Weltraumteleskop spürt jüngsten Planet auf

Astronominnen und Astronomen haben festgestellt, dass der kürzlich entdeckte Planet IRAS 04125+2902 b jünger als alle anderen bekannten Planeten ist. Der neue Rekordhalter ist höchstens drei Millionen Jahre alt, wie mehrjährige Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop TESS und mehreren Fernrohren auf der Erde zeigen. Der Stern, um den er kreist, ist noch von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben, die jedoch aus unbekannten Gründen völlig anders als die Umlaufbahn des Planeten ausgerichtet ist, so die Forschenden im Fachblatt „Nature“.

Für die Studie hat das Team um Madyson Barber von der University of North Carolina at Chapel Hill in den USA Daten von TESS analysiert. Das Weltraumteleskop der NASA sucht nach Planeten bei anderen Sternen. Zieht ein solcher Planet von der Erde aus gesehen vor dem Stern vorüber – man spricht dann von einem Transit –, so schwächt er das Sternenlicht geringfügig ab und verrät sich auf diese Weise. So auch bei dem jungen Stern IRAS 04125+2902: Hier fand TESS bereits im November 2019 auffällige Helligkeitsschwankungen. Seither beobachteten Barber und ihr Team in den TESS-Daten insgesamt 17 Transits bei IRAS 04125+2902 und kamen so dem 520 Lichtjahre von uns entfernten Planeten IRAS 04125+2902 b auf die Spur.

Teleskop des Las Cumbres Observatory

Die Forschenden untersuchten den Planeten näher und bestimmten auch die Umlaufzeit des Planeten: Alle 8,83 Tage umrundet er seinen Stern. Wie sehr sich die Helligkeit des Sterns bei den Transits veränderte, ließ außerdem darauf schließen, dass der Planet etwa so groß ist wie Jupiter. Er besitzt jedoch nur etwa 30 Prozent von dessen Masse. Mit mehreren der weltweit verteilten 25 Teleskope des Las Cumbres Observatory bestimmte das Team auch das Alter des Sterns auf 3,3 Millionen Jahre. Da der Planet IRAS 04125+2902 b nicht älter als sein Stern sein kann, entspricht das auch dem Höchstalter des Planeten.

Rätselhafte Orientierung der protoplanetaren Scheibe

Laut theoretischer Modelle ist ein solch junger Planet noch aufgebläht, sollte aber im weiteren Prozess seiner Entstehung schrumpfen. Daher gehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler davon aus, dass IRAS 04125+2902 b auf rund ein Drittel seines Durchmessers schrumpfen und dann etwa so groß wie Neptun sein wird.

Und noch eine weitere Überraschung boten die Beobachtungen: Weit außerhalb der Umlaufbahn des Planeten fanden sich noch Überreste einer Scheibe aus Gas und Staub, die den Stern umgibt. In einer solchen sogenannten protoplanetaren Scheibe entstehen üblicherweise Planeten. Allerdings hat diese eine ganz andere Orientierung als die Bahn des Planeten: Von der Erde aus blickt man fast senkrecht auf die Scheibe.

Dafür gäbe es zwei naheliegende Erklärungen: Einerseits könnte der Planet seine Umlaufbahn durch äußere Einflüsse geändert haben. Dagegen spricht, dass die Äquatorebene des Sterns mit der Bahnebene des Planeten übereinstimmt. Oder aber ein zweiter Stern könnte die Scheibe verformt haben. Tatsächlich besitzt IRAS 04125+2902 einen Partnerstern – doch auch dieser bewegt sich in derselben Ebene wie der Planet. Daher, so Barber und ihr Team, scheiden beide Erklärungsansätze aus. Die Ursache für die Schräglage der Scheibe um IRAS 04125+2902 bleibt laut ihnen somit vorerst ein Rätsel und lässt sich nur durch weitere Beobachtungen klären.