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Sonnensysteme: Heiße Flitzer

Neueste Neuigkeiten aus der der Planetenforschung: Da draußen in der Milchstraße finden sich wahrscheinlich mehrere Millionen Jupiters. Und dazwischen flitzen jede Menge Absonderlichkeiten wie jene heißen Planeten, deren Jahr kürzer ist als ein Tag.
Heiße JupiterfantasieLaden...
Der einst exklusive Klub der extrasolaren Planeten hat mittlerweile mehr als 200 Mitglieder – Tendenz stark steigend. Schließlich akzeptiert er mit der gleichen Geschwindigkeit neue Mitglieder, mit der Astronomen Verfahren erfinden, um dunkle Brocken bei fernen Sternen zu erkennen. Und natürlich passiert schon jetzt prompt, was in der feinen Gesellschaft irgendwann immer passiert: Im Klub sortieren sich wirklich schicke sowie öd-ordinäre Brocken in getrennten Exoplaneten-Separees, die nichts miteinander zu tun haben. Kailash Sahu und Kollegen berichten exklusiv von der neuesten Subgruppierung der außerplanetaren Gesellschaft.

Das internationale Forscherteam hatte seinen interessierten Berichterstatterblick tief in das so genannte Sagittarius-I-Fenster geworfen – einen nicht von dem üblichen Staub der Gegend verdüsterten Bereich im Sternbild Schütze, der den Blick in Richtung unseres galaktischen Zentrums ermöglicht, wo es vor Sternen nur so wimmelt. Zum Ausspähen der dort sichtbaren, bis zu 26 000 Lichtjahre entfernten Objekte benutzten Sahu und Co das Hubble-Teleskop. Nach sieben Tagen intensiver Beobachtung hatten sich dabei von 180 000 schwachen Sternen auf einer Fläche von nur einem fünfzigstel Vollmond-Durchmesser Daten angesammelt, die den Forschern einige Analyse-Arbeit bescherten.

Am Ende sind nun überraschende Ergebnisse ihr Lohn. Zunächst einmal konnten gleich 16 planetenhaltige Systeme identifiziert werden – sie verrieten sich durch eine periodische Abschwächung der Leuchtkraft des Sterns, die immer dann auftritt, wenn ein kreisender Planet zwischen Stern und irdische Beobachter gerät. Die Zahl der mit dieser Transit-Technik entlarvten Exoten steigt damit auf das Doppelte.

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Exoplaneten im Sweep-Field | Das obere Bild zeigt dei Hälfte aller von Hubble aufs Korn genommenen Sterne in einem staubfreien Sichtfenster im Sternbild Schütze. Beim Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search (SWEEPS) erspähte das Weltraumteleskop hier neun Planeten, die ihren Mutterstern in wenigen als ein paar Tagen umkreisen. Im unteren Bild ist ein Stern gekennzeichnet, dessen Planet nicht nur durch Transitverdunkelung, sondern auch durch Schwerkrafteinflüsse bestätigt wurden. Dabei half die Europäische Südsternwarte in Chile mit ihrem VLT aus.
Ein Planetenkandidat namens SWEEPS-10, so errechneten die Astronomen, umrundet seinen Zentralstern sogar einmal in zehn Stunden in der extrem intimen Distanz von nur rund 1,2 Millionen Kilometern – nicht mehr als dreimal die Strecke Erde-Mond. Dies kürt ihn eindeutig zum bisher heißesten Planeten des Universums: Auf seiner Oberfläche dürften rund 1650 Grad Celsius im Schatten herrschen. Der Stern muss mindestens 1,6 Jupitermassen auf die Waage bringen, weil ihn sonst die Gravitation seiner Sonne schlicht zerfetzen würde.

SWEEPS-10 ist eindeutig etwas ganz eigenes, so Sahus Team, und eröffneten für ihn und vier weitere jetzt entlarvte Kollegen die neue Kategorie der ultrakurzperiodischen Planeten, kurz USPP (ultra-short-period planets). USPP darf sich ab jetzt nennen, wer einen Sonnenumlauf in weniger als einem Erdtag schafft. Besonders spannend fanden die Forscher, wo solche schnell kreisenden Planeten gerade nicht gefunden wurden: grob gesagt, um größere und hellere Sterne. Kein Gestirn unserer Nachbarschaft, das nicht ein vergleichsweise sanfter und kühler Roter Zwergstern ist, konnte bislang als Zentralgestirn eines nahen Planeten oder gar USPP entlarvt werden.

Wahrscheinlich verdampfen massereichere Sterne nahe kommende Objekte einfach, vermuten die Wissenschaftler – für jeden Stern existiere eben eine individuelle Wohlfühldistanz, die von Planeten nicht unterschritten werden kann. USPPs wie die ähnlichen, schon oft gefundenen "heißen Jupiter" kreisen knapp außerhalb dieser Distanz, dabei aber so eng an ihren Sonnen, dass sie sich an Ort und Stelle nicht gebildet haben können. Sie wurden vielmehr in kühleren Regionen weiter außen geboren und stürzten in der Folge von vielfältigen Kleinkollisionen mit Materie der zirkumstellaren Staubscheibe des jungen Sonnensystems mehr und mehr Richtung Zentralstern ab. Dieser Spiralabsturz endet erst dann in einer stabilen, mehr oder minder sonnennahen Umlaufbahn, wenn die wachsenden Planeten an den inneren Rand der Materiescheibe geraten sind: ein Rand, der bei kühleren Sternen mit USPPS eben näher, bei helleren mit heißen Jupitern weiter außen liegt.

Insgesamt, so Sahus Team, könnte man aus ihrer Durchmusterungs-Stichprobe nun fast schon erraten, wie viele Planeten in unserer Milchstraße wohl zu finden sein könnten: Wenn sich bei rund 180 000 Sternen in sieben Tagen 16 Planeten durch einen Transit verraten haben – der ja überhaupt nur zu sehen ist, wenn die Erde in einem günstigen Blickwinkel zur Bahnebene der kreisenden Objekte steht – dann ist mit rund sechs Milliarden jupitergroßen Planeten zu rechnen.

Suchen sollte man allerdings besser in Regionen mit Sternen, die eine größere Menge an schwereren Elementen als Wasserstoff und Helium enthalten, raten die Wissenschaftler abschließend. Dies zeigt eindrucksvoll der Vergleich mit einem ganz ähnlichen Projekt, bei dem andere Forscher 34 000 Sterne im Sternbild Tukan durchmustert hatten – ohne dabei einen einzigen Transitplaneten zu finden. Die an schwereren Elementen wie kohlenstoffarmen Sterne dort konnten wohl gar keinen Planeten bilden und verlängern demnach wohl nie die Mitgliederliste des Exoplaneten-Klubs.
07.10.2006

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 07.10.2006

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