Der Exoplanet mit einer Millionen-Jahres-Umlaufbahn

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

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

Brauner Zwerg oder Exoplanet?

2MASS J2126–8140 ist auf den ersten Blick kein seltsames Objekt. Es ist ein Riesenplanet, der ungefähr 13-mal so groß ist wie der Jupiter. Es war ursprünglich unklar, 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 um einige Größenordnungen zu dunkel, um mit bloßem Auge gesehen zu werden - nicht allzu eigenartig.

Das Besondere an 2MASS J2126–8140 ist die Umlaufbahn. Es umkreist TYC 9486–927–1 in einer Entfernung, die 6.900 Mal so groß ist wie die Entfernung, in der die Erde die Sonne umkreist. Keplers dritter Hauptsatz zeigt, dass längere Halbachsen längere Umlaufzeiten bedeuten. Dies wird durch die Tatsache etwas verschärft, dass der Rote Zwerg im Lauf der Zeit etwas heller ist, weniger als die Hälfte der Sonnenmasse.

2MASS J2126–8140 wurde erstmals von Cruz et al. (2009) im Rahmen 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 kühl 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 zunächst Kandidaten in den 2MASS-Daten herauszufiltern und bestimmte Bereiche des Infrarotlichts auszuschneiden. Spezifischere Kriterien, einschließlich der Häufigkeit von Elementen, bestätigten sowohl bestimmte Kandidaten als auch gaben Hinweise auf ihr Alter. Zum Beispiel ist die Menge an Lithium in einem Braunen Zwerg eine Funktion seines Alters. Die Astronomen konnten bestätigen, dass diese Objekte auch geringe Oberflächengewichte 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 waren. Deacon et al. schaute sich die 2MASS-Daten noch einmal an, sowie die von anderen Umfragen, wie WISE. 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. Mit der Radialgeschwindigkeit kann bestimmt werden, ob Objekte miteinander verknüpft sind oder nicht. Wenn sie ähnliche Radialgeschwindigkeiten haben und nahe beieinander sind, bewegen sie sich wahrscheinlich zusammen durch den Weltraum. Dies wurde von Schweizer et al. (1987), um festzustellen, ob der Kern und der Ring von Hoags Objekt zusammenhängen, worüber ich kürzlich in einem Blogbeitrag gesprochen habe.

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

Sowohl der Rote Zwerg als auch der zweite Körper entfernen sich mit ungefähr 8 bis 11 km / s von uns. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen zufälligen Ausrichtung betrug weniger als 5%. Altersschätzungen ergaben auch, dass beide ungefähr gleich alt sind und vermutlich zusammen gebildet wurden. Die Daten waren eindeutig: Die beiden Objekte müssen miteinander verknüpft 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 lag wahrscheinlich zwischen 1700 und 1900 K und das Alter nicht mehr als 50 Millionen Jahre. Verschiedene Modelle ergaben unterschiedliche Massenbereiche, die vom 11,6- bis zum 15-fachen der Jupitermasse reichen. Dies setzte das Objekt fest zwischen massereiche Exoplaneten und massearme Braune Zwerge. Die Grenze zwischen den beiden Objekttypen ist ziemlich verschwommen, und diese Ergebnisse konnten 2MASS J2126–8140 in keiner Kategorie eindeutig festlegen. 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 in der Tat ein Exoplanet ist, hätte es die größte Halb-Hauptachse - und Umlaufzeit - aller bekannten Exoplaneten. GU Piscium b mit einer Semi-Major-Achse von 2.000 AE und einer Umlaufzeit von 163.000 Jahren würde um ein Vielfaches auf den zweiten Platz absteigen. Wir könnten 2MASS J2126–8140 niemals definitiv als Exoplaneten oder Braunen Zwerg bezeichnen. Wie so oft in der Astronomie brauchen wir neue Daten. Vorerst bin ich jedoch damit zufrieden, es den Planeten mit einer Millionen-Jahres-Umlaufbahn zu nennen.