Wissenschaftler entdecken seltenen Planeten am Rande der Galaxie

Astronomen haben mithilfe eines von Albert Einstein vorhergesagten Raum-Zeit-Phänomens einen seltenen Planeten am Rande unserer Galaxie entdeckt. Der Exoplanet AT2021uey b ist ein jupitergroßer Gasriese, der etwa 32.000 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Er umkreist alle 4.170 Tage einen kleinen, kühlen M-Zwergstern.

Seine Lage ist eines der auffälligsten Merkmale, denn es ist erst der dritte Planet in der gesamten Geschichte der Weltraumbeobachtung, der so weit entfernt vom dichten Zentrum unserer Galaxie entdeckt wurde. So bemerkenswert seine Lage auch ist, die Methode, mit der er entdeckt wurde, ist noch außergewöhnlicher.

Der sogenannte Mikrolinseneffekt entsteht, wenn das Licht eines Muttersterns durch die Krümmung der Raumzeit aufgrund der Schwerkraft eines Planeten verstärkt wird. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse am 7. Mai in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics .

In einer Erklärung sagte Marius Maskoliunas, Co-Autor der Studie und Astronom an der Universität Vilnius in Litauen : „Diese Art von Arbeit erfordert viel Fachwissen, Geduld und, ehrlich gesagt, auch ein bisschen Glück.“

Er ging noch weiter auf die Komplexität ein und fügte hinzu: „Man muss lange warten, bis sich der Quellstern und das Linsenobjekt in einer Linie befinden, und dann eine enorme Datenmenge überprüfen. Neunzig Prozent der beobachteten Sterne pulsieren aus verschiedenen anderen Gründen, und nur in wenigen Fällen zeigt sich der Mikrolinseneffekt.“

Seit der erste Exoplanet im Jahr 1992 entdeckt wurde, wurden fast 6.000 fremde Welten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, berichtet Live Science .

Transitphotometrie und Radialgeschwindigkeitsmessung sind die beiden gängigsten Nachweismethoden. Planeten werden durch die Verdunkelung der Muttersterne erkannt, die vor ihnen vorbeiziehen, oder durch die Taumelbewegung, die die Gravitationskräfte der Planeten auf sie ausüben.

Mikrolinseneffekt ist eine seltenere Methode, die auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zurückgeht und von massiven Objekten erzeugt wird, die das Raum-Zeit-Gefüge verzerren und sich in Gegenwart von Materie und Energie krümmen und verformen.

Der gekrümmte Raum bestimmt, wie Energie und Materie durch ihn transportiert werden. Obwohl sich Licht geradlinig ausbreitet, verläuft auch die Raumzeit in gekrümmten Bereichen gekrümmt. Das bedeutet: Wenn ein Planet vor seinem Mutterstern vorbeizieht, wirkt seine Schwerkraft wie eine Linse, die das Licht des Sterns verstärkt und seine Helligkeit verstärkt.

„Was mich an dieser Methode fasziniert, ist, dass sie diese unsichtbaren Körper erkennen kann“, sagte Maskoliunas, und zwar im Wesentlichen durch die Messung ihrer Schatten. „Stellen Sie sich einen Vogel vor, der an Ihnen vorbeifliegt. Sie sehen den Vogel selbst nicht und wissen nicht, welche Farbe er hat – nur seinen Schatten.“

„Aber daraus lässt sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit feststellen, ob es ein Spatz oder eine Säge war und in welcher Entfernung von uns. Das ist ein unglaublich faszinierender Prozess.“

Der kosmische Schatten von AT2021uey b wurde erstmals im Jahr 2021 in Daten des Gaia-Teleskops der Europäischen Weltraumorganisation entdeckt und verriet seine Existenz durch einen kurzzeitigen Anstieg der Helligkeit seines Muttersterns.

Die Wissenschaftler führten anschließend Beobachtungen am Moletai-Observatorium in Vilnius durch. Die Astronomen berechneten daraufhin, dass es sich bei seinem Ursprung um einen Planeten mit der 1,3-fachen Masse des Jupiters handelt. Sein Mutterstern brennt bei etwa der halben Temperatur unseres Sterns, und der Gasriese ist viermal weiter von der Sonne entfernt als die Erde.

Die Entdeckung des Planeten, der so weit entfernt von der zentralen Ausbuchtung der Milchstraße liegt, in einem Gebiet, in dem es nur wenige schwerere Elemente gibt, die für die Bildung von Planeten erforderlich sind, gibt den Forschern zufolge eine neue Vorstellung davon, an welchen unwahrscheinlichen Orten Planeten gefunden werden können.

Edita Stonkute, eine weitere Astronomin der Universität Vilnius und Leiterin des Mikrolinsenprojekts, das den Planeten entdeckte, sagte, es sei eine „große Überraschung“, dass der jupiterähnliche Planet so nah bei seinem Stern liege.

Sie fügte hinzu: „Mit der zunehmenden Datenlage haben wir gelernt, dass viele Arten von Planetensystemen völlig anders sind als unser Sonnensystem. Wir mussten unsere Modelle zur Planetenentstehung mehr als einmal überdenken.“