NGTS: Kleiner Stern mit großem Planeten

astronews.com Redaktion

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Zwergsterne, so zumindest die bisherige Theorie, sollten eigentlich nur von relativ kleinen Planeten umrundet werden. Jetzt haben Astronomen aber mithilfe des Next-Generation Transit Survey eine massearme Sonne aufgespürt, um die ein Gasriese in der Größe Jupiters kreist. Es ist die erste Entdeckung der Teleskopanlage in der chilenischen Atacamawüste. (1. November 2017)

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Ned Flanders

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Warum sollte das nicht gehen. Wenn er so groß ist wie Jupiter und der Stern die halbe Sonnenmasse dann müsste der Planet etwa 0.7% der Sternenmasse haben.

Das ist groß im Vergleich aber dennoch sehr klein. Es entwickeln sich ja auch Doppelsternsysteme mit Riesensternen und kleinen Sternen.

Ich empfinde das jetzt nicht völlig außerhalb der zu erwartenden Relation.
 
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pane

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Ich weiss nicht genau, was halb so gross wie die Sonne bedeuten soll. Sinnvoll ist da wohl nur von der Masse auszugehen. Halbe Sonnenmasse ist nicht besonders klein. Es gibt noch sehr viel kleinere Sterne.

Ich glaube, man geht davon aus, dass Planeten anders entstehen als Sterne. Aber ob das so stimmt, weiss ich auch nicht. Sicherlich ist die Erde anders entstanden als die Sonne, aber Jupiter könnte auch nur ein verhinderter Stern sein, der nicht genug Masse hat. Umgekehrt, vielleicht hat auch die Sonne einen Kern aus schwereren Elementen. Keine Ahnung, was das für Konsequenzen hätte. Auf dem Kern lastete einen enormen Druck und er kann keinen Gegendruck aufbauen, da eine Kernfussion unmöglich ist.

Mit freundlichen Grüssen
pane
 

SFF-TWRiker

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Im Text wird eine hohe maximale Masse der Planeten und anderer Körper eines Sternensytems angegeben mit ca 1% der Sternenmasse.
Dies liegt in unserem Sonnensystem deutlich niedriger
Obwohl Jupiter 318 Erdmassen hat, hat er nur 1/1048 der Sonnenmasse. Zusammen mit den anderen Planeten, Zwergplaneten, Asteroiden, Kometen, Monden etc haben diese Körper nur rund 0,25 % der Sonnenmasse.
Der NGTS Stern hat ca 0,6 Sonnenmassen und der Planet ca 0,8 Jupitermassen. Dei den Durchmessern sind es ca 800.000 km und knapp 200.000 km, also 4:1 anstatt wie bei der Sonne und Jupiter 10:1. Der Planet hat nach Berechnungen eines Users eines anderen Forums ca 0,125% der Masse seines Sternes.
Ich schätze die Wissenschaftler sind erstaunt, weil die Metallizität bei roten Zwergsternen niedrig ist, wobei der NGTS Stern mit M 0,5 ein relativ großer roter Zwerg ist.
 

TomTom333

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Vielleicht ist der Planet ja vom Stern eingefangen worden. Oder weil er o,5 M unserer Sonne hat eben kein "Normaler" Roter Zwerg ist!
 

Bynaus

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"Warum sollte es nicht gehen" - es geht, aber man würde es bei allem, was man in den vergangenen Jahrzehnten über Exoplaneten gelernt hat, nicht so erwarten würde. Kleine Sterne haben kleinere Planeten - es gibt kaum Rote Zwerge mit grossen Gasriesen (aber es gibt sie!). Vermutlich deshalb, weil ein kleinerer Stern eine kleinere Staub- und Gasscheibe hat, die in der Zone nahe am Stern (wo sie am dichtesten wäre) auch sehr schnell "weggepustet" wird. Insofern kann die Beobachtung von solchen seltenen Planetensystemen helfen, die Planeten-Entstehungs-Modelle zu verbessern (das geht ja nur da, wo das Modell versagt).

Umgekehrt, vielleicht hat auch die Sonne einen Kern aus schwereren Elementen.

In der Sonne gibt es sicher auch schwere Elemente (aus früheren Sterngenerationen), diese überwiegen sogar in ihrer Masse jene, die in den Planeten stecken! Aber diese Elemente sind nicht im Kern versammelt und machen sicher nicht einen beträchtlichen Anteil der Sonnenmasse aus - das weiss man, weil es Auswirkungen auf das Gravitationsfeld, das Rotations- und Pulsationsverhalten der Sonne haben würde, wenn es so wäre.

Vielleicht ist der Planet ja vom Stern eingefangen worden.

