Exoplanet Astronomen entdecken freiliegenden Planetenkern
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01. Juli 2020, 17:03 Uhr
Astronomen haben einen besonderen Exoplaneten entdeckt: In 750 Lichtjahren Entfernung dreht sich offenbar der Kern eines Gasriesen um seinen Stern. Jetzt rätseln die Forscher, was mit der Atmosphäre passiert ist.
Die neptunische Wüste ist eine Region unserer Milchstraße, in der Astronomen bislang nur wenige Exoplaneten von der Größe und Masse unserer Eisriesen Neptun und Uranus beobachten. Dort, etwa 730 Lichtjahre von uns entfernt, haben sie jetzt aber einen seltsamen Exoplaneten entdeckt.
TOI 849b umkreist einen Stern von der ungefähren Größe der Sonne in einem extrem engen Orbit. Er benötigt nur 18 Stunden für eine Umrundung. Zudem ist der Planet etwa 40 Mal schwerer als die Erde, ist aber nur 3,4 mal so breit. Aufgrund dieser speziellen Eigenschaften schließen die Astronomen, dass TOI 849b der freiliegende metallische Kern eines Gasriesen ist.
Was geschah mit der Atmosphäre von TOI 849b?
Im renommierten Journal nature berichten die Forscher der Universitäten Warwick und Bern, dass es auf der Oberfläche des Exoplaneten rund 1.500 Grad Celsius warm sein müsse, weil sich die Welt so eng um ihren Stern drehe. Die hohe Dichte bedeute, dass der mutmaßliche Planetenkern nur Eisen, Gesteine und Wasser enthalte, Wasserstoff und Helium aber fast vollkommen fehlten. Die beiden Gase sind die Hauptbestandteile der Gasriesen im Sonnensystem.
"Eine so geringe Menge an Wasserstoff und Helium ist für einen so massiven Planeten wirklich erstaunlich. Wir würden erwarten, dass ein so massiver Planet bei seiner Entstehung große Mengen an Wasserstoff und Helium akkumuliert hat", sagt David Armstrong von der Universität Warwick. Die theoretischen Erklärungen für dieses Phänomen liefert das Berner Modell der Planetenentstehung und Entwicklung.
Ging bei der Planetenformation schlicht das Gas aus?
Die Schweizer Astronomen um Christoph Mordasini haben verschiedene Ansätze. Zum einen könnte TOI 849b einst ein Planet wie Jupiter gewesen sein, der seine Gasatmosphäre verloren hat. Ein Grund dafür könnten die Gezeitenkräfte des Sterns sein, durch die die Atmosphäre abgerissen und verbrannt wurde. Oder der Planet kollidierte mit einem anderen Planeten. Dass die Atmosphäre durch die enge Nähe zum Stern verdampft ist, könnte laut den Forschern zwar eine Rolle gespielt haben, reiche aber nicht aus, um die völlig Abwesenheit der Gase zu erklären.
Die zweite grundlegend andere Möglichkeit sei laut den Wissenschaftlern, dass TOI 849b sich nie zum Gasriesen entwickeln konnte. Möglicherweise sei bei der Entstehung in der protoplanetaren Staubscheibe um den Stern schlicht das Gas ausgegangen, so dass nur der Metallkern formiert wurde.
Planetenjäger TESS entdeckte den Exoplaneten
Entdeckt wurde der sonderbare Exoplanet mit Hilfe des Nasa-Satelliten TESS, der speziell für die Suche nach Exoplaneten mit der sogenannten Transitmethode gebaut wurde. Dabei verdeckt ein Planet einen Teil des Sterns, wenn er vor ihm vorüberzieht. Detaillierte Daten lieferte dann das HARPS Instrument an der Europäischen Südsternwarte in Chile.
