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Extrasolare Welten: Gasriese teilte sich womöglich in zwei erdgroße Planeten

Exoplanet vor seinem Stern

Vor rund rund zwanzig Millionen Jahren hatte der sonnenähnliche Stern KIC 05807616 seinen Wasserstoffvorrat im Innern aufgebraucht und blähte sich zu einem Roten Riesen auf. Dabei sollte er alle benachbarten Planeten förmlich verschluckt haben. Doch Astronomen entdeckten im Dezember 2011 zwei Himmelskörper, die den ehemaligen Roten Riesen eng umkreisen. Noam Soker und Ealeal Bear von der Technischen Universität Israels in Haifa schlagen nun vor, dass die beiden erdgroßen Planeten aus einem einzigen Riesenplaneten hervorgingen, der die turbulente Phase seines Muttersterns nicht heil überstand.

Stéphane Charpinet von der Universität Toulouse in Frankreich und seine Kollegen hatten die beiden Gesteinsplaneten aufgrund von periodischen Helligkeitsschwankungen des Muttersterns aufgespürt. Mit 76 beziehungsweise 87 Prozent des Erddurchmessers und 44 beziehungsweise 66 Prozent der Erdmasse wären sie die kleinsten bisher bekannten Objekte, welche die Rote-Riesen-Phase ihres Sterns in direkter Nähe überlebten. Das Entdeckerteam spekulierte damals, dass es sich bei beiden Planeten früher um Gasriesen handelte. Als der Stern um ein Vielfaches anwuchs, mussten sie sich durch das heiße Gas der Sternhülle bewegen. Durch die auftretende Reibung verloren sie nicht nur Energie, was sie auf eine spiralförmige Bahn in Richtung zum Stern führte, sondern auch ihre Gashülle. Übrig blieben die heute nachgewiesenen, festen Planetenkerne.

Dieses Szenario erkläre aber nicht, so Soker und Bear in der aktuellen Studie, warum die Bahnen der 4000 Lichtjahre von der Erde entfernten Gesteinplaneten synchronisiert sind: Während der eine Planet seinen Stern zweimal umrundet, schafft es der andere gerade dreimal. Deshalb präsentieren die Forscher nun ein alternatives Modell: Ein Gasriese mit der fünffachen Jupitermasse wurde von seiner wachsenden Sonne verschlungen, näherte sich ebenfalls infolge der Reibungsverluste spiralförmig deren Kern und verlor auf dem Weg seine Gashülle. Nahe dem Zentrum zerrissen ihn dann die starken Gezeitenkräfte. Während einige Bruchstücke des festen Planetenkerns auf den Stern stürzten, wanderten mindestens zwei erdgroße Brocken auf eine stabile Umlaufbahn. Die Wechselwirkung untereinander sowie mit den gasförmigen Überresten des zerstörten Riesenplaneten führten dabei schließlich zu der heute beobachteten Bahnresonanz.

Verglichen mit anderen Sternen dieses Typs und in diesem Entwicklungsstadium ist KIC 05807616 relativ klein. Verantwortlich dafür könnten die Trümmerteile des Riesenplaneten sein, vermuten Soker und Bear: Als diese durch die aufblähte Sternhülle flogen, erhitzen sie das Gas so stark, dass es sich teilweise verflüchtigte. Infolgedessen verlor der Stern an Masse.

Beide Forschergruppen zeigen – trotz der unterschiedlichen Ansätze –, dass Planeten einen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung ihres Muttersterns haben können. Bisher sind die beiden Objekte mit den Katalogbezeichnungen KOI 55.01 und KOI 55.02 allerdings noch nicht als Planeten bestätigt.

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