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Mit dem Exoplaneten-Jagdsatelliten der NASA, dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), haben Wissenschaftler ein rekordverdächtiges Dreifachsternsystem entdeckt, das so eng miteinander verbunden ist, dass es problemlos zwischen die Sonne und ihren nächsten Planeten, Merkur, passen könnte.
Das System mit der Bezeichnung TIC 290061484 enthält Zwillingssterne, die sich alle 1,8 Erdentage einmal umkreisen, sowie einen dritten Stern, der dieses Paar alle 25 Erdentage einmal umkreist. Die ultraschmale Umlaufbahn dieses knapp 5.000 Lichtjahre entfernten Dreifachsternsystems im Sternbild Schwan, dem Schwan, macht es zu einem Rekord.
Der bisherige Rekordhalter für die engste Umlaufbahn eines Dreisternsystems war Lamba Tauri, das 1956 den Rekord aufstellte, als sein dritter Stern 33 Tage brauchte, um seine inneren Zwillingssterne zu umkreisen.
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Zum Entdeckungsteam gehörten Bürgerwissenschaftler, die sich im Rahmen des inzwischen abgeschlossenen Planet Hunters-Projekts kennengelernt hatten, das von 2010 bis 2013 lief. Die Amateure schlossen sich mit professionellen Astronomen zusammen, um die seit einem Jahrzehnt bestehende Kollaboration der Visual Survey Group zu bilden.
„Dank der kompakten, hochmodernen Konfiguration des Systems können wir die Umlaufbahnen, Massen, Größen und Temperaturen seiner Sterne messen“, sagte Teammitglied Veselin Kostov vom Goddard Space Flight Center der NASA und Mitglied des SETI-Instituts in einer Pressemitteilung . . „Wir können untersuchen, wie sich das System gebildet hat, und vorhersagen, wie es sich weiterentwickeln könnte.“
Die Gesellschaft der Drei
Das Team geht davon aus, dass das Sternensystem TIC 290061484 sehr stabil ist, da die Sterne in nahezu derselben Ebene umeinander kreisen. Wenn die Umlaufbahnen der Sterne in verschiedene Richtungen geneigt wären, würden ihre Gravitationseinflüsse ihre Umlaufbahnen stören und das System instabil machen.
Diese Stabilität wird jedoch nicht ewig anhalten – vielleicht ein paar Millionen Jahre. Auch wenn es für uns eine lange Zeit ist, ist es in unserem 13.8. nur ein Wimpernschlag Milliarde-Kosmos eines Jahres. Und Saul Rappaport, Mitglied des Visual Survey Group-Teams und Physikprofessor am Massachusetts Institute of Technology (MIT), erinnert uns mit Blick auf das Schicksal der Sterne TIC 290061484: „Hier lebt niemand.“
Während die Zwillingssterne im Herzen dieses Dreifachsternsystems altern, werden sie sich nach außen ausdehnen und schließlich verschmelzen. Dies wird in etwa 20 bis 40 Millionen Jahren eine gewaltige Supernova-Explosion auslösen. Glücklicherweise ist es unwahrscheinlich, dass sich dies auf das Leben auf den Planeten rund um die drei Sterne auswirkt, da es offenbar keine Planeten gibt, die nahe genug an den Sternen liegen, um Leben zu ermöglichen (zumindest so, wie wir es kennen).
„Wir gehen davon aus, dass die Sterne gemeinsam aus dem gleichen Wachstumsprozess entstanden sind, was verhindert hätte, dass sich Planeten sehr dicht um einen der Sterne gebildet hätten“, sagte Rappaport.
Es ist jedoch möglich, dass im System TIC 290061484 ein sehr weit entfernter Planet existiert, der die drei Sterne umkreist, als wären sie eins.
Das Versprechen des römischen Teleskops
Das Team entdeckte das rekordverdächtige Dreifachsternsystem mithilfe von Stroboskoplichtern, die von voreinander kreuzenden Sternen aus unserer Position auf der Erde aus gesehen wurden.
Das Team nutzte maschinelles Lernen, um große Mengen an TESS-Daten zu analysieren und ein Muster zu erkennen, das auf diese Finsternisse hinweist. Anschließend holten sie Bürgerwissenschaftler hinzu, um diese Daten weiter nach interessanten Signalen zu filtern.
„Wir suchen hauptsächlich nach Signaturen kompakter Mehrsternsysteme, ungewöhnlich pulsierender Sterne in Doppelsternsystemen und seltsamen Objekten“, sagte Rappaport. „Es ist aufregend, ein System wie dieses zu identifizieren, da sie selten vorkommen, aber möglicherweise häufiger vorkommen, als die aktuellen Zählungen vermuten lassen.“
Das Team geht davon aus, dass es wahrscheinlich noch viele weitere Systeme dieser Art in der Milchstraße gibt, die auf ihre Entdeckung warten. Einige haben möglicherweise sogar kürzere Umlaufbahnen als die Sterne im TIC 290061484-System. Die aktuelle Technologie reicht möglicherweise nicht aus, um diese eng verwandten Dreifachsterne zu erkennen, aber Hilfe ist auf dem Weg.
Der Start des Nancy Grace Roman Space Telescope, oder einfach „Roman“, ist frühestens im Mai 2027 geplant und wird viel detailliertere Bilder des Weltraums liefern als die von TESS gesammelten.
Der Exoplanetenjäger der NASA wird einen weiten Blick auf den Kosmos haben, während Roman einen „vergrößerten“ Blick haben wird. Um dies ins rechte Licht zu rücken: Ein Raumbereich, der in einem TESS-Bild von einem einzelnen Pixel abgedeckt wird, hat in einem römischen Bild 36.000 Pixel. Dies wird es Roman tatsächlich ermöglichen, tief in das Herz der Milchstraße zu blicken, wo die Sterne dicht an dicht gepackt sind.
„Wir wissen nicht viel über die meisten Sterne im Zentrum der Galaxie, außer den hellsten“, sagte Teammitglied und Goddard-Datenwissenschaftler Brian Powell. „Romans hochauflösende Ansicht wird uns helfen, das Licht von Sternen zu messen, die normalerweise unscharf sind, und uns so den besten Einblick in die Natur der Sternensysteme in unserer Galaxie liefern.“
Eine der Hauptaufgaben von Roman wird darin bestehen, das Licht von Hunderten Millionen Sternen zu überwachen, was Astronomen dabei helfen soll, den Stroboskopeffekt zu erkennen, der das TIC 290061484-System enthüllte.
„Wir sind neugierig, warum wir solche Sternsysteme mit noch kürzeren äußeren Umlaufzeiten nicht gefunden haben“, erklärte Powell. „Roman soll uns helfen, sie zu finden und uns der Bestimmung ihrer Grenzen näher zu bringen.“
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Novel könnte es Wissenschaftlern sogar ermöglichen, sehr kompakte Sternsysteme mit mehr als drei Sternen, vielleicht sogar sechs, zu entdecken, die wie Bienen in einem Bienenstock umeinander schwirren.
„Bevor Wissenschaftler dreifach verfinsternde Dreifachsternsysteme entdeckten, hatten wir nicht damit gerechnet, dass sie dort wären“, sagte Teammitglied Tamás Borkovits vom Baja-Observatorium in Ungarn in der Pressemitteilung. „Aber als wir sie gefunden hatten, sagten wir: Warum nicht?
„Roman könnte auch bisher ungesehene Kategorien von Systemen und Objekten enthüllen, die Astronomen überraschen werden.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Dienstag, 2. Oktober, im Astrophysical Journal veröffentlicht.