In den Tiefen des Alls tummeln sich Gas- und Staubteilchen, die im Lauf der Zeit unter dem Einfluss der Schwerkraft eine Scheibe bilden, aus der schließlich Planeten hervorgehen werden. Über Hunderte von Millionen Jahren verändern die jungen Planeten immer wieder ihre Form, bis sie irgendwann einen stabilen Zustand erreichen, ähnlich wie in unserem Sonnensystem.

Erstaunlicherweise bergen die meisten bisher beobachteten Sternsysteme Exoplaneten, die größer sind als die Erde, aber kleiner als Neptun. Das heißt, ihr Durchmesser liegt zwischen rund 13 000 und 50 000 Kilometern. Da es in unserem Sonnensystem keinen solchen Planeten gibt, stellt sich für Astronominnen und Astronomen die Frage, wie diese entstehen.

Nun hat ein internationales Team von Astrophysikern vier junge Exoplaneten im Sternsystem V1298 Tau dabei beobachten können, wie sie zu Planeten dieser rätselhaften Größe heranwachsen. »V1298 Tau ist ein wichtiges Bindeglied zwischen den stern- und planetenbildenden Nebeln, die wir überall am Himmel sehen, und den ausgereiften Planetensystemen, von denen wir inzwischen Tausende entdeckt haben«, sagt Erik Petigura von der University of California in Los Angeles, einer der Autoren der bei der Fachzeitschrift »Nature« erschienenen Studie.

Der betreffende Stern ist rund 20 Millionen Jahre alt und somit extrem jung im Vergleich zu unserer viereinhalb Milliarden Jahre alten Sonne. V1298 Tau umgeben vier Exoplaneten, die in ihrer Größe zwischen Neptun und Jupiter liegen – sie sind also deutlich größer als die so häufig vorkommenden Exoplaneten. Doch anstatt mit der Zeit anzuwachsen, scheinen die vier Planeten zu schrumpfen. »Sie werden sich wahrscheinlich zu ›Supererden‹ und ›Subneptunen‹ zusammenziehen – den häufigsten Planetentypen in unserer Galaxie«, sagt der Erstautor der aktuellen Arbeit, John Livingston vom Astrobiology Center in Tokio. »Wir hatten bisher noch nie ein so klares Bild von ihnen in ihrer Entstehungsphase.«

Indem die Fachleute die Formen und die Umlaufzeiten der vier Exoplaneten auf ihrer Bahn um den Stern bestimmten, konnten sie nachvollziehen, wie die Planeten durch die Schwerkraft aufeinander einwirkten – daraus konnten sie letztlich deren Masse berechnen. Wie sich herausstellt, sind sie nur 5- bis 15-mal schwerer als die Erde, haben aber im Vergleich dazu ein deutlich größeres Volumen. Folglich weisen sie eine weitaus niedrigere Dichte auf als unser Planet. Daraus schließen die Forschenden, dass sich die jungen Exoplaneten mit der Zeit verdichten werden und so kleiner als der Neptun werden.

Der Artikel wurde am 9. Januar um eine ausführlichere Erklärung der Massenbestimmung der Planeten ergänzt.