Astronomen entdecken eine erstaunliche „Supererde“, die fast so alt ist wie das Universum

Es stellt sich heraus, dass Planeten sehr lange leben können.

Um einen der ältesten Sterne der Galaxie, einen orangefarbenen Zwerg namens TOI-561, der nur 280 Lichtjahre entfernt ist, haben Astronomen drei umlaufende Exoplaneten gefunden – einer davon ist eine felsige Welt, die 1,5-mal so groß ist der Erde, den Stern auf einem hektischen Hals kreisend. 10,5 Stunden Umlaufbahn.

Offensichtlich ist es unwahrscheinlich, dass ein Exoplanet, der seinem Stern so nahe ist, bewohnbar ist, selbst wenn er felsig wie die Erde ist. Venus und März. Es würde eine Temperatur von 2480 Kelvin haben, eingeschlossen auf der permanenten Tagesseite mit einem Ozean aus Magma.

Aber das TOI-561-System, die Planeten und alles, ist mit einem geschätzten Alter von rund 10 Milliarden Jahren eines der ältesten überhaupt.

Das ist mehr als doppelt so alt wie das Sonnensystem, fast so alt wie das Universum selbst und ein Beweis dafür, dass felsige Exoplaneten sehr lange stabil bleiben können.

„TOI-561 b ist einer der ältesten felsigen Planeten, die jemals entdeckt wurden“, sagte die Astronomin Lauren Weiss von der Universität von Hawaii.

„Seine Existenz zeigt, dass das Universum fast seit seiner Gründung vor 14 Milliarden Jahren felsige Planeten gebildet hat.“

Die drei Planeten mit den Namen TOI-561b, TOI-561c und TOI-561d wurden vom NASA-Weltraumteleskop TESS identifiziert. TESS betrachtet Teile des Himmels und sucht nach periodischen schwachen Einbrüchen im Licht entfernter Sterne. Dies sind Transite, wenn ein Planet zwischen uns und seinem Stern vorbeizieht.

Aus diesen Daten und den nachfolgenden Beobachtungen konnten Astronomen die Umlaufzeiten und Größen der drei Exoplaneten bestimmen.

Der äußerste TOI-561 d ist etwa 2,3-mal so groß wie die Erde mit einer Umlaufzeit von 16,3 Tagen. TOI-561 ist 2,9-mal so groß wie die Erde und hat eine Umlaufzeit von 10,8 Tagen. Und TOI-561b ist 1,45-mal so groß wie die Erde mit einer Umlaufzeit von etwas mehr als 10,5 Stunden.

Das Team führte auch Radialgeschwindigkeitsmessungen durch. Während die Planeten einen Stern umkreisen, steht dieser Stern nicht still. Jeder Exoplanet übt seine eigene Anziehungskraft auf den Stern aus, was zu einem komplizierten kleinen Tanz führt, der das Licht des Sterns komprimiert und streckt, wenn er sich näher und weiter von uns entfernt, wenn wir ihn beobachten.

Wenn wir die Masse des Sterns kennen, können wir beobachten, wie viel sich der Stern als Reaktion auf die Anziehungskraft eines Exoplaneten bewegt, und die Masse des Exoplaneten berechnen. Von dort berechneten die Forscher, dass TOI-561b etwa dreimal so groß ist wie die Masse der Erde.

Aber seine Dichte ist ungefähr die gleiche wie die der Erde, ungefähr fünf Gramm pro Kubikzentimeter.

„Es ist überraschend, weil wir eine höhere Dichte erwarten“, sagte der planetare Astrophysiker Stephen Kane von der University of California, Riverside. „Dies steht im Einklang mit der Vorstellung, dass der Planet extrem alt ist.“

Dies liegt daran, dass die schwersten Elemente im Universum – Metalle, die schwerer als Eisen sind – im Herzen von Sternen geschmiedet werden, in Supernovae am Ende des Lebens eines massiven Sterns und bei Kollisionen zwischen Sternen. massive tote Sterne. Erst nachdem die Sterne gestorben sind und diese Elemente im Raum verbreitet haben, können sie in anderen Objekten aufgenommen werden.

Somit sind die ältesten Sterne im Universum sehr arm an Metallen. TOI-561 weist beispielsweise eine geringe Metallizität auf. Und von allen Planeten, die sich im vorherigen Universum gebildet haben, wird auch eine geringe Metallizität erwartet.

Vorherige Suche empfohlen dass es eine untere Metallizitätsgrenze für die Bildung von felsigen Planeten gibt, da die schwereren Elemente weniger wahrscheinlich durch Sternstrahlung verdampft werden und die Körner in der zirkumstellaren Scheibe lange genug überleben, um sich zu verklumpen und zu bilden Planeten.

Das Auffinden von Planeten wie TOI-561b kann helfen, diese Modelle einzuschränken, was uns wiederum helfen könnte, ältere felsige Exoplaneten zu lokalisieren.

„Obwohl dieser bestimmte Planet heute wahrscheinlich nicht bewohnt ist“, Sagte Kane„Es könnte ein Vorbote vieler felsiger Welten sein, die noch um die ältesten Sterne unserer Galaxie entdeckt werden müssen.“

Und es kann uns bei der Suche nach bewohnbaren Welten helfen. Die Erde ist ungefähr 4,5 Milliarden Jahre alt; Es wird angenommen, dass die ersten Lebenszeichen vor etwa 3,5 Milliarden Jahren entstanden sind. Und doch tauchen Wirbeltiere noch nie im Fossilienbestand auf Vor etwa 500 Millionen Jahren geben oder nehmen.

Das komplexe Leben, wie wir es kennen, braucht Zeit, um sich zu entwickeln. Wenn wir also ein komplexeres Leben als Archaeen oder Mikroben finden wollen, werden die Planeten, die lange leben und relativ stabil sind, nach Ansicht der Wissenschaftler am wahrscheinlichsten gastfreundlich sein.

Obwohl TOI-561 b kein angenehmer Ort für einen Besuch ist, ist es ein weiterer Hinweis, der uns bei unserer eifrigen Suche nach einem anderen Leben im Universum helfen könnte.

Die Forschungsergebnisse des Teams wurden auf der vorgestellt 237. Treffen der American Astronomical Society. Es wurde auch in akzeptiert Das astronomische Tagebuchund ist verfügbar am arXiv.