Samstag, 3. Dezember 2011

Astronomen entdecken 18 neue Exoplaneten

Die Kuppeln des Keck Observatory auf Hawaii | Copyright: Public Domain

Pasadena/ USA - US-Astronomen haben die Entdeckung von gleich 18 sogenannten Exoplaneten, also Planeten außerhalb des Sonnensystems, bekannt gegeben. Mit Ausnahme der vom NASA-Weltraumteleskop Kepler entdeckten Planeten, handelt es sich damit um die bislang größte Marge bestätigter extrasolarer Planeten um Sterne, die größer sind als unsere Sonne.

Wie die Forscher um John Johnson vom California Institute of Technology (Caltech) aktuell im Fachmagazin The Astrophysical Journal Supplement Series berichten, gelang der Nachweis der neu entdeckten Exoplaneten durch Beobachtungen mit Teleskopen des Keck Observatory auf Hawaii und den Fairborn Observatories in Texas und Arizona.

Alle neuen Exoplaneten umkreisen ferne Sterne, die mindestens mehr als 1,5 Mal so massereich sind wie unsere Sonne, sogenannte A-Sterne, die nach kosmischen Maßstäben "kurz" davor stehen, sich zu Riesensternen aufzublähen. Alle 18 neu entdeckten Planeten weisen eine vergleichsweise ähnliche Masse wie der Planet Jupiter unseres Sonnensystems auf.

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Damit verdoppelt sich die Anzahl der bislang um entsprechend große Sterne bekannten Planeten. Anhand der Beobachtungen erhoffen sich die Forscher neue Einsichten darüber, wie Planeten und Planetensysteme entstehen und scheinen schon jetzt die Vorstellung zu bestätigen, dass sich Planeten aus kleinsten Partikeln in den protoplanetaren Staub- und Gasscheiben um junge Sterne durch fortwährende Kollisionen und daraus hervorgehender Zusammenballung formen.

Laut dieser Theorie ist aufgrund auch größerer protoplanetarer Scheiben die Wahrscheinlichkeit, dass um massereichere Sterne auch mehr Gasriesen als Felsplaneten entstehen, deutlich größer. Ein anderes Entstehungsmodell vermutet hingegen, dass Planeten durch den plötzlichen Kollaps großer Gasklumpen entstehen. In diesem Modell spielt jedoch die Masse des Mutergestirns kaum eine Rolle für die um sie herum entstehenden Arten von Planeten.

Während die Anzahl an neu entdeckten Planeten stetig wächst, haben Astronomen entdeckt, dass die Sternenmasse keine wichtige Rolle für das Übergewicht an großen Gasplaneten spielt. Auch die Entdeckung der 18 neuen Exoplaneten scheint dieses Muster und somit die Vorstellung vom Anwachsen von Kleinstpartikeln durch Kollisionen innerhalb der protoplanetaren Scheibe zu bestätigen.

"Doch nicht nur, dass wir immer häufiger Jupiter-artige Planeten um massereiche Sterne finden, wir finden auch zusehend mehr solcher Planeten auf weiter von den Sternen entfernten Umlaufbahnen", so Johnson. "Vergleicht man die 18 neuen Exoplaneten mit 18 Planten um sonnenähnliche Sterne, so kann man feststellen, dass in etwa die Hälfte der zuletzt genannten ihre Sterne auf vergleichsweise dichten Umlaufbahnen umkreisen. Die Mehrheit der nun entdeckten Planeten weist aber weitere Orbits von mindestens 0,7 Astronomischen Einheiten (AE = Abstand Erde - Sonne) auf.

In Planetensystemen wie unserem Sonnensystem, gelangen Gasriesen auf dichtere Umlaufbahnen, in dem sie nach innen, in Richtung ihres Zentralgestirns, wandern. Laut den bisherigen Entstehungstheorien sollten Gasriesen jedoch zunächst nur in den äußeren Regionen der protoplanetaren Scheiben entstehen, dort also, wo es in den protoplanetaren Scheiben genügend Gase und Eise gibt.

Eigentlich wäre so jedoch auch zu erwarten, dass Gasriesen, die ihre Sterne vergleichsweise nah umkreisen, irgendwann aufgrund der Anziehungskraft des Sterns von diesem verschlungen werden. Offenbar scheint es jedoch einen bislang noch unbekannten Mechanismus zu geben - Forscher spekulieren, dass das magnetische Feld des Sterns hierbei eine Rolle spielen könnte – der die für den Planeten tödliche Spiralbahn in Richtung seines Sterns aufhält.

Warum diese Prozesse jedoch nicht auch anhand von sogenannten Hot Jupiters um massereiche Sterne passieren, ist - so Johnson - bislang noch ein Rätsel. Eine Möglichkeit geht davon aus, dass Jupiter-artige Planeten um massereiche Sterne schlicht und einfach nicht in Richtung ihres Sterns migrieren. Die andere Möglichkeit skizziert zwar eine solche Bewegung, doch gibt es hier keine "Kraft", die diese Bewegung und den letztendlichen Sturz in den Stern aufhalten würde. Es könnte aber auch sein, dass die Sterne selbst anschwellen und so entsprechende Planeten verzehren.

Für Johnson und sein Team erscheint es eindeutig, dass sich A-Sterne nicht genügend weit ausdehnen, um Heiße Jupiter verschlingen zu können. Sollte also A-Sterne keine einzigartigen Eigenschaften aufweisen, etwa das Fehlen eines magnetischen Feldes in der frühen Phase ihres Sternenlebens, die sie davon abhalten, die Migration seiner Gasplaneten aufzuhalten, scheine es so zu sein, dass entsprechende Planeten schlicht und einfach nicht in Richtung massereicher Zentralgestirne wandern.

Zudem konnten die Caltech-Astronomen anhand der 18 neu entdeckten Planeten ein weiteres, nahezu allen dieser Planeten gemeinsames Muster entdecken: Die Umlaufbahnen fast aller Planeten sind nahezu kreisrund, während die der Mehrzahl bekannter Planeten um sonnenähnliche Sterne eine große Bandbreite unterschiedlich geformter Umlaufbahnen (kreisrund bis stark elliptisch) aufweisen. Warum dies so ist, wollen die Forscher um Johnson nun in einem nächsten Schritt ergründen.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / caltech.edu
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