Kleiner Stern, großer Planet

 -  Aktuelles aus der Astronomie  - 
Bildquelle: P. Amado, M. Azzaro, IAA/CSIC

ie Entdeckung eines Planeten, der einen anderen Stern umkreist, sorgt heute kaum mehr für Aufregung. Denn immerhin schon knapp 4000 solcher „Exoplaneten“ kennen Astronomen inzwischen. Der jetzt von einem internationalen Forscherteam gemeldete Nachweis eines jupiterähnlichen Planeten in einer Umlaufbahn um einen roten Zwergstern mit nur etwa einem Zehntel der Masse unserer Sonne sorgt jedoch unter Experten für hochgezogene Augenbrauen. Die Existenz eines solchen Riesenplaneten bei einem Zwergstern lasse sich nämlich nicht mit der Standardtheorie der Planetenentstehung erklären, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

Die Standardtheorie der Planetenentstehung nennt sich „Kern-Akkretion“, denn in diesem Modell bilden sich in rotierenden Scheiben aus Gas und Staub um junge Sterne zunächst Planetenkerne aus zu Gestein verdichtetem Staub. Diese Planetenkerne sammeln dann mit ihrer Anziehungskraft Gas aus der Umgebung ein, „Akkretion“ nennen die Astronomen diesen Vorgang. Je nachdem, wie viel Gas in der Umgebung vorhanden ist, bilden sich entweder erdähnliche Planeten oder Gasriesen wie Jupiter. Bei roten Zwergsternen sollten sich demnach keine jupitergroßen Planeten bilden, da die Anziehungskraft der kleinen Sterne nicht ausreicht, um die Gas- und Staubscheibe lange genug stabil zu halten. Bevor also Planetenkerne durch das Ansammeln von Gas zu Riesenplaneten werden könnten, ist die Scheibe bereits verschwunden.

Der jetzt von Juan Carlos Morales von der Universität Barcelona in Spanien und seinen Kollegen mithilfe des Spezial-Spektrographen CARMENES am 3,5-Meter-Teleskop des Calar-Alto-Observatoriums in Spanien aufgespürte Planet GJ 5312b besitzt jedoch mindestens die halbe Masse Jupiters, zieht seine Bahn aber mit einer Umlaufzeit von 204 Tagen um einen Roten Zwerg mit nur einem Zehntel der Sonnenmasse. Die Existenz dieses Planeten zu erklären sei „eine Herausforderung für die allgemein anerkannte Theorie der Planetenentstehung“, so die Forscher.

Morales und seine Kollegen bieten deshalb eine alternative Erklärung an: GJ 5312b könne statt durch Kern-Akkretion durch einen direkten Kollaps eines Teils der Gas- und Staubwolke entstanden sein. Bislang galt dieser Prozess als zu wenig effektiv, um entscheidend zur Entstehung großer Planeten beizutragen. Morales und seine Kollegen zeigen jetzt jedoch, dass eine ausreichend große Wolke um einen Zwergstern in ihrem äußeren Bereich kühl genug sein könnte, um dort durch ihre eigene Schwerkraft zu einem Kollaps großer Wolkenteile zu führen. Allerdings müsste GJ 5312b dann in erheblich größerer Entfernung von seinem Stern entstanden sein, als er sich heute befindet. Vermutlich seien, so die Forscher, nicht nur einer, sondern zwei oder gar drei Planeten entstanden. Gegenseitige Bahnstörungen hätten GJ 5312b dann auf seine heutige, stark elliptische Umlaufbahn befördert.

Tatsächlich deuten die Beobachtungen von Morales und seinen Kollegen auf die Existenz mindestens eines weiteren großen Planeten in größerem Abstand vom Stern hin. Instabilitäten in großen Gas- und Staubscheiben könnten, so die Schlussfolgerung des Teams, eine bislang unterschätzte Rolle bei der Entstehung von Planetensystemen spielen.

Quelle: www.doi.org/10.1126/science.aax3198

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