Als ein Stern kurz aufflammte, wussten die Astronomen, dass ein dunklerer Stern direkt vor ihm vorbeigegangen war und als Linse mit seiner Schwerkraft das Licht fokussierte. Astronomen haben die Kraft des Hubble-Weltraumteleskops genutzt, um diesen schwachen Stern zwei Jahre nach dem Linsenereignis zu finden. Die Identifizierung des Sterns ist von entscheidender Bedeutung, da Astronomen damit seine einzigartigen Eigenschaften wie Masse, Temperatur und Zusammensetzung messen können.
Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hat zum ersten Mal den Mutterstern eines entfernten Planeten identifiziert, der durch Gravitationsmikrolinsen entdeckt wurde.
Mikrolinsen treten auf, wenn ein Vordergrundstern das Licht eines Hintergrundsterns verstärkt, der sich momentan daran ausrichtet. Der besondere Charakter der Lichtvergrößerung kann Hinweise auf die Natur des Vordergrundsterns und aller damit verbundenen Planeten geben. Ohne eine eindeutige Identifizierung und Charakterisierung des Vordergrundsterns ist eine eindeutige Bestimmung der Eigenschaften des begleitenden Planeten jedoch schwierig.
Hubbles scharfes Sehen ist ideal geeignet, um den Elternstern oder "Wirtsstern" für Planeten zu identifizieren, die in unserer Galaxie durch Mikrolinsen gefunden wurden. Der Leiter des Hubble-Teams, David Bennett von der University of Notre Dame, Indiana, sagte: "Die Identifizierung des Wirtssterns ist entscheidend für ein vollständiges Verständnis der durch Mikrolinsen entdeckten Planeten."
Der neu entdeckte Wirtsstern, katalogisiert als OGLE-2003-BLG-235L / MOA-2003-BLG-53L, hat einen Planetenbegleiter, der 2003 durch bodengestützte Gravitationsmikrolinsenbeobachtungen entdeckt wurde. Diese Technik nutzt die zufälligen Bewegungen von Sternen, die im Allgemeinen zu klein sind, um ohne genaue Messungen bemerkt zu werden. Wenn jedoch ein Stern genau (oder fast genau) vor einem anderen Stern vorbeikommt, wirkt die Schwerkraft des Vordergrundsterns wie eine riesige Linse und vergrößert das Licht des Hintergrundsterns.
Ein planetarischer Begleiter um den Vordergrundstern kann eine zusätzliche Aufhellung des Hintergrundsterns erzeugen. Diese zusätzliche Aufhellung kann den Planeten enthüllen, der sonst zu schwach ist, um von Teleskopen gesehen zu werden. Die Dauer des Mikrolinsenereignisses beträgt mehrere Monate, und die zusätzliche Aufhellung aufgrund eines Planeten dauert einige Stunden bis einige Tage. Die bodengestützten Mikrolinsen-Daten hatten ein kombiniertes System aus Vordergrund- und Hintergrundsternen sowie einem Planeten angezeigt. Hubble brauchte jedoch die Schärfe, um im Licht des Hintergrundbandes des Vordergrundbandes zwei Jahre nach dem Mikrolinsenereignis Nachbeobachtungen durchzuführen. Dies ermöglichte eine endgültige Bestimmung der Eigenschaften des Muttersterns des Planeten.
Die scharfen Hubble-Bilder ermöglichten es dem Forscherteam, den Hintergrundquellstern von seinen Nachbarn im sehr überfüllten Sternfeld in Richtung des Zentrums unserer Galaxie zu trennen. Der Stern schien etwa 20 Prozent heller zu sein als erwartet. Diese zusätzliche Helligkeit ist höchstwahrscheinlich auf den Vordergrundlinsenstern zurückzuführen, der den Planeten beherbergt. Obwohl die Hubble-Bilder fast zwei Jahre nach dem Linsenereignis aufgenommen wurden, waren die Quellen- und Linsensterne am Himmel immer noch so nahe beieinander, dass sie im Wesentlichen als ein Stern erschienen.
Trotzdem waren Hubble-Beobachtungen präzise genug, um den leichten Versatz in den Positionen der beiden Sterne zu unterscheiden. Hubble kann die beiden Sterne nicht auflösen. Durch die Aufnahme mehrerer Bilder durch verschiedenfarbige Filter kann Hubbles Advanced Camera for Surveys einen Farbversatz im überlappenden Licht der beiden Sterne aufzeichnen. Dies ist möglich, weil der Vordergrundstern eine andere Farbe als der Hintergrundstern hat. Gegenwärtig ist der Vordergrundstern um 0,7 Millisekunden (die Winkelbreite eines Groschens, der 3.000 Meilen entfernt ist) vom Hintergrundquellstern versetzt. Follow-up-Beobachtungen mit Hubble in den kommenden Jahren sollten eine zunehmende Kluft zwischen den Vordergrund- und Hintergrundsternen aufzeigen.
Die Forscher stellten fest, dass der neu entdeckte Wirtsstern massereicher und daher heißer ist als für einen zufälligen Feldstern in unserer Galaxie erwartet. Es ist 63 Prozent der Masse der Erdsonne, während der durchschnittliche Stern nur 30 Prozent der Sonnenmasse hat. Die Identifizierung des Wirtssterns ermöglichte auch die Bestimmung seiner Entfernung bei 19.000 Lichtjahren und der Masse des Planeten von 2,6 Jupitermassen. Die Eigenschaften des Linsenereignisses zeigen, dass sich der Planet in einer Jupiter-großen Umlaufbahn um seinen übergeordneten roten Stern befindet.
Das Verständnis der Arten von Wirtssternen, um die entfernte Planeten kreisen, ist von grundlegender Bedeutung für die Verbesserung theoretischer Modelle der Planetenbildung. Das beliebte Kernakkretionsmodell sagt voraus, dass Riesenplaneten aus kleinen felsigen Samenobjekten in einer Trümmerscheibe um einen Stern wachsen. Da massereichere Scheiben um massereichere Sterne erwartet werden, werden sich Gasriesenplaneten selten um massearme Sterne bilden.
Die Hubble-Beobachtungen stimmen mit dem Kernakkretionsmodell überein, insbesondere wenn zusätzliche zukünftige Mikrolinsenerkennungen anderer Stern-Planeten-Systeme weiterhin massive Wirtssterne für Gasriesenplaneten enthüllen.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
