Dessa bilder visar några av exoplanetens värdstjärnor med följeslagare (B, C) som hittades under projektet. Bilderna är RGB-kompositbilder tagna med Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (PanSTARRS) i y- (960 nm), i- (760 nm), och g-band (480 nm). Bilden i mitten visar ett hierarkiskt trippelstjärnsystem. Kredit:Mugrauer, PanSTARRS
Är jorden den enda beboeliga planeten i universum eller finns det fler världar någonstans där ute som kan stödja liv? Och om det finns, hur kan de se ut? I ett försök att svara på dessa grundläggande frågor, forskare söker i rymden efter exoplaneter:avlägsna världar som kretsar runt andra stjärnor utanför vårt solsystem.
Fler än 4, 000 exoplaneter är kända hittills, de flesta av dem kretsar kring enskilda stjärnor som vår sol. Nu har astrofysikern Dr Markus Mugrauer från Friedrich Schiller University Jena upptäckt och karakteriserat många nya multipelstjärnsystem som innehåller exoplaneter. Fynden bekräftar antaganden om att förekomsten av flera stjärnor påverkar processen genom vilken planeter bildas och utvecklas. Studien av Mugrauer, vid Astrophysical Institute och University Observatory vid University of Jena, har nu publicerats i den välrenommerade facktidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .
Rymdteleskop ger exakta data
"Flera stjärnsystem är mycket vanliga i vår Vintergatan, " förklarar Mugrauer. "Om sådana system inkluderar planeter, de är av särskilt intresse för astrofysik, eftersom planetsystemen i dem kan skilja sig från vårt solsystem på grundläggande sätt." För att ta reda på mer om dessa skillnader, Mugrauer sökte mer än 1, 300 exoplanetvärdstjärnor med exoplaneter som kretsar kring dem för att se om de har följeslagare. För detta ändamål, han fick tillgång till exakta observationsdata från rymdteleskopet Gaia, som drivs av European Space Agency (ESA).
På det här sättet, han lyckades påvisa existensen av cirka 200 följeslagningsstjärnor till planetariska värdstjärnor som är upp till 1, 600 ljusår från solen. Med hjälp av datan, Mugrauer kunde också karakterisera följeslagarstjärnorna och deras system mer i detalj. Han fann att det finns både täta system med avstånd på endast 20 astronomiska enheter (au) – vilket i vårt solsystem ungefär motsvarar avståndet mellan solen och Uranus – såväl som system med stjärnor som är över 9, 000 au från varandra.
HIP116454 är en planetarisk värdstjärna i konstellationen Fiskarna och den är ca. 200 ljusår från jorden. Stjärnan åtföljs av en betydligt svagare vit dvärg (B). Bilden är en RGB-kompositbild som består av bilder tagna i i- (760 nm), r- (620 nm), och g-band (480 nm) som en del av Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Kredit:Mugrauer, SDSS
Röda och vita dvärgar
Sällskapsstjärnorna varierar också vad gäller deras massa, temperatur och utvecklingsstadium. De tyngsta av dem väger 1,4 gånger mer än vår sol, medan de lättaste bara har 8 procent av solens massa. De flesta av sällskapsstjärnorna är lågmassa, coola dvärgstjärnor som lyser svagt röda.
Dock, åtta vita dvärgar identifierades också bland de svaga stjärnkompisarna. En vit dvärg är den utbrända kärnan av en solliknande stjärna, som bara är ungefär lika stor som vår jord, men hälften så tung som vår sol. Dessa observationer visar att exoplaneter verkligen kan överleva det sista evolutionära skedet av en närliggande solliknande stjärna.
Dubbel, trippel- och fyrdubbla stjärnsystem med exoplaneter
Majoriteten av stjärnsystemen med exoplaneter som identifierats i studien har två stjärnor. Dock, cirka två dussin hierarkiska trippelstjärnsystem och till och med ett fyrdubbelt stjärnsystem upptäcktes. Inom intervallet av undersökta avstånd, mellan cirka 20 och 10, 000 astronomiska enheter, totalt 15 procent av de studerade stjärnorna har minst en sällskapsstjärna. Detta är bara ungefär hälften av den frekvens som förväntas i allmänhet för solliknande stjärnor. Dessutom, de detekterade ledsagarstjärnorna visar avstånd ungefär fem gånger större än i vanliga system.
Ett trippelstjärnsystem ca. 800 ljusår från jorden i lejonkonstellationen med planetariska värdstjärnan K2-27 (ljusstjärna till vänster). Bilden är en RGB-kompositbild tagen med PanSTARRS i y- (960 nm), i- (760 nm), och g-band (480 nm). Till höger om den, den första sällskapsstjärnan (A) kan tydligt urskiljas. Strax under K2-27 finns den andra följeslagningsstjärnan (C) som lyser svagt röd. Kredit:Mugrauer, PanSTARRS
"Dessa två faktorer tillsammans kan indikera att påverkan av flera stjärnor i ett stjärnsystem stör planetbildningsprocessen såväl som den vidare utvecklingen av deras banor, " säger Mugrauer. Orsaken till detta kan först vara gravitationspåverkan från en stjärnkompanjon på gas- och stoftskivan där planeter bildas runt sin värdstjärna. Senare, gravitationen hos stjärnkamraten påverkar planeternas rörelse runt sin värdstjärna.
Markus Mugrauer vill gärna driva projektet vidare. I framtiden, för, mångfalden av nyupptäckta planetariska värdstjärnor skulle studeras med hjälp av data från Gaia-uppdraget och eventuella följeslagningsstjärnor som upptäcks skulle karakteriseras exakt. "Dessutom, vi kommer att kombinera resultaten med resultaten från en internationell observationskampanj, som vi för närvarande genomför om samma ämne vid Paranal-observatoriet vid European Southern Observatory i Chile, ", tillade Mugrauer. "Vi kommer då att kunna undersöka den exakta inverkan av stjärnmångfald på bildningen och utvecklingen av planeter."
