Das Planetensystem von Beta Pictoris ist wahrlich kein Unbekannter. Bereits im Jahr 1983 wurde mit dem Infrarotsatelliten IRAS eine Staubscheibe um den nur 63 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern entdeckt. Sie gilt seither als eines der am besten untersuchten Beispiele einer Trümmerscheibe um einen anderen Stern. Im Jahr 2008 konnte dort mit dem Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile der Exoplanet Beta Pictoris b direkt beobachtet werden – 2019 gelang dasselbe mit Beta Pictoris c. Nun kommt der Nachweis des dritten Planeten Beta Pictoris d hinzu. Es ist der bisher leuchtschwächste und einer der masseärmsten Exoplaneten überhaupt, die jemals von der Erde aus direkt abgebildet werden konnten. Das Kuriose daran: Seine Entdeckung ist dem bloßen Zufall geschuldet. Eigentlich wollte das Team um die beiden Astronomen Ben Sutlieff von der Universität Edinburgh und Markus Bonse von der ESO den bereits bekannten Planeten Beta Pictoris b genauer unter die Lupe nehmen – dabei fiel ihnen ein bislang unbekanntes Signal auf. Über ihren Fund berichten sie in der Fachzeitschrift »The Astrophysical Journal Letters«.

Das Sternsystem Beta Pictoris im südlichen Sternbild Maler ist nach HR 8799 erst das zweite, in dem mehr als zwei Planeten durch direkte Abbildung (englisch: Direct Imaging) nachgewiesen werden konnten. Es beherbergt nach aktuellem Stand drei Gasriesen. Beta Pictoris b ist der hellste und mit rund elf Jupitermassen der massereichste unter ihnen und war auch der erste, der entdeckt wurde. Beta Pictoris c weist eine ähnliche Masse auf, besitzt aber eine wesentlich engere Umlaufbahn um den Zentralstern und ist auf den meisten Bildern daher nicht zu erkennen (siehe »Auf Kante«).

Die Neuentdeckung, Beta Pictoris d, ist mit rund 2,4 Jupitermassen deutlich leichter, besitzt aber einen mit Beta Pictoris c vergleichbaren Radius von 1,26 Jupiterradien. Er hat eine weitaus größere, vermutlich stark exzentrische, Umlaufbahn als die beiden anderen Planeten und benötigt etwa 90 Jahre für eine vollständige Umrundung – vergleichbar mit Uranus in unserem Sonnensystem. Dabei erreicht er eine maximale Entfernung von rund 26 Astronomischen Einheiten (AE) zu seinem Zentralgestirn – unser siebter Planet kommt auf knapp 20 AE, Neptun auf 30 AE. Beta Pictoris d ist vergleichsweise kühl; das Team schätzt die Oberflächentemperatur des Gasriesen auf etwas mehr als 320 Grad Celsius. Diese Wärme stammt noch aus der Entstehungsphase des Planetensystems, in der sich die ursprüngliche Gas- und Staubansammlung immer weiter zusammenzog. Dabei wird potenzielle Gravitationsenergie in Wärme umgewandelt und abgestrahlt. Der deutlich massereichere Beta Pictoris b weist eine Oberflächentemperatur von 1500 Grad auf. Der neu entdeckte Planet ist nahezu 100-mal leuchtschwächer als Beta Pictoris b und der dunkelste Exoplanet, der jemals von der Erde aus aufgenommen wurde. Mit der Zeit werden sich beide Planeten abkühlen, so wie es einst bei Jupiter und Saturn der Fall war.

»Da ist noch etwas, hast du das gesehen?«Markus Bonse, Astronom

Die Entdeckung selbst ist nicht minder spektakulär. Bei der Auswertung von VLT-Bilddaten suchte die Gruppe eigentlich nach Veränderungen der Position und Helligkeit von Beta Pictoris b. Dabei stieß sie auf ein weiteres, schwaches Signal abseits der bereits bekannten Planeten. »Da ist noch etwas, hast du das gesehen?«, erinnert sich Bonse. Um den Fund zu bestätigen, durchsuchte das Team die Archive der ESO und des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST). Dabei stellte sich heraus, dass der Planet bereits seit elf Jahren auf verschiedenen Aufnahmen zu sehen war, jedoch aufgrund seiner geringen Helligkeit übersehen wurde. Besonders schwierig war der Nachweis in den Daten aus dem Jahr 2014, als Beta Pictoris d aus Sicht der Erde fast exakt auf einer Linie mit dem deutlich helleren Planeten b lag und von diesem überstrahlt wurde.

Der Überraschungsfund könnte den Startschuss für weitere Suchen markieren, denn mit der nächsten Generation von Teleskopen, wie dem zukünftigen Extremely Large Telescope der ESO, könnten noch viele bislang zu lichtschwache Exoplaneten in bereits bekannten Systemen aufgespürt werden. Der dritte Planet löst zudem ein langjähriges Rätsel und erklärt die auffällige Form der Trümmerscheibe, die den Zentralstern umgibt.