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Astronomie Eigentlich unmöglich: Forschende entdecken Riesenplanet bei massereichem Stern

Der Planet b Centauri b umkreit ein Doppelsternsystem
Diese künstlerische Darstellung zeigt eine Nahaufnahme des Planeten b Centauri b, der ein Doppelsternsystem umkreist, dessen Masse mindestens sechsmal so groß ist wie die der Sonne
© ESO/L. Calçada
Planeten gibt es nicht nur in unserem Sonnensystem - sondern auch bei anderen Sternen. Rund 5000 solcher Exoplaneten sind bislang nachgewiesen. Ein neu entdecktes Exemplar gibt Rätsel auf

Nach bisheriger Überzeugung von Astronominnen und Astronomen dürfte es ihn gar nicht geben: Ein internationales Forschungsteam hat einen Riesenplaneten in einer weiten Umlaufbahn um einen massereichen Doppelstern aufgespürt.

Solche Sterne sind sehr heiß und ihre Strahlung sollte die Bildung von Planeten verhindern. Der neu entdeckte Himmelskörper müsse daher auf andere Art und Weise entstanden sein als beispielsweise die Planeten in unserem Sonnensystem, so die Forschenden im Fachblatt "Nature".

Fast 5000 Planeten bei anderen Sternen – Exoplaneten genannt – hat die Astronomie inzwischen nachgewiesen. "Planeten entstehen um Sterne in einem großen Massebereich", erläutern Markus Janson von der Universität Stockholm und seine Kollegen. Doch oberhalb etwa des Doppelten der Masse unserer Sonne gibt es immer weniger Planeten. Und bei Sternen mit mehr als der dreifachen Sonnenmasse ist bislang kein einziger Planet bekannt.

Doch die meisten Methoden, mit denen die Himmelsforschenden nach Exoplaneten suchen, sind besonders empfindlich für Planeten auf sehr engen Umlaufbahnen. Daher war es bislang offen, ob es bei massereichen Sternen Planeten auf weiten Umlaufbahnen gibt.

Leuchtende Punkte lieferten den Hinweis

Janson und sein Team haben deshalb im Rahmen eines speziellen Projekts – der "B-Star Exoplanet Abundance Study" – nach Planeten in größerem Abstand um massereiche, heiße Sterne gesucht. Dazu verwendeten die Forscher SPHERE, ein neues Zusatzgerät am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile. SPHERE blendet das helle Licht des untersuchten Sterns aus und ermöglicht es so, wesentlich leuchtschwächere Objekte in der Umgebung zu erkennen.

Bei dem 325 Lichtjahre entfernten Doppelstern b Centauri wurden die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen fündig: Sie stießen auf einen Planeten mit der elffachen Masse Jupiters, der sich auf einer Bahn bewegt, die etwa hundert Mal weiter von seinem Stern entfernt ist als Jupiter von der Sonne. Die Gesamtmasse von b Centauri liegt zwischen 6 und 10 Sonnenmassen – also deutlich über dem bisherigen Limit. Der Hauptstern des Systems ist dreimal so heiß wie unsere Sonne und sendet daher große Mengen an ultravioletter und Röntgenstrahlung aus.

Dieses Bild zeigt b Centauri und seinen Riesenplaneten b Centauri b, aufgenommen mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope der ESO unter Verwendung eines Koronagraphen. Er blockierte das immens helle Licht des massereichen Sternsystems (oben links) und ermöglichte es den Astronomen und Astronominnen, den schwachen Planeten (Pfeil) zu entdecken
Dieses Bild zeigt b Centauri und seinen Riesenplaneten b Centauri b, aufgenommen mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope der ESO unter Verwendung eines Koronagraphen. Er blockierte das immens helle Licht des massereichen Sternsystems (oben links) und ermöglichte es den Astronomen und Astronominnen, den schwachen Planeten (Pfeil) zu entdecken
© ESO/Janson et al.

"Solche Sterne gelten als ziemlich zerstörerische und gefährliche Umgebungen", so Janson und seine Kollegen. "Deshalb ging man bislang davon aus, dass die Entstehung großer Planeten dort äußerst schwierig ist. Unsere Entdeckung zeigt jedoch, dass es durchaus Planeten bei massereicheren Sternen geben kann, als wir aufgrund der Extrapolation der bisherigen Entdeckungen erwartet haben." Allerdings müsse der Begleiter von b Centauri anders entstanden sein als etwa Jupiter oder Riesenplaneten bei Sternen mit geringerer Masse.

Wie konnte der Planet entstehen?

Nach der heutigen Vorstellung der Astronominnen und Astronomen entstehen Sterne aus sich verdichtenden Gaswolken. Um die jungen Sterne bilden sich rotierende Scheiben aus Gas und Staub, in denen dann wiederum Planeten entstehen können. Doch bei heißen Sternen wie b Centauri zerstört die Strahlung des Sterns die Scheibe viel zu schnell für diesen Prozess. Möglicherweise gab es in der großen Gaswolke, aus der b Centauri sich gebildet hat, jedoch eine zusätzliche dichte Region, aus der der Planet entstehen konnte, spekulieren Janson und seine Kollegen.

Astronomen hätten früher eine sehr auf unser Sonnensystem bezogene Vorstellung davon gehabt, wie Planetensysteme bei anderen Sternen aussehen sollten, erklärt der an der Studie beteiligte Astrophysiker Matthias Samland vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg: "In den letzten zehn Jahren hat die Entdeckung vieler Planetensysteme in überraschenden und neuartigen Konfigurationen jedoch dazu geführt, dass wir unsere historisch enge Sichtweise erweitern mussten."

Die Entdeckung des Begleiters von b Centauri füge dieser Geschichte nun ein weiteres Kapitel für massereiche Sterne hinzu. "Es wird eine faszinierende Aufgabe sein, zu erforschen, wie sich dieser Planet gebildet hat", so Janson. Denn das sei momentan noch ein Rätsel.

Rainer Kayser, dpa

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