Künstlerische Darstellung von Trappist-1

© NAOJ

Science
05/15/2020

Fast wie unser Sonnensystem: Trappist-1 begeistert Forscher

3 Exoplaneten des Systems könnten in der habitablen Zone liegen. Die Umlaufbahn der Planeten ähnelt unserem Sonnensystem.

Das System Trappist-1 ist nur 40 Lichtjahre weit von uns entfernt und könnte unserem Sonnensystem sehr ähnlich sein. In einer Studie im Fachmagazin Astrophysical Journal Letters untersuchten Wissenschaftler des japanischen National Astronomical Observatory das System. Dazu nutzten sie das Subaru Teleskop, das zum Mauna-Kea-Observatory in Hawaii gehört. Trappist-1 beherbergt 7 felsige Exoplaneten, von denen sich 3 in der sogenannten habitablen Zone befinden.

Nun konnten die Astronomen herausfinden, dass sich die Planeten, wie in unserem Sonnensystem, auf einer flachen Scheibe um den Äquator des Zentralsterns bewegen. Diese Entdeckung ermöglicht es den Wissenschaftlern herauszufinden, wie sich das System entwickelt hat. So kann das bisherige Modell des Systems verbessert werden, um zu bestimmen, ob einer der Exoplaneten bewohnbar ist oder nicht.

Keine schräge Umlaufbahn

Auch können die Ergebnisse dabei helfen zu bestimmen, ob unser Sonnensystem normal oder besonders ist. Viele der bisher entdeckten Exoplaneten in unserer Milchstraße kreisen in einer schrägen Umlaufbahn um ihren Zentralstern. Je mehr Sterne sich aber in einem System befinden, desto eher tendieren sie zu einer so schrägen Umlaufbahn. Allerdings konnten diese Systeme bisher nur schwer gemessen werden, da die kleineren Exoplaneten, die sich in Trappist-1 befinden, schwer zu beobachten sind.

Dafür wird der Rossiter-McLaughlin-Effekt eingesetzt. Hier wird anhand der Verschiebung des Lichtspektrums eines Planeten dessen Umlaufzeit und Bahnneigung berechnet. Die Seite eines Planeten oder Sterns, die zum Betrachter zeigt, weist eine Blauverschiebung auf. Die Seite, die sich vom Betrachter wegbewegt, hat eine Rotverschiebung.

Aus der beobachteten Veränderung lässt sich auf das Verhalten des Sterns schließen. Der sogenannte Doppler-Schatten, der sich dabei beobachten lässt, erzeugt eine Verzerrung. Daraus können Astronomen die schräge einer Umlaufbahn ermitteln. Da das Subaru-Teleskop kürzlich mit einem hochauflösenden Infrarotspektrografen (IDR) ausgestattet wurde, war nun die Beobachtung der verhältnismäßig kleinen Planeten in Trappist-1 möglich.

Bewohnbare Planeten vermutet

Am 31. August 2018 konnte das Forscher-Team zufällig 3 Exoplaneten des Systems dabei beobachten, wie sie an ihrem Zentralstern vorbeizogen. Damit sammelten sie zahlreiche Daten, die sie nun ausgewertet haben. Bei einem der Planeten konnten die Astronomen einen Doppler-Schatten beobachten und so bestimmen, dass die schräge seiner Umlaufbahn nahe Null war. Allerdings sei so eine Messung auch fehleranfällig, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie.

Stimmen die Berechnungen, könnten die Planeten in Trappist-1 ähnlich angeordnet sein wie in unserem Sonnensystem. Hat es keinen Störfaktor gegeben, befinden sich die Planeten noch an der Stelle, an der sie auch entstanden sind. Durch diese ungestörte Entwicklung des Systems könnten bewohnbare Planeten entstanden sein.

Um diese Schlussfolgerung zu bestätigen, forscht das Team nun weiter. „Durch zusätzliche Beobachtungen mit dem IDR und anderen neuen hochauflösenden Infrarotspektrografen wird ein neues Fenster in die Orbitalarchitekturen von Planetensystemen um Sterne mit geringer Masse geöffnet“, heißt es in der Studie.