Entdeckte das magische Sonnensystem, das nicht nur vier Gasriesen, sondern auch zwei Asteroidengürtel hat

Das Planetensystem um den Stern HR8799 weist mit vier Gasriesen zwischen zwei Asteroidengürteln eine verblüffende Ähnlichkeit mit unserem eigenen auf. Ein von RUG und SRON geleitetes Forschungsteam nutzte diese Ähnlichkeit, um den Materialtransport von Asteroiden, Kometen und anderen kleineren Körpern innerhalb des Systems zu modellieren. Die Simulationen lassen darauf schließen, dass die vier Gasplaneten Material von Sekundärkörpern erhalten, genau wie unser eigenes Sonnensystem.

Von der Sonne aus gezählt besteht das Sonnensystem aus vier Gesteinsplaneten, einem Asteroidengürtel, vier Gasriesen und einem weiteren Asteroidengürtel. Die inneren Planeten sind reich an feuerfesten Materialien wie Metallen und Silikaten, während die äußeren Planeten reich an flüchtigen Substanzen wie Wasser und Methan sind. Während ihrer Entstehung hatten die inneren Planeten große Schwierigkeiten, flüchtige Atmosphären zu bilden, da der starke Sonnenwind das Gas ständig wegblies. Gleichzeitig verdunstet das Eis durch die Sonnenwärme, sodass es weniger Wasser speichern kann.

In den äußeren Regionen gibt es weniger Sonnenwärme und Wind, sodass sich in den späteren Gasriesen Wassereis und auch große Atmosphären mit flüchtigen Stoffen ansammeln können. Sekundärkörper wie Asteroiden, Kometen und Staub verfeinerten dieses Ergebnis später, indem sie hitzebeständiges Material aus dem inneren Gürtel und flüchtige und hitzebeständige Materialien aus dem äußeren Gürtel lieferten. Ein Team von Astronomen unter der Leitung der Rijksuniversiteit Groningen und des niederländischen Instituts für Weltraumforschung SRON fragte sich, ob dasselbe Transportsystem auch für Planetensysteme um andere Sterne gilt.

Die Studie erstellte ein Simulationsmodell für dieses System rund um HR8799. Dies ähnelt unserem eigenen Sonnensystem, das aus vier Gasriesen sowie einem inneren und einem äußeren Gürtel besteht, wobei sich im inneren Gürtel möglicherweise Gesteinsplaneten befinden. Daher kann das Forschungsteam einige unbekannte Informationen über HR8799 aus dem Sonnensystem übernehmen. Die Simulationen zeigen, dass die vier Gasplaneten, genau wie das Sonnensystem, Material von Sekundärkörpern erhalten. Das Wissenschaftlerteam bestand aus Kateryna Frantseva (Universität Groningen/SRON), Migo Mueller (NOVA/Universität Leiden/SRON)

Das Team, bestehend aus Petr Pokorn Axi (NASA), Floris van der Tak (SRON/Universität Groningen) und Inge Loes ten Kate (Universität Utrecht), geht davon aus, dass die Menge der beiden „ausgetauschten“ Materialien etwa dem 500.000-fachen der Masse des Planeten entspricht. Zukünftige Beobachtungen, wie etwa die des James Webb-Weltraumteleskops der NASA (Start voraussichtlich 2021), werden es ermöglichen, die Menge an hitzebeständigem Material in flüchtigen Gasriesen zu messen. Wenn das Teleskop die vorhergesagten Mengen an feuerfestem Material erfassen kann, dann könnte das erfasste feuerfeste Material durch den Transport aus dem Asteroidengürtel erklärt werden, wie im Modell gezeigt.

Wenn mehr feuerfestes Material nachgewiesen wird als vorhergesagt, könnte dies bedeuten, dass der Transportprozess viel aktiver war als gedacht, beispielsweise weil HR 8799 viel jünger ist als das Sonnensystem. Das Sternensystem HR8799 könnte terrestrische Planeten enthalten und die Abgabe flüchtiger Stoffe aus dem Asteroidengürtel könnte für diese Planeten eine astrobiologische Bedeutung haben.

Bo Ke Yuan | Forschung/Von: SRON Niederländisches Institut für Weltraumforschung