetzung ab“, erklärt Susana Barros, Erstautorin der Studie. „Hier auf der Erde haben wir zum Beispiel Gezeiten aufgrund von Mond und Sonne, aber wir können Gezeiten nur in den Ozeanen sehen. Der felsige Teil bewegt sich nicht so viel. Indem wir messen, wie stark der Planet verformt ist, können wir feststellen, wie viel davon felsig, gasförmig oder wasserhaltig ist.“

Die Liebeszahl von WASP-103b ist der von Jupiter ähnlich, was bedeutet, dass seine innere Struktur ähnlich ist, obwohl WASP-103b den doppelten Radius hat.

„Im Prinzip würden wir erwarten, dass ein Planet mit der 1,5-fachen Masse des Jupiter ungefähr gleich groß ist, also muss WASP-103b aufgrund der Erwärmung seines Sterns und möglicherweise anderer Mechanismen stark aufgeblasen werden“, fügte Susana hinzu.

„Wenn wir die Details seiner internen Struktur mit zukünftigen Beobachtungen bestätigen können, könnten wir vielleicht besser verstehen, was ihn so aufbläht. Es ist auch wichtig, die Größe des Kerns dieses Exoplaneten zu kennen, um besser zu verstehen, wie er entstanden ist.“

Angesichts der aktuellen Unsicherheit bei der Zahl der Liebespaare werden weitere Beobachtungen mit Cheops und dem James Webb-Weltraumteleskop notwendig sein, um mehr Informationen zu erhalten. Die außergewöhnliche Präzision von Webb wird die planetarischen Gezeitenverzerrungsstudien verbessern und einen genaueren Vergleich zwischen den sogenannten „heißen Jupitern“ und den großen Planeten des Sonnensystems ermöglichen.

Ein zusätzliches Geheimnis

Auch WASP-103b ist in eine mysteriöse Wolke gehüllt. Gezeitenwechselwirkungen zwischen einem Stern und einem Planeten, der dem Jupiter sehr nahe und größer als dieser ist, würden die Umlaufbahn des Planeten im Allgemeinen dazu zwingen, sich zu verkürzen, wodurch er sich dem Stern nähert, bis er verzehrt wird.

Messungen von WASP-103b scheinen jedoch zu zeigen, dass seine Umlaufzeit nicht abnimmt, sondern zunimmt. Anders ausgedrückt, der Planet scheint sich von seinem Mutterstern zu entfernen. Dies deutet darauf hin, dass neben den Gezeitenkräften noch etwas anderes am Werk ist.

Obwohl es noch zu früh ist, um Schlussfolgerungen zu ziehen, untersuchten die Forscher zahlreiche Möglichkeiten, darunter die Möglichkeit, dass der (noch zu entdeckende) Begleitstern des Wirtssterns die Dynamik des Systems beeinflusst oder dass die Umlaufbahn des Planeten leicht elliptisch ist.

Diese Szenarien konnten die Wissenschaftler anhand der vorliegenden Daten nicht validieren, aber auch nicht ausschließen.

Und bis sie neue Beobachtungen machen, werden sie nicht in der Lage sein herauszufinden, was tatsächlich vor sich geht.

Quelle: 10.1051/0004-6361/202142196

Bildquelle: ESA

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Source: Revyuh by www.revyuh.com.

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