Unerwartete Entdeckung: Riesenplanet kreist um Zwergstern

  • Astronomen haben einen neuen Exoplaneten entdeckt, der nach derzeitigem Wissensstand nicht existieren dürfte.
  • Die Forschungsgruppe fand einen Gasplaneten, dessen Masse im Vergleich zu seinem Mutterstern ungewöhnlich groß ist.
  • Der Planet entstand wahrscheinlich durch einen gravitativen Kollaps, vermuten die Wissenschaftler.
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Heidelberg/Washington. Bei einer Minisonne im Sternbild Großer Bär haben Astronomen einen unerwartet großen Planeten gesichtet: Der rote Zwergstern hat nur etwa 12 Prozent der Masse unserer Sonne, sein Planet ist jedoch mindestens halb so massereich wie der Gasriese Jupiter, der größte Planet unseres Sonnensystems.

Die überraschende Entdeckung, die das internationale Team um Juan Carlos Morales vom Katalanischen Institut für Weltraumstudien (IEEC) im Fachblatt „Science“ vorstellt, zwingt Astronomen, die gängige Theorie zur Planetenentstehung auf den Prüfstand zu stellen. Denn der zufolge dürfte ein derart massereicher Planet bei einem so kleinen Stern gar nicht entstehen.

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30 Lichtjahre entfernt: Neu entdeckter Exoplanet

Der neu entdeckte Exoplanet mit der Katalognummer GJ 3512b umkreist seinen Zwergstern auf einer relativ stark elliptischen Bahn einmal in 204 Tagen. Das System gehört zu unserer kosmischen Nachbarschaft: Es ist rund 30 Lichtjahre entfernt. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Bis zum Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße, sind es rund 30.000 Lichtjahre.

Planeten sind nach dem heutigen Bild ein Nebenprodukt der Sternentstehung. Beide formen sich gemeinsam aus einer rotierenden Gas- und Staubscheibe. In deren Zentrum ballt sich das Material unter seinem eigenen Gewicht immer stärker zusammen und verdichtet sich, bis Druck und Temperatur hoch genug sind, um im Inneren des entstandenen Gasballs das Feuer der Kernfusion zu entfachen – ein neuer Stern ist geboren. In den Außenbezirken der Scheibe entstehen kleine Klumpen, die immer mehr Material aufsammeln und auf diese Weise zu festen Planeten heranwachsen, die unterschiedlich dicke Gashüllen ausbilden können.

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Vergleich von GJ 3512 mit dem Sonnensystem und anderen nahegelegenen Planetensystemen von roten Zwergsternen.

Planet entstand durch Gravitationskollaps

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Gas- und Staubscheiben, aus denen sich Zwergsterne entwickeln, haben in der Regel jedoch insgesamt wenig Masse. Den gängigen Modellen zufolge zu wenig, um einen Planetenembryo hervorzubringen, aus dem sich ein Gasriese wie GJ 3512b entwickelt, wie das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg erläutert, das an der Studie beteiligt war. Massereichere Scheiben werden demnach schnell instabil. Bei Scheiben, die mehr als etwa 10 Prozent der Masse des Zentralsterns besitzen, reiche die Gravitation des Sterns nicht mehr, um die Scheibe stabil zu halten.

In der Folge ballt sich das Scheibenmaterial auch außerhalb des Zentrums an verschiedenen Stellen unter seiner eigenen Schwerkraft zusammen wie bei der Entstehung eines Sterns. Die Astronomen halten es für denkbar, dass der große Exoplanet genau durch so einen gravitativen Kollaps ohne einen festen Kern entstanden sein könnte, obwohl ausreichend massereiche Scheiben bei jungen Zwergsternen bislang nicht beobachtet worden seien. „Mit GJ 3512 b haben wir nun einen außergewöhnlichen Kandidaten für einen Planeten, der über die Instabilität einer Scheibe um einen recht massearmen Stern entstanden sein könnte“, betont Co-Autor Hubert Klahr vom MPIA in einer Mitteilung. „Dieser Fund veranlasst uns zur Überprüfung unserer Modelle.“

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RND/dpa