Freitag, 6. Dezember 2013

Astronomen entdeckten Planeten, wo eigentlich keiner sein sollte


Künstlerische Illustration eines fernen Gasriesen. | Copyright: NASA/JPL-Caltech)

Tucson (USA) - US-Astronomen haben einen riesigen Gasplaneten an einem Ort entdeckt, an dem dieser sich laut den bisherigen Vorstellungen von der Entstehung von Planeten eigentlich gar nicht mehr befinden sollte. Der Gasriese umkreist seinen Stern in einer Entfernung, die dem 650-fachen Abstand zwischen Erde und Sonne entspricht. So weit 'draußen' sollte es eigentlich nicht mehr genügend Material geben, als dass sich daraus ein derartiger Planet hätte bilden können.

Wie die Astronomen um Vanessa Bailey von der University of Arizona vorab auf "arXiv.org" und aktuell im Fachjournal "The Astrophysical Journal Letters" berichten, handelt es sich um den am weitesten von seinem Stern entfernten Planeten, der bislang um einen sonnenähnlichen Einzelstern entdeckt wurde.


299 Lichtjahre von der Erde entfernt, gerade einmal 13 Millionen Jahren alt und mit einer Oberflächentemperatur von 1.5000 Grad Celsius, entspricht "HD 106906 b" mit der 11-fachen Masse unseres Jupiters nichts Vergleichbarem in unserem Sonnensystem und scheint sich auch jeglichen bisherigen Theorien zur Planetenentstehung zu widersetzen.


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"Dieses System ist besonders faszinierend, da es kein Entstehungsmodell weder für Planeten noch für Sterne gibt, das beschreiben könnte, was wir hier sehen", so Bailey.


Während Himmelskörper wie etwa die Planeten unseres Sonnensystems nach und nach in der sogenannten protoplanetaren Scheibe um junge Sterne durch Zusammenballung und Kollisionen regelrecht heranwachsen (Akkretion), bilden sich Gasriesen, wie sie bislang nur außerhalb des Sonnensystems entdeckt wurden, ähnlich wie Sterne, wenn lokal instabile Regionen in planetaren Urwolken in sich zusammenfallen und sich zu einem Materieklumpen verdichten.


Mit etwa der 20-fachen Distanz von Neptun zur Sonne (s.Abb.), umkreist dieser Planet seine "Sonne" an einem Ort, an dem es aber gar nicht mehr genügend Material geben sollte, als dass sich daraus ein derartiger Gasriese entwickelt haben könnte. Weder für das erstbeschriebene Szenario der Akkretion, noch durch einen lokalen Kollaps zu einem Stern.



Der Gasriese "HD 106906 b" umkreist seinen Stern (HD 106906) soweit draußen, dass er sogar durch die Reduzierung des Lichts seines Sterns im infraroten Licht direkt abgebildet werden kann. | Copyright: Vanessa Bailey

Unter zahlreichen alternativen Erklärungsansätzen für die Existenz des Planeten, heben die Forscher selbst jenes Szenario hervor, wonach es sich bei "HD 106906 b" um gar nicht um einen Planeten sondern um einen verhinderten Stern handeln könnte, der eigentlich gemeinsam mit "HD 106906" ein binäres, also Doppelsternsystem bilden sollte.


"Solche Doppelsternsysteme entstehen, wenn zwei benachbarte Gaswolken unabhängig voneinander zu Sterne kollabieren", erläutert Bailey. "Wenn sich beide Sterne nun einander nahe genug sind, ziehen sie sich gegenseitig an und beginnen, sich zu umkreisen. (...) Aus irgendeinem Grund wäre jenes Objekt, das wir heute als Planet beobachten, dann nicht mehr groß genug angewachsen, um die Kernfusion zu zünden und so zu einem Stern zu werden."


Allerdings geht auch dieses Szenario nicht ohne Probleme einher: Das Masseverhältnis der beiden Körper in Doppelsternsystemen ist für gewöhnlich nicht größer als 10:1. Im Falle der aktuellen Entdeckung beträgt es jedoch mehr als 100:1.


"Genau so wie die Theorien zur Planetenentstehung bislang keine derart weit entfernten Planeten vorsehen, wird auch dieses extrem unausgewogene Massenverhältnis von den bekannten Doppelstern-Bildungstheorien nicht beschrieben", so Bailey.


Das System HD 106906 ist aber noch aus einem weiteren Grund für die Astronomen und Astrophysiker von besonderem Interesse: Noch heute lassen sich hier die Überreste der protoplanetaren Staub, Gas und Trümmerwolke erkennen, aus der sowohl der Stern als auch sein vermeintlicher Planet hervorgegangen ist.


"Systeme wie dieses, wo wir zusätzliche Informationen über die Umgebung gewinnen können, könnten dabei behilflich sein, die verschiedenen Entstehungssmodelle von einander zu trennen", so Bailey weiter. "Zukünftige Beobachtungen des Bewegungsverhalten des 'Planeten' sowie der Trümmerscheibe sollen nun dabei helfen, die Entstehungsgeschichte dieses Systems besser zu verstehen."


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Quellen arxiv.org, arizona.edu
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