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Exoplaneten: Ein Riesenplanet auf Abruf

Mit dem Weltraumteleskop Kepler wurde ein massereicher Exoplanet im Umlauf um einen Roten Riesen entdeckt. Kepler-432b ist einer von nur fünf Exoplaneten, die einen solchen Stern umrunden.
Kepler-444 und ExoplanetenLaden...

Mit derzeit fast 1900 bestätigten Exoplaneten im Umlauf um fremde Sterne löst die Entdeckung eines weiteren Himmelskörpers dieser Art nur noch selten erhöhte Aufmerksamkeit aus. Allerdings ist Kepler-432b etwas Besonderes, denn dieser massereiche Exoplanet umrundet einen sterbenden Stern, einen Roten Riesen. Dieser ist gerade dabei, sich am Ende seines Lebens kräftig auszudehnen und seine Leuchtkraft erheblich zu steigern. Der 2850 Lichtjahre von uns entfernte Stern Kepler-432 hat sich bereits auf das 4,2-Fache des Sonnendurchmessers aufgebläht und wird sich in den nächsten 200 Millionen Jahren auf rund den 100-fachen Durchmesser unserer Sonne ausdehnen.

Die Umlaufbahn von Kepler-432b (Grafik)Laden...
Die Umlaufbahn von Kepler-432b | Hier wird die Umlaufbahn von Kepler-432b (innen, rot) mit dem Orbit von Merkur um die Sonne verglichen (außen, orange). Der rote Punkt in der Mitte bezeichnet die Position des Sterns, um den der Planet kreist. Die Größe des Sterns ist maßstabsgetreu abgebildet – im Unterschied zur Größe des Planeten, der hier zur Veranschaulichung in zehnfacher Vergrößerung zu sehen ist.

Der mit dem Weltraumteleskop Kepler entdeckte Planet ist ein Gasriese vom Jupitertyp und weist den 1,12-fachen Durchmesser des größten Planeten unseres Sonnensystems auf. Allerdings besitzt Kepler-432b die 5,8-fache Masse von Jupiter, ist also rund 1850-mal so massereich wie die Erde. Seine Bahn um das Zentralgestirn ist zufälligerweise so ausgerichtet, dass der Planet bei jedem Umlauf von uns aus gesehen vor seinem Stern durchläuft und dabei dessen Licht in regelmäßigen Abständen geringfügig schwächt.

Mit Kepler wurde eine Umlaufperiode von 52,5 Tagen bestimmt. Der Planet bewegt sich auf einer stark elliptischen Bahn mit einer Exzentrizität von e = 0,54. Kepler-432b ist im Mittel den 0,3-fachen Abstand Erde-Sonne von seinem Zentralgestirn entfernt, kann sich aber seinem Stern bis auf 21 Millionen Kilometer annähern und bis zu 69 Millionen Kilometer von ihm entfernen. Damit ist er seinem Zentralgestirn deutlich näher als der sonnennächste Planet Merkur in unserem Sonnensystem. Dies hat auch beträchtliche Folgen für seine Oberflächentemperaturen: In Sonnennähe heizt sich die beleuchtete Seite von Kepler-432b auf bis zu 1000 Grad Celsius auf, während sie in Sonnenferne auf "nur" noch 500 Grad Celsius fällt.

Mit den Daten von Kepler lässt sich aber nur der Planet als solcher nachweisen sowie sein Durchmesser und seine Umlaufbahn ermitteln. Um mehr über Kepler-432b herauszufinden, nutzen zwei unabhängig voneinander arbeitende Heidelberger Forschergruppen um Simona Ciceri vom Max-Planck-Institut für Astronomie und Mauricio Ortiz vom Zentrum für Astronomie das 2,2-Meter-Teleskop auf dem spanischen Berg Calar Alto. Die Forscher verwendeten für ihre Untersuchungen den Präzisionsspektrografen CAFE, den "Calar Alto Fiber-fed Échelle spectrograph". Mit seinen Daten ließ sich die Masse des Planeten bestimmen und daraus seine mittlere Dichte ableiten. Sie beträgt erstaunlich hohe 5,4 Gramm pro Kubikzentimeter und ist damit annähernd so hoch wie die mittlere Dichte der Erde von rund 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter. Allerdings ist Kepler-432b definitiv kein Felsplanet wie die Erde, sondern ein kompakter Gasriese.

Bislang waren die Forscher davon ausgegangen, dass bei der Entstehung eines Roten Riesen die Planeten eines solchen sterbenden Sterns rasch von ihrem Mutterstern verschluckt werden. Offenbar dauert es jedoch länger als bislang angenommen, bis auch massereiche Planeten ihr Ende finden. Derzeit sind nur fünf Exoplaneten bekannt, die Rote Riesen umrunden. Die Tage von Kepler-432b sind auf jeden Fall gezählt, die Forscher um Mauricio Ortiz rechnen damit, dass der Planet in den nächsten 200 Millionen Jahren von seinem Stern verschlungen wird.

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