Den Exoplaneten mit der weitesten bisher bekannten Umlaufbahn haben neue Messungen jetzt bestätigt. Der bereits 2008 entdeckte, jupitergroße Planet umkreist seinen nur fünf Milliarden Jahre alten Zentralstern in 330-facher Entfernung der Erde von der Sonne. Eine Planetenbildung in dieser Entfernung um einen noch relativ jungen Stern galt bisher als nahezu unmöglich. Die jetzt im „Astrophysical Journal“ erschienene Bestätigung seines Orbits machen den Exoplaneten zudem zum ersten direkt beobachteten überhaupt.
Entdeckt wurde der Exoplanet, um den es jetzt geht, schon im September 2008 in der Konstellation Skorpion: Die hochauflösende adaptive Optik des Gemini Observatoriums auf Hawaii ortete den winzigen Punkt nahe dem etwa sonnengroßen Stern 1RXS J160929.1-210524. Der kleine Begleiter des rund fünf Milliarde Jahre alten Sterns galt damals als erster direkt beobachteter und abgebildeter Exoplanet überhaupt. Doch etwas machte die Astronomen stutzig: Der potenzielle Planet lag 330 Mal weiter von seinem Stern entfernt als die Erde von der Sonne. Das widersprach allen gängigen Vorstellungen. Denn diesen zufolge können sich Planeten nicht weiter als rund zehn astronomische Einheiten von ihrem Zentralstern entfernt bilden.
Umlaufbahn widerspricht gängigen Modellen
Wie war das zu erklären? Theoretisch bräuchte der immerhin acht Jupitermassen umfassende Exoplanet in einer so weiten Umlaufbahn mehr Zeit für seine Bildung als das Planetensystem überhaupt alt war. Denn so weit draußen ist die Akkretionsscheibe, die Materieansammlung um junge Sterne, nur noch sehr dünn, entsprechend wenig Material steht für eine allmähliche Ansammlung und Zusammenballung zur Verfügung.
Weitere Beobachtungen waren notwendig, um sicherzustellen, dass Planet und Stern wirklich in einem gemeinsamen System liegen und der Planet nicht nur zufällig in der Nähe steht, sondern den Stern auch wirklich umkreist. „Damals im Jahr 2008 wussten wir nur, dass es da diesen jungen Planeten nahe dem jungen, sonnenähnlichen Stern gab“, erklärt David Lafrenière, Astronom an der Universität von Montreal und der Entdecker des Exoplaneten. Jetzt haben er und seine Kollegen neue Daten vorgelegt, die belegen, dass beide tatsächlich ein Planetensystem bilden.
Planetenstatus jetzt bestätigt
„Unsere neuen Beobachtungen schließen aus, dass es sich nur um einen zufällige Anordnung handelt“, so Lafrenière. „Sie bestätigen, dass der Planet und der Stern miteinander verbunden sind.“ Noch ist allerdings nicht klar, wie er entstanden ist und an seine heutige Position gelangte. Nach Ansicht der Astronomen gäbe es theoretisch zwei Möglichkeiten:
Zum einen könnte er sehr viel weiter innen gebildet worden sein und dann nachträglich, beispielsweise durch die Interaktion mit anderen Planeten oder Objekten in der Akkretionsscheibe, nach außen katapultiert worden sein. Zum anderen könnte er auch an Ort und Stelle entstanden sein, durch eine plötzliche Instabilität in der Akkretionsscheibe. Diese müsste dann aber ungewöhnlich groß und dicht gewesen sein. Klar ist in jedem Fall, dass die Existenz dieses Exoplaneten eine Herausforderung für die gängigen Modelle der Planetenbildung darstellt.
Spektrum zeigt extrem hohe Temperatur und Wasserdampf
Der neue Planet um 1RXS J160929.1-210524 ist jetzt nicht nur offiziell als Exoplanet bestätigt und damit auch der erste direkt abgebildete und nachgewiesene seiner Art. Mit ihm haben die Astronomen auch ein weiteres „erstes Mal“ erzielt. Denn schon 2008 gelang es ihnen, eine spektrale Signatur des Objekts und damit wichtige Hinweise auf einige seiner Merkmale zu gewinnen. „Im Nachhinein gesehen macht dies unsere ursprünglichen Daten zum ersten Spektrum, das überhaupt von einem bestätigten Exoplaneten gewonnen wurde“, erklärt Lafrenière.
Die jetzt durch weitere Messungen bestätigten Daten zeigen, dass an der Oberfläche des rund jupitergroßen Planeten eine Temperatur von rund 1.500°C herrscht – für einen Planeten und eine so große Entfernung von seinem Zentralstern ist dies sehr viel. Damit bewegt er sich sogar eher im Bereich der Braunen Zwerge, „verhinderter“ Sterne, deren Wasserstofffusion nicht gezündet hat. Neben der Temperatur belegen die Spektraldaten die Präsenz von Wasserdampf, Kohlenmonoxid und molekularem Wasserstoff in der Atmosphäre des Planeten.
(University of Montreal, 01.07.2010 – NPO)