Eher unwahrscheinlich - denn zum Einfang eines Körpers um einen anderen braucht es entweder einen "Bremsmechanismus" (z.B., eine Atmosphäre oder einen Raketenantrieb ;) ) oder dann einen dritten Körper, der dafür sorgt, dass Energie und Impuls insgesamt erhalten bleiben. Oder nochmals anders ausgedrückt: jede Umlaufbahn hat eine ihr zugeordnete Energie, die Summe aus kinetischer und potentieller Energie des Planeten. Bei gebundenen Bahnen ist die Bahnenergie negativ, bei ungebundenen positiv. Um also von einer ungebundenen auf eine gebundene Bahn zu kommen, muss die Energiedifferenz (vorher / nachher) irgendwie freigesetzt / übertragen werden.
 

Bynaus

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Es müsste dann energetisch immer noch aufgehen - diese Mini-Erden hätten im Vergleich zum Gasriesen eben auch Mini-Massen, und müssten auf entsprechend hohe Geschwindigkeiten gebracht werden, um genügend Energie und Impuls fortzutragen. Das ist nicht zwingend möglich. Wie gesagt, natürlich kann man spezielle Szenarien konstruieren, aber diese müssen - gegenüber der Möglichkeit, dass wir vielleicht einfach die Planetenbildung noch nicht ganz verstanden haben - dann als eher unwahrscheinlich gelten.
 

TomTom333

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dann als eher unwahrscheinlich gelten.

Aber auszuschließen ist es nicht und bei der Masse an Planetensystemen die wir in den letzten 5 Jahren entdeckt haben, war es doch nur eine Frage der Zeit bis die Ausnahme die Regel bestätigt. Und wie du es selber sagst, die Möglichkeit besteht. Vor 5 Jahren war es auch sehr unwahrscheinlich, dass wir so viele "Super Erden " finden
 

Bynaus

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Vor 5 Jahren war es auch sehr unwahrscheinlich, dass wir so viele "Super Erden " finden

Nein, war es nicht. Wir wussten einfach nicht, was wir finden würden, daraus lässt sich keine Wahrscheinlichkeit für oder gegen etwas ableiten.

Aber in diesem Fall brauchst du ein sehr spezifisches Szenario, von dem man auch erst mal noch zeigen müsste, dass es physikalisch möglich und statistisch plausibel ist.
 

SFF-TWRiker

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Wie gesagt, natürlich kann man spezielle Szenarien konstruieren, aber diese müssen - gegenüber der Möglichkeit, dass wir vielleicht einfach die Planetenbildung noch nicht ganz verstanden haben - dann als eher unwahrscheinlich gelten.
Manchmal habe ich bei Dokus zu kosmologieschen Themen das Gefühl, dass die interpretierenden Astronomen in ihrer Karriere zu sehr auf Ockhams Rasiermesser geeicht wurden. Da spürt man geradezu kindliche Freude, wenn etwas Außergewöhnliches entdeckt wird, was bisherige Hypothesen über den Haufen wirft und Forscher über das anthropische Prinzip stolpern. Da wird imho bei der bisher noch löchrigen Datenlage abduziert und induziert, weil man nicht zugeben will, dass die Erkenntnisse weder quantitativ noch qualitativ ausreichend sind um logisch zu deduzieren. Es ist einfach eine faszinierende Zeit. Vielleicht sollte man sich in dieser Situation erst mal stoisch des Urteils enthalten. Bei den wenigen Sternensystemen mit mehr als 3 Planeten kann man imho noch nicht sagen,was typisch sein könnte.
 

Bynaus

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Zufälligerweise habe ich zum Thema "Fähigkeit, kleinere Massen aus dem System zu werfen" gerade etwas interessantes gefunden: in diesem sehr kurzen Artikel zu A/2017 U1 findet sich eine Formel, mit der man berechnen kann, ob ein Himmelskörper in der Lage ist, Asteroiden / Kometen per "Gravity Assist" aus dem System zu werfen. Der Faktor f = v_esc/v_orb = ((M_p * a)/(M_s * R_p))^0.5 muss deutlich über 1 sein (v_esc = Fluchtgeschwindigkeit, v_orb = Orbitalgeschwindigkeit, M_p = Planetenmasse, a = Grosse Halbachse der Umlaufbahn, M_s = Masse des Sterns, R_p = Radius des Planeten). In unserem System haben Jupiter und Neptun die höchsten f-Werte (3.2 und 3.1).

Der Planet hier hat nur einen f-Wert von etwa 0.25. Das heisst, er kann durch Vorbeiflug keine Massen ins Unendliche schleudern und umgekehrt kann er damit auch nicht aus dem Unendlichen auf seine gegenwärtige Bahn abgebremst werden.
 
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