Ein vor 3 Millionen Jahren vorbeifliegender Stern kann helfen, die Form unseres Sonnensystems zu verstehen

Ungewöhnliche Aspekte unseres Sonnensystems - einschließlich der Anwesenheit eines möglichen Planeten 9 weit von der Sonne entfernt - können das Ergebnis der Annäherung eines anderen Sterns während seiner Kindheit sein.

Andere Aspekte des Sonnensystems - wie eine umhüllende Kometenwolke und die seltsamen Umlaufbahnen von Zwergplaneten - können ebenfalls ein Ergebnis der engen Wechselwirkung sein, die die Dinge Helter-Skelter wirft.

Die Frage ist; Können solche sternförmigen Vorbeiflüge Planeten, Kometen und Asteroiden schief schlagen und ganze Planetensysteme verändern?

Der Binärstern HD 106906 beherbergt eine mysteriöse, asymmetrische Scheibe aus Kometenstaub und einen riesigen Exoplaneten HD 106906 b, der sich sehr weit von der Binär- und der Scheibe entfernt befindet. Enge Vorbeiflüge anderer Sterne hätten den Planeten gravitativ stören können, und Forscher stellten fest, dass die beiden hellen Sterne oben rechts vor ungefähr 3 Myr Jahren in der Nähe von HD 106906 vorbeigingen. (Paul Kalas, UC Berkeley)

Die Astronomen der UC Berkeley und der Stanford University glauben, in einem fernen Binärsystem Beweise für eine Antwort auf diese Frage gefunden zu haben, die sie in einer neuen Veröffentlichung im The Astronomical Journal diskutieren.

In dem fraglichen System - HD 106906, das sich ungefähr 300 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbilds Crux befindet - wurde ein Planet, der einen jungen Doppelstern umkreist, möglicherweise von einem weiteren Paar von Sternen gestört, die zu nahe am System zwischen 2 und 3 liefen Vor Millionen Jahren, kurz nachdem sich der Planet aus einer wirbelnden Staub- und Gasscheibe gebildet hatte.

Wenn dies bestätigt wird, werden Argumente gestützt, die nahe beieinander liegende Sternentreffer dazu beitragen, Planetensysteme zu formen, und möglicherweise bestimmen, ob sie Planeten mit stabilen Umlaufbahnen beherbergen oder nicht.

Paul Kalas, außerordentlicher Professor für Astronomie an der Universität von Berkeley, sagt: „Eines der Geheimnisse, die sich aus der Untersuchung von Exoplaneten ergeben, ist, dass wir Systeme sehen, in denen die Planeten falsch ausgerichtet sind, obwohl sie auf einer flachen, kreisförmigen Scheibe geboren sind.

"Vielleicht hat ein kosmischer Tsunami diese Systeme getroffen und alles neu arrangiert, aber wir hatten keinen Beweis. Unser Aufsatz liefert seltene Beobachtungsergebnisse für einen dieser Vorbeiflüge, die sich auf eines der Planetensysteme in der Galaxie auswirken. “

Astronomen suchen bereits in der Vergangenheit unseres Sonnensystems nach einem herausragenden Vorbeiflug, aber seitdem dies vor 4,6 Milliarden Jahren geschehen ist, sind die meisten Beweise kalt geworden. Das von den Astronomen untersuchte Sternensystem, das nur mit der Nummer HD 106906 gekennzeichnet ist und sich etwa 300 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung der Konstellation Crux befindet, ist sehr jung und nur etwa 15 Millionen Jahre alt.

Vorbeiziehende Sterne haben möglicherweise unser junges Sonnensystem beeinflusst und die fernen Umlaufbahnen von Kometen in der Oort-Wolke, Kuipergürtel-Objekten wie Sedna und dem hypothetischen Planeten Neun erklärt. Eine neue von den Astronomen Robert De Rosa und Paul Kalas veröffentlichte Studie präsentiert die Entdeckung zweier Sterne, die am Doppelstern HD 106906 vorbeiflogen, und erklärt möglicherweise, warum sein entfernter Gasriese HD 106906 b in einer stabilen Umlaufbahn verbleibt, anstatt ein interstellares Objekt wie z als 'Oumuamua (Paul Kalas, UC Berkeley)

Stellare Vorbeiflüge, Schurkensterne und Nomadenplaneten

Kalas, der junge, neu gebildete Planetensysteme untersucht, um zu verstehen, was in den Anfangsjahren unseres eigenen Sonnensystems passiert ist, konzentrierte sich 2015 erstmals auf HD 106906, nachdem ein massereicher Planet in einer höchst ungewöhnlichen Umlaufbahn gefunden wurde.

Der Planet, HD 106906 b genannt, hat eine Masse, die ungefähr elfmal so groß ist wie die von Jupiter, und er umkreist HD 106906 - kürzlich als Doppelstern entlarvt - in einer Umlaufbahn, die 738-mal breiter als die der Erde ist und etwa 21 Grad von der Ebene der Erde abweicht Scheibe, die alles andere Material rund um den Stern enthält.

