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Exoplaneten: Ein frühes Ende für heiße Gasriesen

Die Heißen Jupiter, Exoplaneten, die ihre Sterne in sehr geringem Abstand umrunden, werden offenbar nach geraumer Zeit von ihrem Mutterstern verschlungen. Darauf weisen Untersuchungen der Sternalter von Sonnen mit engem Begleiter hin.
Exoplanet verliert Gashülle (künstlerische Darstellung)Laden...

Selbst unter den zahlreichen Klassen bizarrer Exoplaneten ragen die Heißen Jupiter deutlich hervor. Mit teils mehr als der doppelten Jupitermasse umkreisen sie ihr Heimatgestirn binnen weniger Tage. Bereits die »kältesten« dieser Gasriesen weisen Oberflächentemperaturen von mehr als 600 Grad Celsius auf. Bei einigen der besonders heißen, sternnahen Exemplare verdampft die Atmosphäre und wird aus dem System geblasen.

Forscher vermuten bereits seit der Entdeckung der ersten Heißen Jupiter, dass derart extreme Planetensysteme auf Dauer instabil sind. Nun haben Jakob Hammer und Kevin Schlaufman von der Johns Hopkins University, Baltimore, neue Hinweise auf ein frühzeitiges Ende der heißen Gasriesen präsentiert.

In einer Studie verglichen sie das Alter von mehr als 300 000 vermutlich planetenlosen Sternen mit 300, die von einem Heißen Jupiter begleitet werden. Da sich der exakte Entstehungszeitraum eines Sterns nur schwer bestimmen lässt, verwendeten die Wissenschaftler die relativen kosmischen Geschwindigkeiten der Himmelskörper. Je älter ein Stern, desto schneller bewegt er sich durch unsere Galaxis. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, wie nahe sich dieser an der Ebene des Milchstraßensystems befindet und wie groß der Anteil schwerer Elemente im jeweiligen Sternsystem ist. Denn auch diese Faktoren beeinflussen das Verhalten von Sternen und Planeten.

Die Untersuchung von Hammer und Schlaufman zeigt, dass die meisten der Heißen Jupiter tatsächlich relativ junge Sonnen umkreisen. In älteren Systemen finden sich lediglich kühlere Gasplaneten, die glutheißen Giganten sucht man vergebens. Stürzen die Heißen Jupiter wirklich in ihren Stern, noch bevor dieser die Hauptreihe verlässt?

Eine entscheidende Rolle, so vermuten die Forscher, spielt die Form der Planetenbahn. Der Orbit sternferner Planeten ist meist mehr oder wenig stark exzentrisch. Die Heißen Jupiter dagegen bewegen sich auf annähernd kreisförmigen Bahnen um ihr Zentralgestirn, und zwar schneller, als dieses rotiert. Ähnlich wie auf der Erde entstehen auch auf den Gasriesen Gezeitenberge, diese hinken der Planetenbewegung aber hinterher. Damit zerren die Gezeitenkräfte kontinuierlich an den heißen Planeten, die ihren Drehimpuls allmählich auf das Zentralgestirn übertragen. Während sich die Rotation des Sterns beschleunigt, wandert der Gasriese im Lauf der Zeit nach innen. In der Folge bläht sich die Atmosphäre auf, ihre Gase werden vom Sonnenwind davongeblasen, und schließlich zerreißt auch der Kern des Heißen Jupiters. Die Trümmer des Planeten stürzen in den Stern, der noch für Milliarden Jahre weiterleuchtet.

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