„Sphärenharmonien“ halten TRAPPIST-1-System dauerhaft stabil


Die Bahnresonanzen der Planeten im Planetensystem um TRAPPIST-1 (Illu. Standbild aus Video).

Copyright: Tamayo, Russo, Santaguida

Toronto (Kanada) – Die Entdeckung von gleich sieben Planeten um den nahen Stern TRAPPIST-1, von denen 3 Planeten ihren Stern innerhalb dessen lebensfreundlicher Zone umkreisen und es auf ihnen möglicherweise also Leben geben könnte, sorgte vor wenigen Monaten für Aufsehen (…GreWi berichtete). Simulationen des Systems zeigen jedoch, dass dieses eigentlich sehr instabil sein sollte und die Planeten schon nach weniger als einer Million Jahren miteinander kollidieren würden. Da sie dies aber offenbar noch nicht getan haben, muss es etwas geben, was das System stabil macht. US-Forscher haben dieses Rätsel nun gelöst.

„Wenn man das System simuliert, so stoßen die Planeten schon nach weniger als einer Million Jahre zusammen“, erläutert Dan Tamayo von der University of Toronto. „Auch wenn das zunächst einmal eine lange Zeit ist – astronomisch betrachtet, handelt es sich gerade mal um einen Wimpernschlag. Wir müssten also schon ziemlich viel Glück gehabt haben, das System entdeckt zu haben, bevor es sozusagen zerbricht. Deshalb vermuteten wir, dass es einen Grund dafür geben muss, warum das Planetensystem um TRAPPIST-1 weiterhin stabil zu sein scheint.“

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Gemeinsam mit Matt Russo vom Canadian Institute for Theoretical Astrophysics (CITA) hat Tamayo das TRAPPIST-1-System erneut simuliert und die Ergebnisse aktuell im Fachmagazin „Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht. Dieses zeigt, dass das System der sogenannten Bahnresonanz-Kette unterliegen. So gesehen sind es also kosmische Harmonien, die das System bis in alle derzeit vorhersagbare Zeiten stabil halten.

In derartigen Resonanzkonfigurationen können die Umlaufzeiten der beteiligten Himmelskörper bzw. deren Verhältnis zueinander durch niedrige natürliche Zahlen beschrieben werden – beispielsweise 2:1 oder 3:2.

Auch in unserem eigenen Sonnensystem sorgen derartige Verhältnisse dafür, dass etwa Neptun und Pluto nie miteinander kollidieren, obwohl sich deren Bahnen um die Sonne kreuzen. Während Neptun die Sonne drei Mal umkreist, hat Pluto diese zwei Mal umrundet. Wäre dieses Verhältnis zufälliger Natur, wären die beiden Körper schon lange miteinander kollidiert.

Wie Russo und Tamayo eindrucksvoll zeigen, hebt das TRAPPIST-1-System dieses Prinzip jedoch auf ein noch höheres Niveau, in dem alle sieben Planeten sozusagen eine ganze Bahnresonanzkette (Chain of Resonances) bilden.

Um diese anschaulich zu illustrieren haben die beiden Forscher gemeinsam mit Andrew Santaguida eine Simulation erstellt, die die Resonanzharmonie des Systems schlussendlich sogar als Musikstück präsentiert: Immer dann, wenn einer der Planten vor seinem Stern vorüberzieht, erklingt ein Ton im tonalen Harmonieverhältnis zum jeweiligen Nachbarplanet, und immer dann, wenn ein Planet seinem direkten Nachbarn passiert, lassen die Forscher einen Trommelschlag ertönen.

„Auf diese Weise bleibt das TRAPPIST-1-System nun wohl auf ewig stabil“, so die Wissenschaftler abschließend.

Aber schauen, lauschen und staunen sie selbst…

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