Ein unmöglicher Planet

Rainer Kayser

Im Vordergrund ein Planet, im Hintergrund ein Doppelstern.

ESO/L. Calçada

In einer weiten Umlaufbahn um einen massereichen Doppelstern hat ein internationales Forscherteam einen Riesenplaneten aufgespürt. Das Problem daran: In solchen Systemen sollten sich eigentlich keine Planeten bilden können. Denn die Sterne sind nicht nur massereich, sondern auch extrem heiß. Dadurch senden sie energiereiche Strahlung aus, die einem Ansammeln von Materie zu größeren Himmelskörpern entgegenwirkt. Das neu entdeckte Objekt müsse daher auf andere Art und Weise entstanden sein als beispielsweise die Planeten in unserem Sonnensystem, so die Forscher im Fachblatt „Nature“.

Fast fünftausend Exoplaneten haben Astronomen inzwischen nachgewiesen. Die Masse der umkreisten Sterne erstreckt sich zwar über einen weiten Bereich, doch oberhalb von etwa zwei Sonnenmassen nimmt die Anzahl der entdeckten Planeten stark ab. Und bei Sternen mit mehr als der dreifachen Sonnenmasse ist bislang kein einziger Planet bekannt. Allerdings sind die meisten Methoden, mit denen Himmelsforscher nach Exoplaneten suchen, besonders empfindlich für Begleiter auf sehr engen Umlaufbahnen. Damit blieb bislang offen, ob sich auf weiten Umlaufbahnen um massereiche Sterne womöglich doch Planeten finden lassen.

Im Rahmen eines speziellen Projekts haben Markus Janson von der Universität Stockholm und seine Kollegen deshalb in einem größeren Abstand von massereichen und heißen Sternen nach Planeten gesucht. Dazu verwendeten die Forscher ein neues Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile: SPHERE blendet das helle Licht des untersuchten Sterns aus und ermöglicht es so, wesentlich leuchtschwächere Objekte in der Umgebung zu erkennen.

Bei dem 325 Lichtjahre entfernten Doppelstern b Centauri wurden die Wissenschaftler schließlich fündig. Sie stießen auf einen Planeten mit der elffachen Jupitermasse, der sich auf einer Bahn bewegt, die etwa hundertmal weiter von seinem Stern entfernt ist als Jupiter von der Sonne. Die Gesamtmasse von b Centauri liegt zwischen sechs und zehn Sonnenmassen – also deutlich über dem bisherigen Limit. Der Hauptstern des Systems ist dreimal so heiß wie unsere Sonne und sendet daher große Mengen an ultravioletter und Röntgenstrahlung aus.

„Solche Sterne gelten als ziemlich zerstörerische und gefährliche Umgebungen“, so Janson. „Deshalb ging man bislang davon aus, dass die Entstehung großer Planeten dort äußerst schwierig ist.“ Doch die aktuelle Entdeckung belegt, dass sich auch in solchen Systemen offenbar Planeten bilden. Allerdings müsse der Begleiter von b Centauri anders entstanden sein als etwa Jupiter oder Riesenplaneten um Sterne mit geringerer Masse.

Nach heutigem Wissen entstehen Sterne aus riesigen Gaswolken, die sich verdichten. Um die jungen Sterne rotieren Scheiben aus Gas und Staub, in denen sich dann Planeten bilden können. Doch die von heißen Sternen ausgehende Strahlung sollte die Materiescheiben auflösen, bevor sich darin Himmelskörper zusammenballen. Möglicherweise gab es in der großen Gaswolke, aus der b Centauri hervorging, jedoch eine zusätzliche dichte Region. Aus dieser formte sich vielleicht der beobachtete Planet, spekulieren Janson und sein Team.

Unsere Vorstellung, wie Planetensysteme bei anderen Sternen aussehen, war früher sehr auf unser Sonnensystem bezogen, meint Matthias Samland vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. „In den letzten zehn Jahren hat die Entdeckung vieler Planetensysteme in überraschenden und neuartigen Konfigurationen aber dazu geführt, dass wir unsere historisch enge Sichtweise erweitern mussten“, so der ebenfalls an der Studie beteiligte Astrophysiker. Die Entdeckung des Begleiters von b Centauri füge dieser Geschichte nun ein weiteres Kapitel für massereiche Sterne hinzu.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2021/ein-unmoeglicher-planet/