Heiße Jupiter haben keine Monde

Eine Computersimulation zeigt, dass sternnahe Exoplaneten ihre Monde während der Migration verloren haben.

Heißer Jupiter
Heißer Jupiter

Nizza (Frankreich) - Astronomen haben bisher Hunderte von Gasriesen gefunden, die ihren Mutterstern in sehr kurzer Entfernung umkreisen, die sogenannten heißen Jupiter. Aber bei keinem konnte bisher ein Mond nachgewiesen werden. Dabei sollte sich ein größerer Begleiter durch Abweichungen in der Umlaufbahn des Planeten bemerkbar machen.

Fathi Namouni von der Université de Nice hält die Suche für aussichtslos. Als erster betrachtete er den Einfluss der Migration auf mögliche Exomonde. Er fand dabei heraus, dass ein heißer Jupiter seine Begleiter bereits im Laufe seiner Entstehungszeit verliert. Diese Gasplaneten können nach der anerkannten wissenschaftlichen Meinung nicht an ihrem jetzigen Ort entstanden sein. Ihre Umlaufbahnen sind oft deutlich kleiner als die von Merkur und so nahe an ihrem Stern kann es nicht genug Materie für ihre Bildung gegeben haben. Stattdessen entstehen die Gasriesen weit außen, hinter der sogenannten Eislinie. Durch komplexe Wechselwirkungen mit der umgebenden protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub driften die fast ausgewachsenen Gasriesen, deren Masse mindestens der des Jupiters entspricht, auf den Stern zu, wodurch ihre Temperatur zunimmt und sie zu "heißen Jupitern" werden. "Während dieser Migrationsphase, welche ungefähr 100.000 Jahre dauert, werden die Monde, die sich um den Planeten gebildet haben, aus ihrer Umlaufbahn geworfen", sagt Namouni. Der Grund hierfür ist der zunehmende Einfluss der Sternanziehungskraft, die an den Monden zerrt.

Namouni beginnt seine Simulation mit einem Gasriesen, der von vier Monden umkreist wird. Bei der Annäherung zum Stern verliert er alle vier. Drei werden vom Planeten weggerissen und umkreisen stattdessen den Stern auf einem lang gestreckten Orbit. Den innersten Mond ereilt das schlimmste Schicksal, er prallt auf den Exoplaneten. "Wenn wir überhaupt einen Mond um einen heißen Jupiter beobachten, muss er später eingefangen worden sein, ähnlich wie Triton um Neptun." Neptuns größter Mond umkreist ihn in entgegengesetzter Richtung, woraus man schließen kann, dass er nicht in der protoplanetaren Scheibe entstanden ist.

Andere Wissenschaftler bemängeln an Namounis Arbeit, dass er folgenden Aspekt nicht berücksichtigt hat: Aus den Trümmern von Monden, die auf den Planeten stürzen, können sich durchaus neue Monde bilden. Diese wären stabil, weil sie ja bereits unter dem Einfluss der Schwerkraft des Sterns entstanden sind. Trotzdem scheint die Wahrscheinlichkeit, einen Exomond um einen heißen Jupiter nachzuweisen, gering zu sein. Auch im Sonnensystem haben die innersten Planeten Merkur und Venus keine Monde. Astronomen hoffen nun auf neue Weltraumteleskope wie Kepler. Sie könnten Exoplaneten mit der Transitmethode aufspüren, die sich in größeren Entfernungen von ihrem Stern befinden und deswegen ihre Monde nicht verloren haben. Dabei muss der Planet den Stern in Sichtlinie umkreisen, d.h. er schiebt sich bei seinem Umlauf zwischen den Stern und die Erde. Während dieser Bedeckung schirmt er einen Teil der Sternstrahlung ab, so dass die beobachtete Helligkeit abfällt. Aus dem Verlauf der Helligkeitskurve kann man die Eigenschaften des Exoplaneten bestimmen. Ein Mond wäre durch kleine Abweichungen von der keplerschen Helligkeitskurve erkennbar.