Wissenschaft

Riesenplanet in Umlaufbahn um Zwergstern entdeckt

Das ungewöhnliche Größenverhältnis scheint gängigen Theorien der Planetenbildung zu widersprechen. Freitag, 3 November

Von Nadia Drake

Es ist kein Geheimnis, dass unser Universum voller außerirdischer Welten ist. Das bedeutet aber nicht, dass im Dunkel des Alls keine Überraschungen mehr auf uns warten.

Da wäre zum Beispiel ein jüngst entdeckter Exoplanet – ein gewaltiger Riese, der einen winzigen Stern umkreist. Der Planet mit der Bezeichnung NGTS-1b hat etwa die Größe des Jupiters. Seine Umlaufbahn führt ihn jedoch um einen alten, schwach leuchtenden Roten Zwerg herum, der nur halb so breit wie unsere Sonne ist. Es ist der größte bisher entdeckte Planet relativ zu seinem Stern, und sein Abstand zu dem Roten Zwerg ist so gering, dass ein Jahr auf NGTS-1b nur 2,6 Erdtage dauert.

Es ist eine Anordnung, welche die Wissenschaftler überrascht: Bisherige Theorien der Planetenbildung gingen davon aus, dass um kleine Sterne herum auch kleine Planeten entstehen und um größere Sterne herum größere Planeten.

„Man dachte nicht, dass solch gewaltige Planeten [in Umlaufbahnen] um so kleine Sterne herum existieren“, sagte Daniel Bayliss von der Universität von Warwick in einer Mitteilung.

DIE ENTDECKUNG EINES RIESEN

Das Sternensystem wurde von den Next-Generation Transit Survey-Teleskopen in Chile entdeckt, die auf der Jagd nach Exoplaneten sind. Es befindet sich etwa 600 Lichtjahre entfernt und ist wahrscheinlich „sehr alt“, wie Wissenschaftler in einer Studie berichten, die in „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ erscheinen soll.

Die Astronomen fanden den Planeten, indem sie nach kurzzeitigen Veränderungen im Licht von Sternen Ausschau hielten, die auftreten, wenn der Planet vor seinem Stern vorbeizieht. Dieser sogenannte Durchgang hat eine kurze Verdunkelung des Sterns zur Folge. Auf diese Weise wurden bereits Tausende Exoplaneten in der Milchstraße entdeckt, die meisten von ihnen durch das NASA-Weltraumteleskop Kepler.

Von jenen Welten, die Kepler entdeckt hat, waren jedoch nur sehr wenige solche Riesen, die in geringem Abstand um ihren Stern kreisten. Darunter gibt es laut John Johnson von der Universität Harvard aber mindestens einen ähnlich großen Planeten wie NGTS-1b, der um einen kleinen Stern kreist. „Ich würde [den Planeten] nicht als Sonderling bezeichnen, da er nicht unerwartet ist“, sagt Johnson. „Aber er ist definitiv eine Seltenheit in unserer Ecke der Galaxie, und deshalb finde ich als Exoplanetenwissenschaftler ihn interessant.“

Wissenschaftler versuchen noch immer herauszufinden, ob sich solche Planeten dort im System bildeten, wo sie sich jetzt befinden, oder ob sie weiter außen entstanden und dann nach innen wanderten. Rote Zwerge wie die Sonne des neuen Planeten sind zwar nicht selten – allerdings gestaltet es sich schwierig, sie zu untersuchen, da sie vergleichsweise dunkel sind.

„NGTS-1b war schwer zu finden, obwohl er so ein gigantischer Planet ist, weil sein Mutterstern so klein ist und so schwach leuchtet“, sagte Peter Wheatley von der Universität von Warwick in einer Mitteilung. „Kleine Sterne sind im Universum eigentlich am häufigsten vertreten. Daher ist es möglich, dass es noch viel mehr dieser Riesenplaneten gibt, die auf ihre Entdeckung warten.“

Bisher, so sagen Wheatley und seine Kollegen, waren Wissenschaftlern nur zwei ähnlich große Planeten bekannt, die solche Zwergsterne der Spektralklasse M umkreisen – und keines dieser Systeme hatte einen Planeten von der Größe von NGTS-1b.

„[Planeten der Klasse] Hot Jupiter um M-Zwergsterne herum sind extrem selten“, sagt Lauren Weiss von der Universität von Montréal.

EIN PLANETARES MYSTERIUM

Es gibt noch ein weiteres Rätsel: Laut den aktuellen Theorien der Planetenbildung sollten solche großen Planeten gar nicht in so einer Umgebung existieren. Generell vermuten Wissenschaftler, dass sich größere Planeten in der Umlaufbahn größerer Sterne befinden. Einfach ausgedrückt liegt das daran, dass große Sterne und Planeten sich auf einer Wolke aus Ausgangsmaterial wie Gasen und Staub bilden. Kleinere Sterne, wie zum Beispiel Rote Zwerge, entstehen aus weniger Material, sodass sich um sie herum auch kleinere Planeten bilden.

Das neue Planetensystem widerspricht dieser Vorstellung jedoch. Allerdings ist noch nicht klar, ob man die Geschichte der Planetenbildung nun komplett neu schreiben oder bloß einen Zusatz anfügen sollte.

Glücklicherweise ist der neue Riesenplanet nah genug, als dass das James Webb Space Telescope seine Atmosphäre untersuchen kann, so Weiss. Das wiederum sollte einen Hinweis darauf geben können, wo sich der Planet im Verhältnis zu seinem Stern gebildet hat.

“We still have no clue how hot Jupiters form around sun-like stars, and it’s even harder to figure out how they form around M dwarfs,” Weiss says.

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