Kalas verwendete sowohl den Gemini Planet Imager für das Gemini-Teleskop in den chilenischen Anden als auch das Hubble-Weltraumteleskop, um HD 106906 genauer zu betrachten, und entdeckte, dass der Stern auch einen schiefen Kometengürtel hat. Die seltsame Umlaufbahn des Planeten und die Tatsache, dass die Staubscheibe selbst asymmetrisch ist, deuteten darauf hin, dass etwas das junge System gestört hatte.

Der Gemini Planet Imager auf dem Gemini South Teleskop. Auf dem Foto umfasst GPI die drei kastenartigen Komponenten, die am Teleskop befestigt sind und am nächsten am Observatoriumsboden hängen. Andere kastenartige Komponenten des Teleskops sind andere Instrumente. (Manuel Paredes / Gemini Observatory / AURA)

Kalas und seine Kollegen - darunter Robert De Rosa, ein ehemaliger Postdoc der UC Berkeley, der jetzt Wissenschaftler am Kavli-Institut für Teilchenastrophysik und Kosmologie in Stanford ist - schlugen vor, dass der Planet durch Wechselwirkungen mit einem anderen bisher aus seinem Sonnensystem geworfen worden war -unsichtbarer Planet im System oder von einem vorbeiziehenden Stern.

Kalas und De Rosa glauben nun, dass beides passiert ist: Der Planet wurde in eine exzentrische Umlaufbahn befördert, als er sich dem zentralen Doppelstern gefährlich näherte, ein Szenario, das 2017 von der Theoretikerin Laetitia Rodet und ihren Mitarbeitern vom Grenoble-Observatorium in Frankreich vorgeschlagen wurde.

Wiederholte Gravitationsstöße aus dem Binärsystem hätten den Planeten schnell in den interstellaren Raum geschleudert, aber die vorbeiziehenden Sterne retteten den Planeten, indem sie seine Umlaufbahn in eine sicherere Entfernung vom Binärsystem bewegten.

Das Gaia-Weltraumobservatorium gab ihnen die Daten, die sie zum Testen ihrer Hypothese benötigten. Gaia, das 2012 von der Europäischen Weltraumagentur ins Leben gerufen wurde, sammelt in der Milchstraßengalaxie, die 10.000-mal so groß ist wie der Vorgänger von Gaia, Hipparcos, präzise Messungen von Entfernung, Position und Bewegung für 1,3 Milliarden Sterne.

Kalas und De Rosa sammelten Gaia-Informationen zu 461 Sternen im selben Cluster wie HD 106906 und berechneten ihre Positionen zeitlich rückwärts. Sie kehrten sozusagen die kosmische Uhr um und stellten fest, dass sich ein anderes Doppelsternsystem vor etwa drei Millionen Jahren näherte das Planetensystem zu ändern.

Eine künstlerische Interpretation des Gaia-Weltraumteleskops (ESA)

Kalas sagt: „Was wir hier getan haben, ist tatsächlich die Sterne zu finden, die HD 106906 b den zusätzlichen Gravitationskick gegeben haben könnten, einen zweiten Kick, so dass es langlebig wurde, genau wie ein hypothetischer Planet Neun in unserem Sonnensystem. "

Sie stellten auch fest, dass sich der Doppelstern auf einer Flugbahn befand, die sich innerhalb eines Bereichs von etwa 5 Grad um die Festplatte des Systems befand, was es noch wahrscheinlicher machte, dass die Begegnung einen starken und dauerhaften Einfluss auf HD 106906 hatte.

Solche Doppelstöße können wichtig sein, um Planeten, Asteroiden und Kometen um Sterne zu stabilisieren. Kalas erklärt: „Das Studium des Planetensystems HD 106906 ist wie eine Zeitreise in die Vergangenheit, um die Kometenwolke von Oort zu beobachten, die sich um unseren jungen Stern bildet.

„Unsere eigenen Riesenplaneten haben durch Gravitation unzählige Kometen über große Entfernungen nach außen geschleudert. Viele wurden vollständig ausgeworfen und wurden zu interstellaren Objekten wie Oumuamua, andere wurden jedoch von vorbeiziehenden Sternen beeinflusst. Dieser zweite Tritt durch einen Sternenvorbeiflug kann die Umlaufbahn eines Kometen von weiteren Begegnungen mit den Planeten trennen und ihn vor dem möglichen Ausstoß bewahren. Diese Kette von Ereignissen bewahrte Milliarden von Jahren lang das primitivste Material des Sonnensystems in einem tiefen Frost fern von der Sonne. “

Kalas, der hofft, dass zukünftige Beobachtungen, wie ein aktualisierter Katalog von Gaia-Messungen, die Bedeutung des Vorbeiflugs bei HD 106906 verdeutlichen, sagt: „Wir haben mit 461 Verdächtigen begonnen und zwei am Tatort entdeckt.

"Ihre genaue Rolle wird enthüllt, wenn wir mehr Beweise sammeln."

Ursprüngliche Forschung: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab0109/meta

Bemerkungen

Ursprünglich veröffentlicht bei sciscomedia.co.uk am 1. März 2019.