Europäische Planetologen entdeckten zuerst einen Planeten von der Größe des Jupiters in einem kleinen Roten Zwerg, der nach allgemein anerkannten Theorien über ihre Entstehung nicht existieren sollte.
Die möglichen Auswirkungen dieser Entdeckung auf die Wissenschaft wurden in der Fachzeitschrift Science aufgezeigt.
„Die Existenz eines solchen Planeten könnte erklärt werden, wenn er sich in einer sehr dicken und schweren protoplanetaren Scheibe ausbilden würde.
Seine Existenz ist jedoch auch zweifelhaft, da solche Strukturen instabil sind und bereits während der Sternentstehung zerfallen müssen. Außerdem haben wir sie noch nie bei neugeborenen Leuchten gesehen “, sagt Hubert Klar vom Astronomischen Institut in Heidelberg.
Galaktische Zählung von Planeten
In den letzten zehn Jahren haben Astronomen mehr als viertausend Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt. Einige von ihnen ähneln in Größe und Eigenschaften der Erde, während der Rest dem Jupiter und anderen Riesenplaneten ähnelt.
Jetzt führen Planetologen aktiv eine „Zählung“ dieser Welten durch und versuchen, die Bedingungen zu verstehen, unter denen sie gebildet werden.
Insbesondere kamen Wissenschaftler kürzlich zu dem Schluss, dass die Größen der Welten eines Sterns alles andere als zufällig sind - sie hängen von seiner Größe sowie davon ab, wie viele „Metalle“ in ihrem Darm enthalten sind (in diesem Fall sind „Metalle“ in Anführungszeichen eingeschlossen) (da Astronomen alle Elemente als schwerer bezeichnen als Wasserstoff und Helium).
Beispielsweise grenzen große Planeten, deren Masse dem Jupiter um ein Vielfaches überlegen ist, normalerweise an große Sterne, die fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium bestehen.
Wissenschaftler verbanden diese Eigenschaft von Gasriesen - „Superschwergewichten“ - mit dem Ablauf der Entstehung von Sternensystemen im Allgemeinen und Planeten im Besonderen.
Tatsache ist, dass Planetologen jetzt vorschlagen, dass zum Starten dieses Prozesses ein kleiner felsiger Kern benötigt wird, der das umgebende Gas und den Staub allmählich auf sich „wickelt“.
Je größer dieser "Embryo" ist, desto mehr Materie kann sich ansammeln, bevor das Licht eines neugeborenen Sterns die Gas-Staub-Scheibe zerstört, in der sich die Planeten bilden.
Die Abmessungen des Kerns eines zukünftigen Analogons der Erde oder des Jupiters hängen wiederum von der Masse dieses „Donuts“ ab, der ein Zehntel der Masse des Sterns nicht überschreiten darf.
Aus diesem Grund glaubten Wissenschaftler, dass große Gasriesen in der Nähe von Roten Zwergen prinzipiell nicht entstehen könnten, da hierfür schlicht keine Bedingungen bestehen.
Als Clar und seine Kollegen den kleinen Roten Zwerg GJ 3512 im Sternbild Ursa Major 30 Lichtjahre von der Erde entfernt beobachteten, stellten sie fest, dass diese Regel nicht immer eingehalten wird.
Dieser kleine Stern, der leicht in die Leere zwischen Erde und Mond passen könnte, ist vor einigen zehn oder hundert Millionen Jahren nach astronomischen Maßstäben entstanden.
Aus diesem Grund haben sich Astronomen schon lange für sie interessiert: Sie vermuten, dass sich Planeten in der Nähe dieses jungen Sterns verstecken könnten.
Jupiters "jüngerer Bruder"
Die hohe Aktivität des Planeten ermöglichte es den Astronomen nicht, diese Hypothese zu überprüfen, da Blitze auf der Oberfläche von GJ 3512 die Spuren praktisch aller Planeten verbergen sollten, die das Licht dieses roten Zwergs auf dem Weg zur Erde regelmäßig überschatteten.
Aus diesem Grund beobachteten Clar und seine Kollegen nicht das Anlaufen der Leuchte, sondern wie sich ihr Spektrum unter dem Einfluss der Gravitationswechselwirkungen mit Planeten ändert.
Diese Beobachtungen brachten zwei unerwartete Entdeckungen. Die Wissenschaftler entdeckten Spuren der Existenz von zwei sehr großen Planeten auf einmal und fanden Hinweise darauf, dass es im GJ 3512-System auch eine dritte Welt gab, die infolge der gravitativen Wechselwirkungen mit den Nachbarn daraus "katapultiert" wurde.
Der erste Planet, GJ 3512 b, ist, wie die Berechnungen der Astronomen zeigen, doppelt so schwer wie der Jupiter, aber nur 200-mal leichter als der Stern.
Clara bemerkt, dass dies nicht durch ein Modell der Exoplanetenbildung erklärt werden kann, weshalb sein Team nach alternativen Erklärungen für die Existenz dieses Gasriesen suchte.
Die plausibelste Erklärung dafür liegt nach Ansicht des Planetenforschers in der Tatsache, dass dieser Gasriese in einer instabilen „dicken“ protoplanetaren Scheibe geboren wurde.
In einigen Fällen führt sein Zerfall zum Auftreten mehrerer dichter Materieklumpen, von denen sich einige in Planeten verwandeln. Ob dies der Fall ist oder nicht, kann noch nicht überprüft werden, da Astronomen noch keine einzige ähnliche Materiewolke in neugeborenen Sternen entdeckt haben.
Ihre Suche werde die nächste große Aufgabe für deutsche Planetologen sein, schloss Clare.