First möglicher "außer-galaktischer Exoplanet" entdeckt
10 Nov. 2021
Eine neuartige Variante einer bewährten Methode zur Entdeckung von Exoplaneten führt zu einer fernen und seltsamen Welt.
Der Ort der Exoplanetenquelle in der Studie (Einfügung, links) zusammen mit einer künstlerischen Darstellung des Systems (rechts). Bildnachweis: Röntgen: NASA/CXC/SAO/R. Di Stephano et al. Optisch: NASA/ESA/STScI/Grendler/Illustration NASA/CXC/M. Weiss
Wir leben in einem goldenen Zeitalter der Exoplanetenentdeckung. In nur knapp drei Jahrzehnten sind wir von einer Ära, in der keine Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bekannt waren, zu einer wunderbar seltsamen Vielfalt von 4.868 bekannten Welten und mehr gelangt. Nun könnten wir dieser Liste von ‚heißesten, schnellsten, dichtesten usw.‘ vielleicht eine weitere Premiere hinzufügen, mit der Entdeckung der ersten Welt, von der bekannt ist, dass sie außerhalb unserer Galaxie existiert.
Die Entdeckung erfolgte durch eine bewährte Methode, die auf einzigartige Weise angewandt wurde. Missionen wie NASAs Kepler und TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) verwenden die sogenannte Transitmethode. Dabei wird versucht, einen unsichtbaren Planeten zu erkennen, wenn er vor seinem Mutterstern vorbeizieht und dessen Lichtausstoß auf vorhersehbare Weise leicht abdunkelt. Natürlich sind die meisten Umlaufbahnen nicht auf unsere Sichtlinie ausgerichtet, was bedeutet, dass die Transitmethode bevorzugt ‚heiße Jupiter‘ auf schnellen Umlaufbahnen nahe am Zielstern entdeckt.
Astronomen erkannten, dass die Transitmethode auch bei entfernten Zielen angewandt werden kann, bei denen die kompakte Lichtquelle eine große Menge an Röntgenstrahlung aussendet. Ein solches System würde entweder ein Schwarzes Loch oder einen Pulsar in einer engen Umlaufbahn um einen massereichen Stern beherbergen, der Material abzieht und große Mengen an Röntgenstrahlung aussendet.
In der Studie nutzten Astronomen das Chandra-Röntgenobservatorium, um 55 Systeme in der M51-Galaxie, 64 Systeme in M101 und 119 Systeme in M104 zu untersuchen. Sie hatten Erfolg mit einem kurzen Röntgen-Transit in der Whirlpool-Galaxie Messier 51 (Messier 51).
„Wir versuchen, ein ganz neues Feld zur Entdeckung anderer Welten zu eröffnen, indem wir nach planetarischen Kandidaten bei Röntgenwellenlängen suchen“, sagt Rosanne Di Stefano (Center for Astrophysics an der Harvard und Smithsonian) in einer kürzlichen Pressemitteilung, und fügt hinzu, dass die „Strategie… es ermöglicht, sie in anderen Galaxien zu entdecken.“
Die bizarre Welt, bekannt als M51-ULS-1, scheint ein planetengroßer Saturn zu sein, der ein binäres Paar umkreist, das entweder aus einem Schwarzen Loch oder einem Pulsar in einer engen Umlaufbahn um einen Hauptreihenstern besteht, der 20-mal so massereich ist wie unsere Sonne. Die Welt muss nicht nur einen seltsam aussehenden Himmel haben, sondern auch eine turbulente Vergangenheit, als Überlebender einer katastrophalen Supernova, die das Schwarze Loch oder den Pulsar nahe dem Zentrum des Systems hervorgebracht hat.
Die traurige Tatsache ist jedoch, dass das System möglicherweise nie bestätigt wird oder zumindest die Bestätigung lange auf sich warten lassen könnte: M51-ULS-1 befindet sich auf einer projizierten 70-jährigen Umlaufbahn, was bedeutet, dass wir den Planeten erst gegen Ende dieses Jahrhunderts vor dem Röntgenstrahl des Systems vorbeiziehen sehen könnten.
„Leider müssten wir wahrscheinlich Jahrzehnte warten, um einen weiteren Transit zu sehen, um zu bestätigen, dass wir einen Planeten sehen“, sagte Nia Imara (University of California in Santa Cruz) in einer kürzlichen Pressemitteilung. „Aufgrund der Unsicherheiten darüber, wie lange der Umlauf dauert, wüssten wir nicht genau, wann wir suchen müssen.“
Messier 51 entdecken
M51 Whirlpool-Galaxie aufgenommen mit #myStellina
Sie können M51 selbst sehen: Die Galaxie mit der Helligkeit +8,4 ist ein schönes Deep-Sky-Objekt. Obwohl ich immer weiß, dass ich sie knapp unter dem Ende des Griffs des Großen Wagens suchen muss, liegt sie tatsächlich direkt an der Grenze des Großen Bären im Sternbild Jagdhunde (Canes Venatici). Der Earl of Rosse bemerkte erstmals 1845 die Spiralstruktur des ‚Nebel‘ mit dem riesigen 72-Zoll-(1,8-Meter-) Leviathan von Parsonstown-Teleskop in Irland, damals das größte Teleskop der Welt. Messier 51 ist 31 Millionen Lichtjahre entfernt.
Die Entdeckung, wenn auch flüchtig und verlockend, zeigt, dass eine so exotische Methode zur Fernentdeckung von Exoplaneten möglich ist. Chandra und die Röntgenmission XMM-Newton der Europäischen Weltraumorganisation haben eine Schatzkarte des Röntgenhimmels erstellt, eine Datenbank, die möglicherweise weitere transittierende Exoplaneten enthält… und letzte Woche kündigte die Dekadische Umfrage für Astronomie und Astrophysik an, dass eine der kleineren Explorermissionen auf der Wunschliste der Gemeinschaft Lynx ist, ein leistungsfähigerer Nachfolger von Chandra.
Eines ist sicher: Das Universum ist groß. Welche anderen Exoplaneten warten in den Daten auf ihre Entdeckung?
