Wissenschaftler erhalten einen beispiellosen Blick auf die höllische „Höllenwelt“ im Weltraum

Scientists Gain Unprecedented Look at Infernal ‘Hell World’ In Space

Seien wir ehrlich: Die meisten Planeten sind Todesfallen. Von den Tausenden von Welten, die der Wissenschaft bekannt sind, gelten nur eine Handvoll als potenziell bewohnbar. Der Rest würde alle Besucher auf albtraumhafte Weise töten. Und doch hat der Planet 55 Cancri e, auch bekannt als Janssen, selbst mit dieser harten Konkurrenz zu kämpfen zeichnete sich aus als einer der ultimativen „Höllenplaneten“ der Galaxis.

Diese sengende „Super-Erde“, die sich 41 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, ist ihrem Stern so nahe, dass ihr Jahr nur 18 Stunden dauert. Wissenschaftler vermuten, dass seine Oberfläche wahrscheinlich von einem Lavaozean umgeben ist, das auf seiner Nachtseite 2.400 ° F heiß und auf der Tagseite doppelt so heiß ist. Aber obwohl 55 Cancri e eine ikonische und gut erforschte Welt ist, bleibt die Geschichte, wie es zu solch einer höllischen Einöde kam, im Dunkeln.

Jetzt haben Wissenschaftler unter der Leitung von Lily Zhao, Postdoctoral Research Fellow am Center for Computational Astrophysics des Flatiron Institute, einen Durchbruch in unserem Verständnis von 55 Cancri e und anderen ultrakurzperiodischen Planeten (USPs) erzielt, die Jahre kürzer als a haben Tag.

Diese USPs waren nicht immer so „hot hot hot!“ wie Zhao 55 Cancri e in einer E-Mail an Motherboard beschrieb, weil sie sich wahrscheinlich weiter von ihren Sternen entfernt gebildet haben, bevor sie auf den heißen Stuhl migrierten. Das Verständnis dieser Bewegungen kann Wissenschaftlern helfen, die unvorstellbar teuflischen Bedingungen auf USPs zu untersuchen, aber sie könnten auch Licht in die Ursprünge bewohnbarer Planeten bringen, was ein wichtiger Schritt bei der Einschätzung der Wahrscheinlichkeit ist, dass außerirdisches Leben anderswo im Universum entstanden ist.

„Das Verständnis, wie sich Planeten entwickeln und wandern, wird definitiv unser Verständnis der Wahrscheinlichkeiten der Bewohnbarkeit von Planeten beeinflussen“, sagte Zhao gegenüber Motherboard. „Die bewohnbare Zone ist eine gute Faustregel dafür, ob ein Planet derzeit wasserbasiertes Leben erhalten kann, aber damit sich Leben erfolgreich bilden kann, muss ein Planet so lange bewohnbar bleiben, wie es dauert, bis sich Leben manifestiert. Es ist daher wichtig zu verstehen, wie sich Planeten in Systemen mit unterschiedlicher Anzahl und Art von Planeten sowie um verschiedene Sterne bewegen können, um zu verstehen, wie lange ein Planet bewohnbar war und/oder bleiben wird.“

Vor diesem Hintergrund verwendeten Zhao und ihre Kollegen ein ausgeklügeltes neues Instrument namens EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) am Lowell Discovery Telescope des Lowell Observatory in Arizona, um eine beispiellose Messung zu erhalten, die „Theorien, wie USPs zu ihren heutigen Positionen migrieren, Grenzen setzt und wie sie mit anderen Planeten in kompakten Mehrplanetensystemen interagieren“, so eine am Donnerstag veröffentlichte Studie in der Naturastronomie.

„55 Cancri e ist sowohl deshalb so interessant, weil er seinen Zentralstern so nahe umkreist, als auch weil er einer der kleineren Planeten ist, die dies tun“, sagte Zhao. „Sein Radius ist weniger als doppelt so groß wie der Erdradius, was bedeutet, dass er beim Transit (dh zwischen seinem Wirtsstern und der Erde) einen sehr kleinen Teil des Lichts vom Wirtsstern blockiert. Die Natur (genauer gesagt die Doppler-Verschiebung) dieses fehlenden Lichts muss erfasst werden, um diese Messung zu erhalten, und es muss während des gesamten Transits gut gemacht werden.“

„Die von früheren Instrumenten erfassten Beobachtungen waren einfach nicht in der Lage, ein so kleines Signal zu erkennen“, fuhr sie fort. „EXPRES wurde speziell entwickelt, um präzisere Messungen zu liefern, die in der Lage sind, Signale dieses Pegels zu erfassen. Diese Messung ist ein großartiger Maßstab für die Fähigkeiten von EXPRES und zeigt, dass wir jetzt in der Lage sind, Signale der Größenordnung zu erkennen, die erforderlich sind, um anderswo Erden zu finden, Planeten, die für Leben gastfreundlich wären.“

55 Cancri e hat Wissenschaftler seit seiner ersten Entdeckung im Jahr 2004 fasziniert und verwirrt. Wissenschaftler haben spekuliert, dass es sich um einen sogenannten „Kohlenstoffplaneten“ handeln könnte, was eine seltsame Art von Welt mit mehr Kohlenstoff als Sauerstoff bedeutet, die enorme Mengen an Kohlenstoff enthalten könnte Diamanten, wie eine Art Drachenhöhle im All.

