Charakterisierung und Interpretation der Planetenpopulation um Sterne mittlerer Masse

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Sabine Reffert
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362466951

In den letzten Jahren wurden viele Planeten um Sterne entdeckt, die etwas schwerer sind als unsere Sonne, hauptsächlich mittels Doppler-Surveys von entwickelten Sternen. Die Planetenpopulation um diese Sterne zeigt bemerkenswerte Unterschiede zur Planetenpopulation um späte Hauptreihensterne, besonders in der Verteilung der Perioden. Unser Ziel ist es, ein Szenario zu entwickeln, um die Ursache dieser Unterschiede verstehen zu können.Mögliche Mechanismen, die für die beobachteten Unterschiede in den Planetenpopulationen verantwortlich sein könnten, sind die Abhängigkeit des Planeten-Entstehungsprozesses von der stellaren Masse einerseits und stellare Entwicklung und Gezeiteneffekte auf der anderen Seite. Wir werden Simulationen rückwärts in der Zeit durchführen mit dem Ziel, die Konfiguration des Planetensystems herzuleiten, wie es einmal auf der Hauptreihe ausgesehen haben muss. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass die stellare Entwicklung allein die beobachten Unterschiede nicht erklären kann. Die bisherigen Resultate deuten darauf hin, dass Unterschiede im Planeten-Entstehungsprozess, die mit der Masse zusammenhängen, für die beobachteten Unterschiede in den Planetenpopulationenverantwortlich sein müssen. Dies befindet sich jedoch nicht im Einklang mit der beobachteten hohen Planetenhäufigkeit bei Unterriesen, die denselben stellaren Massenbereich repräsentieren wie die weiter entwickelten Riesen.Momentan existiert daher keine überzeugende Erklärung für die beobachteten Unterschiede in den Planetenpopulationen um massive entwickelte Sterne und masseärmere Hauptreihensterne. Unsere Simulationen sind gezielt darauf ausgelegt, dieses Rätsel zu lösen, indem wir den Parameterbereich erweitern und neue Mechanismen einbauen, die bisher nicht untersucht wurden.Des weiteren werden wir in Zusammenarbeit mit der Gruppe in Tautenburg eine Reihe von Beobachtungskriterien entwickeln, die Planeten erfüllen müssen, um als sicher anerkannt zu werden, und auf dieser Grundlage die Statistik der Planetenpopulation um Riesensterne neu bestimmen. Diese dient als Input für unsere Simulationen.Wir haben in der Vergangenheit einen umfangreichen Doppler-Survey durchgeführt, um Planeten um entwickelte Sterne zu entdecken, und planen, diesen Survey mit einem neugebauten Spektrographen am Waltz-Teleskop auf dem Königstuhl in Heidelberg fortzuführen. Unser Ziel ist insbesondere die Suche nach Planeten mit Perioden in der Größenordnung von Jahrzehnten, für die wir exzellente Kandidaten in unserem Sample haben. Diese langperiodischen Planeten sind insbesondere wichtig, um die Planeten um Sterne mittlerer Masse zu charakterisieren, die sich im Mittel auf weiteren Bahnen bewegen könnten als diejenigen um weniger massive Hauptreihensterne. Dies stellt einen weiteren wichtigen Input für unsere Simulationen dar.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1992: Exploration der Diversität extrasolarer Planeten
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Andreas Quirrenbach