Der Stern TOI-201 ist 1,3-mal massereicher als die Sonne und hat einen äquivalenten Durchmesser. Um ihn kreisen drei unterschiedliche Planeten: eine felsige Supererde, sechsmal massereicher als die Erde, mit einem Jahr von 5,8 Tagen; ein Gasriese mit der halben Masse des Jupiter, genannt TOI-201b, der seine Umlaufbahn in 53 Tagen vollendet; und ein weiterer Riese, sechzehnmal massereicher als Jupiter, mit einem Jahr von fast 2.883 Tagen.
Bild: NASA
Diese Welten wurden dank des NASA-Satelliten TESS und des Observatoriums ASTEP in der Antarktis entdeckt. ASTEP, installiert auf dem antarktischen Plateau, nutzt die Polarnächte für kontinuierliche Beobachtungen. Durch die Kombination der Daten entdeckten die Forscher die Planetentransite. TESS ortete zudem den seltenen Transit des äußeren Planeten.
Diese Beobachtungen ermöglichten die Messung von Abweichungen in den Transits des inneren Planeten TOI-201b. Eine Abweichung von etwa dreißig Minuten wurde festgestellt – ein Zeichen intensiver dynamischer Wechselwirkungen.
Die Einzigartigkeit dieses Systems liegt in der stark geneigten und elliptischen Umlaufbahn des am weitesten entfernten Planeten. Seine Schwerkraft stört die Bahnen der inneren Planeten und verändert den vorhergesagten Zeitpunkt ihrer Transite. In etwa 200 Jahren werden die Planeten nicht mehr vor ihrem Stern aufgereiht sein, um von der Erde aus beobachtet zu werden. Amaury Triaud bemerkt, dass die meisten Planetensysteme homogen sind, während TOI-201 eine große Vielfalt aufweist. Tristan Guillot fügt hinzu, dass dies auf eine aktive orbitale Neuordnung hindeutet.
Diese Beobachtungen bieten einen Einblick in die dynamischen Prozesse, die der Entstehung von Planeten folgen. In unserem Sonnensystem sind die Umlaufbahnen fast koplanar, aber hier ist jeder Planet anders, was auf eine laufende Neuorganisation hindeutet. Die Forscher hoffen, dass die Untersuchung von TOI-201 dazu beitragen wird, besser zu verstehen, wie sich Planetensysteme über lange Zeiträume entwickeln. Insbesondere die beobachteten gravitativen Wechselwirkungen könnten die Vielfalt der bereits entdeckten Exoplaneten erklären.
Die Untersuchung des Systems TOI-201 hat gerade erst begonnen. Die Wissenschaftler planen, zukünftige Transite zu beobachten, um die zugrunde liegende Dynamik besser zu verstehen. Diese Arbeiten könnten auch dabei helfen zu erklären, warum manche Planetensysteme so unterschiedlich voneinander sind, wie das unsere. Das Team hofft, dass die Langzeitbeobachtung Muster in den Bahnveränderungen offenbaren wird. Diese Entdeckungen könnten die Modelle der Planetenentstehung und ihrer Wanderungen verfeinern.