Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) führt derzeit eine Reihe von Missionen zur Entdeckung und Erforschung von Exoplaneten durch, also von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.
Eine dieser Missionen, Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite), hat ein seltenes Exoplaentensystem entdeckt, das etwa 100 Lichtjahre entfernt ist.
Laut ESA handelt es sich um einen wichtigen Fund, da er uns Aufschluss über die Entstehung und Entwicklung des Planetensystems geben kann.
Cheops hat herausgefunden, dass der Stern mit der Bezeichnung HD110067 im Sternbild "Haar der Berenike" von mindestens sechs Planeten umkreist wird. Die Umlaufbahnen dieser Planeten zeigen, dass das System seit seiner Entstehung vor mehr als einer Milliarde Jahren weitgehend unverändert ist.
"Wir glauben, dass nur etwa ein Prozent aller Systeme in Resonanz bleiben", sagt Rafael Luque von der Astronomieabteilung der Universität Chicago. Deshalb ist HD110067 etwas Besonderes und lädt zu weiteren Studien ein.
"Er zeigt uns die unberührte Konfiguration eines Planetensystems, das unangetastet überlebt hat.
Eine seltene Familie von sechs Exoplaneten wurde mit Hilfe der Cheops-Mission der ESA entschlüsselt ESA
Veränderungen der Helligkeit des Sterns wurden erstmals im Jahr 2020 vom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA entdeckt - ein Zeichen dafür, dass es möglicherweise Planeten gibt, die sich zwischen dem Stern und unserem Blick auf sein Licht bewegen.
Zunächst dachten die Astronomen, dass die Daten zwei mögliche Planeten enthüllten, aber zwei Jahre später legten neue Daten von TESS nahe, dass die ursprüngliche Hypothese keinen Sinn ergab, sondern stattdessen zwei verschiedene mögliche Planeten nachgewiesen wurden.
"Daraufhin beschlossen wir, Cheops zu nutzen. Wir gingen auf die Suche nach Signalen unter all den möglichen Perioden, die diese Planeten haben könnten", so Luque.
Planeten in 'orbitaler Resonanz'
Die Planeten befinden sich in orbitaler Resonanz, d. h. ihre Umlaufzeiten können als Verhältnis zweier ganzer Zahlen ausgedrückt werden.
Im Fall von HD110067 wurde festgestellt, dass der äußerste Planet eine Umlaufzeit von 20,519 Tagen benötigt, also fast genau das 1,5-fache der Umlaufzeit des nächsten Planeten mit 13,673 Tagen. Diese wiederum ist fast 1,5 mal so lang wie die Umlaufzeit des inneren Planeten mit 9,114 Tagen.
Durch den Abgleich dieser Daten mit den noch unerklärten Daten konnte das Team feststellen, dass es drei weitere Planeten in dem System gibt.
"Cheops gab uns diese resonante Konfiguration, die es uns ermöglichte, all die anderen Perioden vorherzusagen. Ohne diese Entdeckung von Cheops wäre es unmöglich gewesen", erklärt Luque.
Resonante Planetensysteme sind sehr selten, denn bei der überwiegenden Mehrheit der Systeme ist die natürliche Entwicklung der Planetenbahnen unterbrochen worden. Dies könnte auf einen massereichen Planeten im System zurückzuführen sein, der mit seiner größeren Gravitationswirkung auf kleinere Planeten einwirkt, auf eine nahe Begegnung mit einem vorbeiziehenden Stern oder sogar auf einen Einschlag auf einem der Planeten.
"Wie unser Wissenschaftsteam es ausdrückt: Cheops lässt außergewöhnliche Entdeckungen gewöhnlich klingen. Von nur drei bekannten resonanten Sechs-Planeten-Systemen ist dies nun das zweite, das Cheops gefunden hat, und das in nur drei Betriebsjahren", sagte Maximilian Günther, ESA-Projektwissenschaftler für Cheops.
Die anderen speziellen Exoplanetenmissionen der ESA sind Plato und Ariel.
Plato soll 2026 starten und mit einer Reihe von Kameras erdähnliche Exoplaneten in Umlaufbahnen bis zur bewohnbaren Zone von sonnenähnlichen Sternen untersuchen, die Größe der Planeten messen und Exomonde und Ringe um sie entdecken.
Ariel soll im Jahr 2029 starten und die chemische Zusammensetzung der Atmosphären von Exoplaneten analysieren.
Die Ergebnisse aller drei Missionen sollen Aufschluss darüber geben, wie Exoplaneten und ihre Systeme beschaffen sind, und uns zeigen, wie einzigartig unser eigenes Sonnensystem ist.
