https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de


Dienstag, 13. April 2010

Neuentdeckte Exoplaneten stellen Planetenentstehungstheorien auf den Kopf

Illustrationen eines der gegenläufigen Exoplaneten | Copyright: ESO/A. C. Cameron

München/ Deutschland (ESO)- Astronomen der Europäischen Südsternwarte haben die Entdeckung von neun Exoplaneten bekannt gegeben, die von der Erde aus betrachtet vor der "Sonnenscheibe" ihres Sterns vorbeiziehen. Sechs der Planeten umrunden ihren Stern jedoch nicht in derselben Richtung, in der sich der Stern um seine eigene Achse dreht, so wie dies die Planeten in unserem Sonnensystem tun, sondern in entgegengesetzter Richtung, wodurch die gängigen Theorien zur Planetenentstehung in Frage gestellt werden. Zudem legen die Untersuchungen nahe, dass es unwahrscheinlich ist, in Exoplanetensystemen mit sogenannten "Hot Jupiters" auch erdähnliche Planeten zu finden.

"Auf dem Gebiet der extrasolaren Planeten werden unsere Ergebnisse wie eine Bombe einschlagen", vermutet Amaury Triaud, Doktorand am Observatorium Genf, der zusammen mit Andrew Cameron von der schottischen "University of St. Andrews" und Didier Queloz den wichtigsten Teil der Beobachtungskampagne leitete.

Planeten entstehen in Scheiben aus Gas und Staub, die junge, gerade erst entstandene Stern umgeben. Eine solche protoplanetare Scheibe und ihr Zentralstern rotieren gemeinsam um ein und dieselbe Drehachse, die senkrecht zur Scheibe steht. Daher gingen bisherige Theorien über Planetenentstehungen auch davon aus, dass sich die Planeten, die sich in solchen Scheibe bilden, sämtlich in der Scheibenebene um den Stern laufen sollten, und zwar in der gleichen Richtung, in der sich auch der Stern um sich selbst dreht. Beleg für die Richtigkeit dieser Theorie waren bislang die Planeten unseres Sonnensystems.

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Nach dem Nachweis der neun neuen Exoplaneten im Rahmen des Projektes "Wide Angle Search for Planets" (WASP) nutzte ein Astronomenteam den HARPS-Spektrografen am 3,6 m-Teleskop der ESO am La Silla-Observatorium in Chile, um die Entdeckungen zu bestätigen. Mit diesen und zusätzlichen Daten des Schweizer Leonard-Euler-Teleskops, das sich ebenfalls auf La Silla befindet, und weiterer Teleskope, untersuchten die Astronomen dann die Eigenschaften dieser neun sowie 18 weiterer Transitplaneten, wie sie aus vorangehenden Studien bekannt waren.

Beim Kombinieren der neuen und alten Beobachtungsdaten stellten die Astronomen erstaunt fest, dass bei mehr als der Hälfte der untersuchten Planeten - so genannten "Hot Jupiters" (heiße, jupiter-ähnliche Planeten mit Massen ähnlich der oder größer als die Masse des Jupiters) - die Umlaufbahn gegen die Drehachse des Sterns verkippt ist. Sechs der in dieser erweiterten Studie enthaltenen Planeten - zwei davon gehören wiederum zu den Neuentdeckungen - zeigen sogar eine rückläufige Bewegung, umlaufen ihren Stern also regelrecht "verkehrt herum".

"Unsere Ergebnisse widersprechen der gängigen Vorstellung, dass Planeten ihren Mutterstern immer in derselben Richtung umlaufen sollten, in der sich der Stern um sich selbst dreht", erklärt Andrew Cameron, der die neuen Resultate in dieser Woche auf dem "National Astronomy Meeting" der britischen "Royal Society" in Glasgow vorgestellt hat.


Seit vor 15 Jahren die ersten "Hot Jupiters" entdeckt wurden, war deren Herkunft ein Rätsel. Es handelt sich dabei um Planeten, mit Massen ähnlich groß oder größer der des Jupiter, die sich sehr nahe an ihren Muttersternen befinden und dadurch stark aufgeheizt werden. Man nimmt an, dass sich der Kern eines solchen Gasriesen aus einer Mischung aus Gesteins- und Eispartikeln bildet. Solche Partikel finden sich allerdings nur in den kalten Außenbereichen eines Planetensystems. "Hot Jupiters" entstehen daher, den gängigen Vorstellungen nach, weit weg von ihrem Stern und wandern im Anschluss nach innen, bis sie ihre endgültigen Umlaufbahnen nahe am Stern erreicht haben. Im üblichen Modell wird die Wanderung nach innen durch Schwerkraftwechselwirkungen mit der Staubscheibe hervorgerufen, aus der die Planeten entstehen. In diesem Szenario dauert die Wanderung einige Millionen Jahre, und die Umlaufbahnen der Planeten werden dabei entlang der Drehrichtung des Sterns um sich selbst ausgerichtet. Anschließend könnten sich dann erdähnliche Gesteinsplaneten bilden.

Dieses Modell habe allerdings einen entscheidenden Nachteil, so die Forscher: "Die neuen Beobachtungsdaten sind damit nicht vereinbar".

Um auch rückläufige Exoplaneten in die Wanderungstheorie einbinden zu können, muss angenommen werden, dass die Nähe der "Heißen Jupiter" zu ihren Sternen nicht durch Wechselwirkung mit der Staubscheibe zustande kommt. Nach einer alternativen Theorie käme als Mechanismus ein langsamerer Prozess über mehrere 100 Millionen Jahre in Frage, eine Art gravitatives Tauziehen mit weiter entfernten Planeten oder Begleitersternen des Muttersterns. Nachdem solche Störungen einen großen Exoplaneten auf eine geneigte und langgestreckte Umlaufbahn bugsiert haben, würde er durch Gezeitenreibung bei jeder nahen Begegnung mit dem Stern Energie verlieren. Schließlich würde der neue "Hot Jupiter" auf einer beinahe kreisförmigen, aber willkürlich gegenüber der Hauptebene des Planetensystems geneigten Umlaufbahn nahe dem Stern enden. "Ein dramatischer Nebeneffekt dieses Prozesses wäre, dass sich in solchen Systemen keine kleineren erdähnlichen Planeten halten könnten", ergänzt Didier Queloz vom Observatorium Genf.

Bei zwei der neuentdeckten rückläufigen Planeten hat man tatsächlich zusätzliche, weiter entfernte Begleiter gefunden, welche die ungewöhnliche Orientierung der Umlaufbahn verursacht haben könnten. Diese neuen Funde werden eine intensive Suche nach weiteren Himmelskörpern in anderen Planetensystemen auslösen.

+ + + WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA + + +

Lebensfreundlicher Mond um Corot-9b?
23. März 2010
NASA-Wissenschaftler: Zahlreiche Erdplaneten warten auf Entdeckung
19. März 2010

Bücher zum Thema:

- - -

Quellen: eso.org / grenzwissenschaft-aktuell.de
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE