In den letzten Jahren gab es keinen Mangel an Entdeckungen außerhalb der Sonnenplaneten, die rote Zwergsterne umkreisen. Alleine in den Jahren 2016 und 2017 kündigten Astronomen die Entdeckung eines terrestrischen (dh felsigen) Planeten um Proxima Centauri (Proxima b) an, eines Sieben-Planeten-Systems, das TRAPPIST-1 umkreist, und Super-Erden, die die nahe gelegenen Sterne von LHS 1140 (LHS 1140b) umkreisen ) und GJ 625 (GJ 625b).
In der möglicherweise neuesten Entdeckung kündigten Physiker der University of Texas Arlington (UTA) kürzlich die mögliche Entdeckung eines erdähnlichen Planeten an, der Gliese 832 umkreist, einen roten Zwergstern, der nur 16 Lichtjahre entfernt ist. In der Vergangenheit entdeckten Astronomen zwei Exoplaneten, die Gliese 832 umkreisen. Nach einer Reihe von Berechnungen wies das UTA-Team jedoch darauf hin, dass ein zusätzlicher erdähnlicher Planet den Stern umkreisen könnte.
Die Studie mit dem Titel „Dynamik eines Planeten mit wahrscheinlicher Erdmasse im GJ 832-System“, in der ihre Ergebnisse detailliert beschrieben werden, erschien kürzlich in Das astrophysikalische Journal.Unter der Leitung von Dr. Suman Satyal, einem Physikforscher, Dozenten und Laborleiter an der UTA, versuchte das Team, die Stabilität der Planetenbahnen um Gliese 832 mithilfe einer numerischen und detaillierten Phasenraumanalyse zu untersuchen.
Wie bereits erwähnt, wurden in der Vergangenheit zwei weitere Exoplaneten um Gliese 832 entdeckt, darunter ein Jupiter-ähnlicher Gasriese (Gliese 832b) im Jahr 2008 und die Supererde (Gliese 832c) im Jahr 2014. In vielerlei Hinsicht konnten diese Planeten dies nicht anders sein. Zusätzlich zu ihrer Massendisparität variieren sie stark in Bezug auf ihre Umlaufbahnen - wobei Gliese 832b in einer Entfernung von etwa 0,16 AE und Gliese 832c in einer Entfernung von 3 bis 3,8 AE umkreist.
Aus diesem Grund versuchte das UTA-Team festzustellen, ob es möglicherweise einen dritten Planeten mit einer stabilen Umlaufbahn zwischen beiden gibt. Zu diesem Zweck führten sie numerische Simulationen für ein Drei- und Vierkörpersystem von Planeten mit elliptischen Bahnen um den Stern durch. Diese Simulationen berücksichtigten eine große Anzahl von Anfangsbedingungen, die es ermöglichten, alle möglichen Zustände (auch bekannt als Phasenraumsimulation) der Umlaufbahnen des Planeten darzustellen.
Sie umfassten dann die Radialgeschwindigkeitsmessungen von Gliese 832, die auf der Anwesenheit von Planeten mit 1 bis 15 Erdmassen beruhten. Es sollte angemerkt werden, dass die Radial Velocity (RV) -Methode die Existenz von Planeten um einen Stern basierend auf Variationen der Sterngeschwindigkeit bestimmt. Mit anderen Worten, die Tatsache, dass sich ein Stern hin und her bewegt, zeigt an, dass er durch die Anwesenheit eines Planetensystems beeinflusst wird.
Die Simulation des RV-Signals des Sterns unter Verwendung eines hypothetischen Planetensystems ermöglichte es dem UTA-Team auch, die durchschnittlichen Entfernungen, in denen diese Planeten den Stern (auch bekannt als ihre Semi-Major-Achsen) umkreisen würden, und ihre oberen Massengrenzen zu beschränken. Am Ende lieferten ihre Ergebnisse starke Hinweise auf die Existenz eines dritten Planeten. Wie Dr. Satyal in einer UTA-Pressemitteilung erklärte:
„Wir haben auch die integrierten Daten aus der zeitlichen Entwicklung der Umlaufbahnparameter verwendet, um die synthetischen Radialgeschwindigkeitskurven der bekannten und erdähnlichen Planeten im System zu erstellen. Wir haben mehrere Radialgeschwindigkeitskurven für unterschiedliche Massen und Entfernungen erhalten, die auf einen möglichen neuen Mittelplaneten hinweisen. “
Basierend auf ihren Berechnungen würde dieser mögliche Planet des Gliese 832-Systems zwischen 1 und 15 Erdmassen liegen und den Stern in einer Entfernung von 0,25 bis 2,0 AE umkreisen. Sie stellten auch fest, dass es wahrscheinlich eine stabile Umlaufbahn für etwa 1 Milliarde Jahre haben würde. Satyal deutete an, dass alle Zeichen, die vom Gliese 832-System kommen, darauf hindeuten, dass es einen dritten Planeten gibt.
"Die Existenz dieses möglichen Planeten wird durch die langfristige Orbitalstabilität des Systems, die Orbitaldynamik und die Analyse des synthetischen Radialgeschwindigkeitssignals unterstützt", sagte er. "Gleichzeitig sind noch eine beträchtliche Anzahl von Radialgeschwindigkeitsbeobachtungen, Transitmethodenstudien sowie direkte Bildgebung erforderlich, um das Vorhandensein möglicher neuer Planeten im Gliese 832-System zu bestätigen."
Alexander Weiss, der UTA-Lehrstuhl für Physik, lobte die Leistung ebenfalls und sagte:
„Dies ist ein wichtiger Durchbruch, der die mögliche Existenz eines potenziellen neuen Planeten demonstriert, der einen Stern in unserer Nähe umkreist. Die Tatsache, dass Dr. Satyal nachweisen konnte, dass der Planet mehr als 1 Milliarde Jahre lang eine stabile Umlaufbahn in der bewohnbaren Zone eines Roten Zwergs aufrechterhalten konnte, ist äußerst beeindruckend und zeigt die erstklassigen Fähigkeiten der Astrophysikgruppe unserer Abteilung. “
Ein weiterer interessanter Leckerbissen ist, dass die Umlaufbahn dieses Planeten ihn jenseits oder nur innerhalb der bewohnbaren Zone von Gliese 832 platzieren würde. Während die Super-Earth Gliese 832c eine exzentrische Umlaufbahn hat, die sie am inneren Rand dieser Zone platziert, würde dieser dritte Planet seine äußere Kante am nächsten umgehen. In diesem Sinne könnten die beiden Super-Erden von Gliese 832 durchaus Venus- und Mars-ähnlicher Natur sein.
Mit Blick auf die Zukunft werden Dr. Satyal und seine Kollegen natürlich versuchen, die Existenz dieses Planeten zu bestätigen, und andere Institutionen werden mit Sicherheit ähnliche Studien durchführen. Dieses Sternensystem ist ein weiteres, das in den kommenden Jahren sicherlich Gegenstand von Folgestudien sein wird, höchstwahrscheinlich von Weltraumteleskopen der nächsten Generation wie dem James Webb-Weltraumteleskop.
