Das Weltraumteleskop TESS hat zur Entdeckung eines Planeten beigetragen, der sich fast 40.000 Lichtjahre entfernt befindet. Dieses Ergebnis beruht auf dem Prinzip der Gravitationsmikrolinse, einem PhÀnomen, das mit der allgemeinen RelativitÀtstheorie von Albert Einstein zusammenhÀngt.
Der Planet namens Gaia23bra b hat eine geschÀtzte Masse von etwa dem 1,6-fachen der Jupitermasse. Er umkreist einen orangefarbenen Stern, dessen Masse etwa 80 % der Sonnenmasse betrÀgt. Seine Umlaufbahn befindet sich in einer vergleichbaren Entfernung wie die des Jupiter um die Sonne. Diese Art von Konfiguration ist mit der Transitmethode, die hauptsÀchlich von TESS verwendet wird, schwer zu erkennen.
Diese Abbildung zeigt Gaia23bra b, den ersten Planeten, der durch Gravitationsmikrolinse um einen fernen Stern entdeckt wurde, mit dem TESS-Satelliten (Transiting Exoplanet Survey Satellite) der NASA. Dieser Super-Jupiter umkreist einen orangefarbenen Zwergstern in einer Entfernung, die mit der des Jupiter zur Sonne vergleichbar ist.
Goddard Space Flight Center der NASA
Wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht, kann er einen kleinen Teil des Lichts blockieren. Das PhÀnomen erzeugt dann einen periodischen Helligkeitsabfall, der von Weltrauminstrumenten wie TESS gesucht wird.
Die Mikrolinse beruht auf einem ganz anderen physikalischen Prinzip: Ein im Vordergrund befindlicher Stern verformt die Raumzeit und verstĂ€rkt vorĂŒbergehend das Licht eines dahinter liegenden, weiter entfernten Sterns.
Die Anwesenheit eines Planeten um diesen vorderen Linsenstern fĂŒgt der LichtverstĂ€rkung kurze Schwankungen hinzu. Diese Signatur ermöglichte es, Gaia23bra b in den verfĂŒgbaren Beobachtungen zu identifizieren. Wir haben es also hier mit einem Planeten zu tun, der um einen Stern entdeckt wurde, der das Licht eines anderen Sterns verstĂ€rkt.
Diese Animation veranschaulicht das Konzept der Gravitationsmikrolinse. Wenn ein Stern (in der Mitte der Animation) von unserem Beobachtungspunkt aus fast vor einem anderen (im gestrichelten Kreis rechts) vorbeizuziehen scheint, werden die Lichtstrahlen des Hintergrundsterns durch die KrĂŒmmung der Raumzeit um den Vordergrundstern abgelenkt. Dieser wirkt wie eine virtuelle Lupe, verstĂ€rkt die Helligkeit des Hintergrundsterns und verschiebt leicht seine scheinbare Position.
Wenn der nÀhere Stern ein Planetensystem besitzt, können diese Planeten ebenfalls als Linsen wirken, wobei jeder eine leichte Abweichung der Helligkeit der Quelle verursacht. Durch die Entdeckung von Planeten auf diese Weise können Astronomen ihre Masse und ihre Umlaufbahnentfernung zu ihrem Stern messen.
Credit: Goddard Space Flight Center/CI der NASA
Das erste Signal wurde 2023 vom Gaia-Satelliten der EuropĂ€ischen Weltraumorganisation entdeckt. Die Forscher fanden das Ereignis anschlieĂend in den Archiven von TESS.
Diese Entdeckung zeigt, dass TESS trotz seiner ursprĂŒnglichen Ausrichtung auf Transits zur Suche nach Planeten mittels Mikrolinse beitragen kann. Weitere Exoplaneten könnten sich noch in seinen archivierten Daten verstecken.