Der Exoplanet mit einer Umlaufbahn von einer Million Jahren

Menschenleben werden normalerweise in Jahrzehnten und Jahren gemessen. Der Verlauf der Jahreszeiten bietet eine schöne Einheit, um diese Art von Zeitskala zu markieren. Seit Homo Sapiens vor einigen hunderttausend Jahren entstanden ist, hat die Erde die Sonne mehrere hunderttausend Mal umkreist und mehrere hunderttausend Winter, Quellen, Sommer und Herbst hervorgebracht.

87 Lichtjahre entfernt liegt jedoch ein Exoplanet, der in dieser Zeitspanne noch nicht einmal eine einzige Umlaufbahn abgeschlossen hat.

Brauner Zwerg oder Exoplanet?

2MASS J2126–8140 ist auf den ersten Blick kein seltsames Objekt. Es ist ein riesiger Planet, ungefähr 13-mal so groß wie Jupiter, massiv genug, dass ursprünglich unklar war, ob es sich um einen Exoplaneten oder einen Braunen Zwerg handelte. Es umkreist einen roten Zwerg, TYC 9486–927–1, der viel schwächer und weniger massereich ist als die Sonne. Am Himmel ist der Stern einige Größenordnungen zu dunkel, um mit bloßem Auge gesehen zu werden - nicht zu eigenartig.

Das Besondere an 2MASS J2126–8140 ist seine Umlaufbahn. Es umkreist TYC 9486–927–1 in einer Entfernung, die das 6.900-fache der Entfernung beträgt, um die die Erde die Sonne umkreist. Keplers drittes Gesetz zeigt, dass längere Semi-Major-Achsen längere Umlaufzeiten implizieren. Dies wird durch die Tatsache etwas verschärft, dass der Rote Zwerg im Laufe der Sterne etwas leichter ist, weniger als die Hälfte der Sonnenmasse.

2MASS J2126–8140 wurde erstmals von Cruz et al. (2009) als Teil einer Suche nach massearmen Braunen Zwergen. Die Autoren verwendeten Daten aus der Two Micron All-Sky Survey (2MASS), die auf Objekte abzielten, die hauptsächlich im Infrarotbereich emittieren. Braune Zwerge senden hauptsächlich Infrarotlicht aus, weil sie ziemlich cool sind, normalerweise nur ein paar tausend Kelvin.

6, Cruz et al. J-Ks, ein Farbindex, der sich auf den Spektraltyp bezieht.

Spezifische spektrale Kriterien wurden verwendet, um Kandidaten in den 2MASS-Daten zunächst herauszufiltern und bestimmte Bereiche des Infrarotlichts auszuschneiden. Spezifischere Kriterien, einschließlich der Häufigkeit von Elementen, bestätigten sowohl bestimmte Kandidaten als auch Hinweise auf ihr Alter. Zum Beispiel ist die Häufigkeit von Lithium in einem Braunen Zwerg eine Funktion seines Alters. Die Astronomen konnten bestätigen, dass diese Objekte auch niedrige Oberflächengravitäten aufweisen, eine weitere Schlüsseleigenschaft dieser Art von Objekten.

Neue Daten und ein neues Planetensystem

Das war im Jahr 2009. Sieben Jahre später machte eine andere Gruppe (Deacon et al. (2016)) einige wichtige Beobachtungen. Es war bekannt, dass beide Objekte im System existieren, und ihre grundlegenden Eigenschaften wurden untersucht. Es wurde jedoch angenommen, dass sie getrennt und nicht miteinander verbunden sind. Deacon et al. Ich habe mir die 2MASS-Daten sowie die aus anderen Umfragen wie WISE noch einmal angesehen. Sie fügten jedoch ihre eigenen Beobachtungen hinzu, indem sie den Phoenix-Spektrographen am Gemini-Observatorium in Chile verwendeten.

Mit diesen Daten konnte das Team die Radialgeschwindigkeit der Objekte messen, die Geschwindigkeit, mit der sie sich von einem Beobachter auf der Erde entfernen. Die Radialgeschwindigkeit kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob Objekte miteinander verbunden sind oder nicht. Wenn sie ähnliche Radialgeschwindigkeiten haben und nahe beieinander liegen, bewegen sie sich wahrscheinlich zusammen durch den Raum. Dies wurde von Schweizer et al. (1987), um festzustellen, dass der Kern und der Ring von Hoags Objekt zusammenhängen, wie ich kürzlich in einem Blogbeitrag erwähnt habe.

2, Deacon et al. Die ordnungsgemäße Bewegung des Systems über 1000 Jahre, extrapoliert aus 2MASS-Daten.

Sowohl der Rote Zwerg als auch der zweite Körper bewegen sich mit ungefähr 8 bis 11 km / s von uns weg; Die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Ausrichtung wie dieser betrug weniger als 5%. Altersschätzungen zeigten auch, dass beide ungefähr gleich alt sind und vermutlich zusammen gebildet werden. Die Daten waren schlüssig: Die beiden Objekte müssen miteinander verbunden sein. Dies eröffnete einige Möglichkeiten. Könnte 2MASS J2126–8140 ein Exoplanet sein?

Deacon et al. Passen Sie einige Evolutionsmodelle an die Daten an. Die Temperatur war wahrscheinlich zwischen 1700 und 1900 K und das Alter nicht mehr als 50 Millionen Jahre. Verschiedene Modelle ergaben unterschiedliche Massenbereiche, die zwischen dem 11,6- und 15-fachen der Jupitermasse lagen. Dies brachte das Objekt fest zwischen massereichen Exoplaneten und massearmen Braunen Zwergen. Die Grenze zwischen den beiden Objekttypen ist ziemlich unscharf, und diese Ergebnisse konnten 2MASS J2126–8140 nicht fest in eine der beiden Kategorien einordnen. Vergleiche mit anderen exoplanetaren Systemen stützten jedoch die Exoplanetenhypothese. Insbesondere ähnelt das System Beta Pictoris und Beta Pictoris b.

5, Deacon et al. Die projizierte Bewegung und Position des Systems wird mit mehreren sich bewegenden Gruppen angezeigt.

Die Zukunft

Wenn 2MASS J2126–8140 tatsächlich ein Exoplanet ist, hätte es die größte Halb-Hauptachse - und Umlaufzeit - aller bekannten Exoplaneten. GU Piscium b mit einer Halb-Hauptachse von 2.000 AE und einer Umlaufzeit von 163.000 Jahren würde um ein Vielfaches auf den zweiten Platz verwiesen. Wir werden 2MASS J2126–8140 möglicherweise nie definitiv als Exoplaneten oder Braunen Zwerg bezeichnen können. Wie so oft in der Astronomie brauchen wir neue Daten. Im Moment bin ich jedoch zufrieden damit, es den Planeten mit einer Umlaufbahn von einer Million Jahren zu nennen.