Entdeckung gibt Einblick in die Entstehung „heißer Jupiter“
Er ist fünfmal so schwer wie Jupiter – und umkreist seinen Stern auf einer extrem langgestreckten Ellipse: Der 1100 Lichtjahre entfernte Planet TIC 241249530b stellt mit seiner Umlaufbahn einen neuen Rekord auf. Wie das internationale Entdeckerteam im Fachblatt „Nature“ berichtet, kommt der Gasplanet seinem Stern zahn Mal näher als Merkur der Sonne – um sich dann wieder bis etwa zum Abstand Erde-Sonne von dem Stern zu entfernen. TIC 241249530b befinde sich damit im Übergangsstadium von einem kalten Gasplaneten wie Jupiter zu einem „heißen Jupiter“, so die Wissenschaftler.
Über 5600 Planeten kennen Astronomen inzwischen bei anderen Sternen. Zur anfänglichen Überraschung der Himmelsforscher unterscheiden sich ferne Planetensysteme oft völlig von unserem Sonnensystem. Besonders verblüffend für die Astronomen sind Gasriesen ähnlich Jupiter, die ihre Sterne aber nicht im Verlauf von Jahren in großer Entfernung umrunden, sondern innerhalb weniger Tage auf extrem engen Bahnen. Denn solche Gasplaneten, davon sind die Forscher überzeugt, können nur in großem Abstand von ihrem Stern entstehen. Weiter innen wird das für ihre Entstehung nötige Gas von der starken Strahlung junger Sterne fortgeblasen.
Heiße Jupiter müssen also, so die Überlegung, erst nach ihrer Entstehung näher an den Stern herangerückt sein. Mit TIC 241249530b hat das Team nun offenbar einen Planeten gefunden, der gerade auf seiner langen, gut eine Milliarde Jahre dauernden Wanderschaft von außen nach innen ist.
„Der Planet unterstützt die These, dass zumindest ein Teil der heißen Jupiter sich über eine Phase mit hoher Bahnexzentrizität nach innen bewegt“, erläutert Sarah Millholland vom Massachusetts Institute of Technology in den USA, eine der beteiligten Forscherinnen. Mit der „Exzentrizität“ beschreiben Wissenschaftler die Form einer Umlaufbahn. Eine kreisförmige Bahn hat die Exzentrizität 0, eine sich bis ins Unendliche erstreckende Ellipse eine von 1. Die Bahn von TIC 241249530b besitzt eine Exzentrizität von 0,94 und stellt damit einen neuen Rekord für Planeten auf.
Die extreme Bahn führe auch zu extremen Jahreszeiten auf dem Planeten, so Millholland. Während die Temperaturen gemäßigt sind, wenn er Planet weit vom Stern entfernt ist, reichen sie in Sternnähe aus, um sogar Metalle zu schmelzen.
Doch nicht nur die Form der Umlaufbahn ist ungewöhnlich. Zusätzlich bewegt sich der Planet noch auf einer „retrograden“ Umlaufbahn, also entgegengesetzt zur Drehung seines Sterns. Fast alle Planeten bewegen sich im gleichen Sinn wie ihre Sterne, da sie aus ein und derselben rotierenden Gaswolke entstanden sind. Beide Umstände gemeinsam deuten auf äußere Störungen hin, durch die sich die ursprüngliche Bahn des Planeten verändert hat.
Und die gibt es tatsächlich: Der Zentralstern von TIC 241249530b ist im Gegensatz zu unserer Sonne kein Einzelgänger, sondern bildet mit einem zweiten Stern ein Doppelsystem. Die Anziehungskraft des zweiten Sterns hat, so die Vermutung der Forscher, die Bahn des Planeten in seine jetzige ungewöhnliche Form gebracht. Diese Annahme konnte das Team mithilfe von Computersimulationen bestätigen.
Und mit diesem Computermodell konnte die Forscher dann auch vorausberechnen, wie sich die Bahn des Himmelskörpers weiter verändert. Die starke Anziehungskraft im nächsten Punkt der Umlaufbahn, so das Ergebnis, führt dazu, dass die Bahn im Verlauf etwa einer Milliarde Jahre kreisförmig wird – „und dann ist TIC 241249530b endgültig ein heißer Jupiter“, so Millholland.
Bildquelle: NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor
