Eine Abweichung von der Symmetrie ist in der Physik immer eine interessante Sache. Es lohnt sich, genauer hinzuschauen. Hier ist es die Lichtkurve des Sterns WASP-167 mit seinem Planeten. Entdeckt wurde der Planet, WASP-167b, der nur zwei Tage für einen Umlauf braucht, bereits 2017. Die Analyse neuer Daten vom Weltraumteleskop TESS - aufgenommen zwischen 2019 und 2023 - zeigen die Sternhelligkeit über die komplette Phase und können damit den Planeten genauer charakterisieren. WASP-167 ist ein pulsierender und schnell rotierendender Stern, größer und heißer als die Sonne, von dem bekannt ist, dass er einen heißen Jupiter auf einer zweitägigen, retrograden Umlaufbahn beherbergt.
Phasenkurve
Ein Planet, der um seinen Stern kreist, zeigt sich in wechselnder Beleuchtung, ähnlich wie der Mond durchläuft das System verschiedene Phasen. Beobachtet man so ein System kontinuierlich über komplette Phasen, kann man Wichtiges über den Planeten herausfinden, z. B. Oberflächentemperatur, Albedo (Rückstrahlung).
Im idealen, symmetrischen Fall kreist der Planet um seinen Stern und - vorausgesetzt seine Bahnebene liegt auf der Sichtlinie des Beobachters - verändert das Sternlicht in charakteristischer Weise. Befindet sich der Planet vor dem Stern, dann wird der verdunkelt. Im weiteren Verlauf der Phasenkurve sieht der Beobachter einen immer größeren Teil der Planetenoberfläche, die durch die durch die einfallende Strahlung des Sterns erhitzt wird oder reflektiert. Bei dem Planetensystem WASP-167 sind die Verhältnisse komplizierter: die Lichtkurve im Bereich der Eklipse ist asymmetrisch:
Phasenkurve des Sterns WASP-167
Lichtkurve des Sterns WASP-167 über eine gesamte Phase. Man erkennt den tieferen Transit - Planet vor der Sternscheibe - und die weniger tiefe Eklipse - Planet verschwindet hinter dem Stern. Oben: gesamte Lichtkurve mit Transit und Eklipse Mitte: genauere Darstellung der Eklipse - Lichtkurve ist nicht symmetrisch zum Phasenpunkt 0,5, wenn der Planet genau hinter dem Stern ist. Ursache der Asymmetrie sind farblich markiert Unten: Abweichung der simulierten Lichtkurve von den Messungen.
Credit:
Kálmán et al, Astronomy & Astrophysics, submitted in March 2024
Diese Abweichungen können durch verschiedene Beiträge erklärt werden: relativistischer Effekt (Beaming), Verformung des Sterns durch den Planeten zu einem Ellipsoiden und der wechselnde Reflektion der Planetenoberfläche.
Die wissenschaftliche Publikation von Szilárd Kálmán als erster Autor und Szilárd Csizmadia und Alexis als zwei von weiteren Autoren wurde im Juli 2024 in der Zeitschrift Astronomy und Astrophysics veröffentlicht.
