Ein Team von Forschern hat den ersten Planeten bestätigt, der mit der Astromethode des Weltraumteleskops Gaia der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) entdeckt wurde. Der Planet, der Gaia-4b genannt wird, umkreist einen Stern mit einer Masse von 64% der Sonnenmasse und hat eine Masse, die 12-mal so groß ist wie die von Jupiter. Die Umlaufzeit des Planeten beträgt 570 Tage.
Die Entdeckung wurde anhand von Daten des NEID-Spektrographen gemacht, einem hochpräzisen Radialgeschwindigkeitsspektrographen, der entwickelt wurde, um die Wackeln von Sternen zu messen, die durch die Gravitationskraft von umlaufenden Planeten verursacht werden. NEID wird vom NASA/NSF Exoplanet Exploration Program finanziert und ist auf dem 3,5-Meter-WIYN-Teleskop am Kitt Peak National Observatory der National Science Foundation installiert, einem Programm von NOIRLab.
Gaia verwendet eine andere Technik, um die Bewegung eines Sterns zu erkennen, die als Astromethode bezeichnet wird. Diese Methode misst die Bewegung eines Sterns, wenn er durch die Schwerkraft eines umlaufenden Planeten angezogen wird, und beobachtet, wie sich der Stern im Vergleich zum Hintergrund oder zu den umliegenden Sternen bewegt. Die präzisen Messungen von Gaia haben es ermöglicht, eine Liste von Sternen zu identifizieren, die sich so zu bewegen scheinen, als würden sie von einem Exoplaneten angezogen, bekannt als „Astrometric Objects of Interest“ (Gaia-ASOIs).
Die Bewegung dieser Sterne wird jedoch nicht unbedingt durch einen Planeten verursacht. Der 'Stern' könnte ein Paar von Sternen sein, die sich so nahe beieinander befinden, dass Gaia sie nicht als getrennte Objekte erkennen kann. Die kleinen Positionsänderungen, die durch einen Planeten verursacht werden könnten, könnten tatsächlich das Ergebnis der nahezu perfekten Auslöschung der größeren Positionsänderungen der Sterne sein.
Um diese Doppelsterne auszuschließen und echte Planeten zu entdecken, sind Folgebeobachtungen mit Spektroskopie erforderlich. Das NEID-Instrument sowie zwei weitere Spektrographen, der Habitable-zone Planet Finder (HPF), der sich auf dem 10-Meter-Hobby-Eberly-Teleskop am McDonald Observatory in Texas befindet, und der FIES-Spektrograph, der sich auf dem 2,6-Meter-Nordic Optical Telescope in La Palma, Kanarische Inseln, befindet, wurden verwendet, um diese Folgebeobachtungen durchzuführen.
Das Forschungsteam beobachtete 28 Sternensysteme mit Planetenkandidaten, die von Gaia identifiziert wurden. Von diesen erwiesen sich 21 als falsch positive, tatsächlich Doppelsternsysteme. Ein System wurde als Stern bestätigt, der einen Braunen Zwerg beherbergt, ein Objekt mit einer Masse, die zwischen Planeten und Sternen liegt. Ein System wurde jedoch als Stern bestätigt, der einen Riesenplaneten beherbergt, Gaia-4b.
Gaia-4b ist nicht nur der erste Planet, der von Gaia mit der Astromethode entdeckt wurde, mit einer vollständig unabhängig bestimmten Bahnlösung, sondern auch einer der massereichsten Planeten, die um einen massearmen Stern bekannt sind.
Die Entdeckung von Gaia-4b ist ein bedeutender Meilenstein in der Exoplanetenforschung. Sie zeigt die Leistungsfähigkeit der Astromethode und die Bedeutung von bodengebundenen Beobachtungen wie denen von NEID, um Planetenkandidaten in der Ära der Gaia-Planetenentdeckungen zu bestätigen.