„Diamant ist eine mögliche Erklärung für die Größe und Masse von 55 Cancri e, aber wir können wirklich nicht sicher sein, woraus dieser Planet besteht“, sagte Zhao. „Tatsächlich ist die Zusammensetzung kleinerer, massearmer Planeten wie 55 Cancri e derzeit nicht gut verstanden, da es schwierig war, die Masse dieser Planeten zu messen.“

„Mit dem Potenzial zur Präzisierung [radial velocity] Messungen mit EXPRES werden wir in der Lage sein, Massen für mehr dieser Planeten zu entdecken und zu bestimmen und ein besseres Verständnis dafür zu bekommen, woraus diese Planeten bestehen könnten“, fügte sie hinzu.

Diese berühmte Höllenwelt ist auch wegen ihrer besonderen Ausrichtung relativ zur Ebene ihres Sternensystems verblüffend. Wissenschaftler wissen, dass andere Planeten aufgrund ihrer subtilen Gravitationssignaturen denselben Stern umkreisen, aber 55 Cancri e ist der einzige, der aus unserer Perspektive auf der Erde vor dem Stern vorbeizieht, was darauf hindeutet, dass er im Vergleich zu seinen planetaren Geschwistern einen einzigartigen Winkel einnimmt .

Frühere Forschungen haben einige unterschiedliche Erklärungen für diese seltsame Ausrichtung aufgezeigt, die auch in anderen Systemen mit USPs beobachtet wurde. Eine Hypothese besagt, dass USPs Welten sind, die sich weiter draußen in ihrem Sternensystem gebildet haben, aber in einem chaotischen Prozess näher an ihren Stern gerückt wurden, der durch gravitative Wechselwirkungen mit anderen Planeten angetrieben wurde, die geneigte „exzentrische“ Umlaufbahnen haben.

Ein zweites Modell stellt sich ebenfalls vor, dass der Planet in größerer Entfernung vom Stern entsteht, ruft aber eine sanftere Migration hervor, die durch „Schiefe Gezeiten“ angetrieben wird, die aus dem Winkel zwischen der Rotationsachse des Planeten und der Bahnebene des Planeten entstehen. Dieses Modell, das keine stark exzentrischen Planetenumlaufbahnen erfordert, sagt voraus, dass ein wandernder Planet mit seinem Stern synchronisiert werden könnte, während er am Ende mit den Umlaufbahnen anderer Planeten im System falsch ausgerichtet wird.

Das zweite Modell mit „geringer Exzentrizität“ stimmt mit den Beobachtungen überein, die Zhao und ihre Kollegen von 55 Cancri e mit EXPRES gemacht haben, ein Befund, der ein neues Licht auf den Ursprung dieses sengenden Planeten wirft.

„Diese Theorie geht davon aus, dass das Planetensystem anfänglich falsch auf den Wirtsstern ausgerichtet ist“, erklärte Zhao und fügte hinzu, dass diese Schrägdynamik durch die Anwesenheit eines zweiten Sterns im 55-Cancri-System verursacht werden könnte. „Der innere Planet wird wahrscheinlich zu Beginn mit den anderen äußeren Planeten ausgerichtet sein, aber je näher der Planet kommt, desto mehr wird er mit dem Stern ausgerichtet.“

„Wir stellen fest, dass die Umlaufbahn von 55 Cancri e gut auf den Äquator seines Wirtssterns ausgerichtet ist, was von den Modellen mit geringer Exzentrizität und Gezeitenschiefe erwartet wird“, fuhr sie fort. „Dieses Ergebnis bevorzugt daher diese beiden Theorien … gegenüber dem Weg mit hoher Exzentrizität. Das soll nicht heißen, dass der Weg der hohen Exzentrizität nicht auch für andere Systeme gilt! Aber für 55 Cancri e deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass es ein dynamisch sanfterer Prozess war, der den Planeten so nahe an seinen Wirtsstern brachte.“

Die neue Studie zeigt, dass EXPRES winzige Signaturen von USPs erkennen kann, die zuvor außerhalb der Beobachtungsreichweite lagen, und enthüllt neue Erkenntnisse über diese gequälten Welten. Zhao und ihre Kollegen planen, weiterhin Instrumente der nächsten Generation zu verwenden, um die verborgenen Geheimnisse der Planetensysteme in der Milchstraße zu extrahieren. Diese Bemühungen könnten einige der Bedingungen offenbaren, die erforderlich sind, um „Himmels“-Planeten zu schaffen, die möglicherweise Leben unterstützen könnten, aber in der Zwischenzeit wird Zhao immer eine Schwäche für die aggressiv unwirtliche Welt von 55 Cancri haben.

„Subjektiv gesehen ist es definitiv mein Lieblings-Höllenplanet!“ Sie sagte. „Ich denke, was es vielleicht besonders höllisch macht, sind all die anderen Planeten im System, von denen einige sogar mit der bewohnbaren Zone flirten. Ich habe das Gefühl, mit Lava bedeckt zu sein, sieht neben einer Vielzahl konventioneller terrestrischer Planeten noch schlimmer aus!“

Die Post Wissenschaftler erhalten einen beispiellosen Blick auf die höllische „Höllenwelt“ im Weltraum erschien zuerst auf VIZE.

Loading...