Gasplanet überlebte Roten Riesen

Rainer Kayser

Sehr heller Stern sowie Planet mit Wolkenbändern vor Sternenhintergrund

W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

In etwa sechs Milliarden Jahren wird sich unsere Sonne zu einem Roten Riesen aufblähen, bevor sie anschließend zu einem Weißen Zwerg zusammenfällt. Während die drei innersten Planeten des Sonnensystems – Merkur, Venus und unsere Erde – dabei vermutlich zerstört werden, könnte dagegen Jupiter diese Phase überstehen. Das zeigt nun ein Forscherteam mit ihrer Entdeckung eines jupiterähnlichen Gasplaneten, der einen Weißen Zwerg umkreist. Allerdings befinde sich der Planet nicht dort, wo es bisherige Modelle von Planetensystemen vorhersagen, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Ist der Kernbrennstoff von sonnenähnlichen Sternen verbraucht, nähern sie sich ihrem Endstadium und blähen sich zunächst zu Roten Riesen auf. Nur die äußeren Planeten des Sternsystems – wie etwa Planeten auf jupiterähnlichen Umlaufbahnen – können diese Phase überstehen. „Doch bislang gab es keine Bestätigung für solche überlebenden Planeten“, schreiben Joshua Blackman von der University of Tasmania in Australien und seine Kollegen. Das hat sich nun durch einen Zufall geändert: Denn am 2. August 2020 fiel den Astronomen ein Stern auf, der plötzlich seine Helligkeit veränderte, obwohl er normalerweise konstant leuchtet.

Daraufhin analysierten die Forscher den Stern genauer und fanden heraus, dass nicht der Stern selbst seine Helligkeit veränderte. Vielmehr zog von der Erde aus gesehen ein zweiter – selbst nicht sichtbarer – Stern vor ihm vorüber und lenkte dabei aufgrund seiner Schwerkraft das Licht des ersten Sterns ab. Dieser sogenannte Gravitationslinseneffekt ermöglichte es den Forschern, weitere Rückschlüsse über den sonst nicht sichtbaren Stern zu ziehen: Aus dem genauen Verlauf der Helligkeitsänderung zeigte sich, dass der Stern von einem Planeten umkreist wird.

Blackman und seine Kollegen versuchten nun, den im Vordergrund stehenden Stern mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii aufzuspüren – jedoch ohne Erfolg. Es müsse sich also, so folgern die Forscher, um einen sehr leuchtschwachen Stern handeln: einen Weißen Zwerg. Demnach überlebte der Planet die vorherige Phase der Sternentwicklung, während der sich das Zentralgestirn zu einem Roten Riesen aufblähte. Aus der gemessenen Helligkeitsschwankung ließ sich aber die Masse des Planeten ermitteln, die etwa dem 1,4-fachen der Jupitermasse entspricht. Es handelt sich also vermutlich um einen jupiterähnlichen Gasplaneten, der in einer etwas engeren Umlaufbahn als Jupiter um sein Zentralgestirn – den Weißen Zwerg – zieht.

Bereits vor einem Jahr entdeckte ein anderes Forscherteam zum ersten Mal einen jupitergroßen Planeten in der Nähe eines Weißen Zwergs. Allerdings umkreist dieser Planet seinen Stern auf einer deutlich engeren Umlaufbahn. So nah am Stern könnte ein Planet den Übergang zu einem Roten Riesen jedoch nicht überstanden haben. Der Planet muss daher erst später in diese Umlaufbahn gelangt sein, folgerten die Forscher. Möglicherweise spielen zwei weitere Sterne dabei eine Rolle, die mit dem Weißen Zwerg ein Dreifach-System bilden und die Bahn des Planeten beeinflusst haben könnten.

Der jetzt entdeckte jupiterähnliche Planet umkreist dagegen einen Einzelstern, wie es etwa auch unsere Sonne ist, und kann den Forschern daher möglicherweise Aufschlüsse über die Entwicklung unseres Sonnensystems liefern. Bisherige Modelle sagen allerdings voraus, dass Jupiter weiter nach außen wandern wird, wenn sich unsere Sonne zu einem Roten Riesen aufbläht. Deshalb ist es für die Forscher überraschend, dass sich der entdeckte Planet auf einer engeren Umlaufbahn als unser Jupiter befindet und damit weiter nach innen gewandert zu sein scheint. Um dieses Rätsel zu lösen, wollen Astronomen noch weitere Weiße Zwerge mit jupiterähnlichen Begleitern aufspüren.


Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2021/gasplanet-ueberlebte-roten-riesen/