Rätselhafter Jung-Planet entdeckt – wissenschaft.de

Er ist vermutlich nur etwa 15 Millionen Jahre alt: Astronomen berichten vom jüngsten bekannten Gasriesenplaneten, dessen Masse und Radius bestimmt werden konnten. Diese Werte erscheinen jedoch überraschend: Der Planet HD 114082 b hat ähnliche Ausmaße wie Jupiter, ist aber achtmal so massereich wie der Gasriese in unserem Sonnensystem. Diese Kombination von Merkmalen ist schwer mit bisherigen Annahmen über die Entstehung dieses Planetentyps in Einklang zu bringen. Die Wissenschaftler sagen, dass die entsprechenden Modelle möglicherweise angepasst werden müssen.

Astronomen haben bereits mehr als 5000 Planeten entdeckt, die ferne Sterne umkreisen. Daher liegt der Fokus nun auf den besonders interessanten Exemplaren. Das Astronomenteam um Olga Zakhozhay vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg hat es auf die Kategorie der Gasriesen abgesehen, deren Masse mindestens der von Jupiter entspricht. Sie machen mindestens 15 Prozent der bisher entdeckten Exoplaneten aus. Konkret interessieren sich die Wissenschaftler für besonders junge Proben, da deren Eigenschaften Hinweise auf Prozesse der Planetenentstehung geben können.

Ausrichtung auf junge Systeme

Untersuchungen im Rahmen des Beobachtungsprogramms „RVSPY“ (Radial Velocity Survey for Planets around Young Stars) führten zu der vorliegenden Entdeckung. Astronomen verwenden die Radialgeschwindigkeitsmethode, um Exoplaneten zu entdecken. Kleine periodische Änderungen in den Spektren des Sternenlichts können auf eine wackelige Bewegung des beobachteten Sterns hinweisen, die durch die Anziehungskraft eines ihn umkreisenden Planeten verursacht wird. Auf diese Weise lassen sich die Satelliten nicht nur identifizieren, die Daten lassen auch Rückschlüsse auf die Masse eines Exoplaneten zu. Mit dieser Methode haben die Wissenschaftler nun einen Planeten um den Stern HD 114082 gefunden. Dabei handelt es sich um ein sehr junges System: Laut früheren Studien besitzt es noch eine Scheibe aus Gas und Staub. Astronomen schätzen daher das Alter des Planeten HD 114082 b auf nur etwa 15 Millionen Jahre.

Auch Lesen :  Amazon verkauft jetzt die Konsole – Schlagt schnell zu

Während die Radialgeschwindigkeitsmethode die Masse und Umlaufzeit des Planeten aufzeigen konnte, mussten die Forscher auf die Transitmethode zurückgreifen, um seine Größe zu bestimmen. Ermöglicht wurde dies durch Daten der NASA-Raumsonde TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Anhand des zeitweise leichten Nachlassens des Lichts beim Vorbeiziehen des Planeten an seinem Stern konnte der Radius des Himmelskörpers berechnet und seine Umlaufzeit genauer bestimmt werden. Durch die Kombination der Methoden konnten Zakhozhay und ihre Kollegen HD 114082 b endlich genauer beschreiben.

Erstaunlich eng

„HD 114082 b ist derzeit der jüngste bekannte Gasriesenplanet mit etablierter Masse und Radius“, sagt Zakhozhay. Daher könnte es Astronomen Informationen über die Entstehung von Gasriesen im Allgemeinen liefern. Überraschend waren jedoch die konkreten Befunde: Der Planet ist etwa so groß wie Jupiter, aber seine Masse beträgt acht Jupitermassen. Die resultierende durchschnittliche Dichte dieses Planeten ist doppelt so hoch wie die der Erde. Das erscheint erstaunlich, denn die Erde ist ein Gesteinsplanet mit einem Eisen-Nickel-Kern. Jupiter hingegen besteht neben einem relativ kleinen Gesteinskern hauptsächlich aus den leichten Elementen Wasserstoff und Helium.

Auch Lesen :  Porsche 718 Cayman / Boxster Style Edition mit Preisvorteil

Wie die Forscher erklären, passt die Merkmalskombination HD 114082 b nicht zu den üblichen Annahmen über die Entstehung dieses Planetentyps. Es wird angenommen, dass sich Riesenplaneten auf zwei Arten bilden: In einem als „Scheibeninstabilität“ bezeichneten Prozess kollabieren gravitativ instabile Bündel aus dichtem Gas in der protoplanetaren Scheibe direkt und bilden einen Riesenplaneten ohne felsigen Kern. Im anderen Fall, der als „Kernakkretion“ bezeichnet wird, sammelt sich zunächst ein fester Kern aus Gesteinsmaterial an. Sobald es eine kritische Masse erreicht, zieht seine Anziehungskraft große Mengen an Wasserstoff- und Heliumgas an und schafft einen riesigen Planeten. Dieser Prozess führte offensichtlich zur Bildung von HD 114082 b.

Auch Lesen :  Wie Insekten die Luft aufladen

Lücken im Verständnis

Es ist jedoch unklar, wie es eine so hohe Dichte erreichen konnte. Aktuell wird auch für das Kernakkretionsszenario von einem „Heißstart“ ausgegangen: Das angesammelte Gas hat also eine hohe Temperatur und ist daher auch groß. Die Kombination aus Masse und Größe von HD 114082 b scheint jedoch nicht zu dieser Annahme zu passen. „Im Vergleich zu derzeit akzeptierten Modellen ist der Planet etwa zwei- bis dreimal zu dicht für einen jungen Gasriesen mit einem Alter von nur 15 Millionen Jahren“, schlussfolgert Olga Zakhozhay. Was die Wissenschaftler sagen, bedeutet letztendlich, dass entweder der Planet durch unklare Prozesse einen ungewöhnlich großen festen Kern ansammeln konnte und/oder die Geschwindigkeit, mit der diese Gasriesen abkühlen können, falsch eingeschätzt wurde.

„Obwohl jetzt mehr solcher Planeten für ein besseres Verständnis benötigt werden, glauben wir, dass Theoretiker ihre Berechnungen überdenken sollten“, sagt Zakhozhay. Abschließend sagt Co-Autor Ralf Launhardt vom Max-Planck-Institut für Astronomie: „Abschließend können wir nur sagen, dass wir die Entstehung von Riesenplaneten noch immer nicht sehr gut verstehen“, sagt der Astronom.

Quelle: Max-Planck-Institut für Astronomie, Artikel: Astronomy & Astrophysics, doi: 10.1051/0004-6361/202244747

Source

Leave a Reply

Your email address will not be published.

In Verbindung stehende Artikel

Back to top button