Exoplanet müsste von seinem Roten Riesen verschlungen worden sein - wurde es aber nicht TESS beobachtet "unglaublichen" Planeten - scinexx | Das Wissensmagazin
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TESS beobachtet „unglaublichen“ Planeten

Exoplanet müsste von seinem Roten Riesen verschlungen worden sein - wurde es aber nicht

Planet am Roten Riesen
"Unmöglich" nah an seinem Roten Riesen: Wie der Exoplanet HD 203949b dem Verschlungenwerden entgangen ist, bleibt vorerst rätselhaft (Illustration). © ESA

Rätselhafte Rettung: Das Weltraumteleskop TESS hat einen Exoplaneten beobachtet, den es eigentlich nicht geben dürfte. Denn der Gasriese kreist so nah an seinem Roten Riesenstern, dass dieser ihn längst verschlungen haben müsste. Wie der Planet diesem Schicksal entgehen konnte, ist noch unklar. Die Astronomen vermuten aber, dass er ursprünglich weiter außen kreiste und erst nachträglich so nah an seinen Stern herangerückt ist.

Wenn unsere Sonne in rund fünf Milliarden Jahren ihren Wasserstoff verbraucht hat, wird sie zu einem Roten Riesen heranwachsen. Dabei dehnt sich unser Stern soweit aus, dass er Merkur und Venus verschlingen wird. Wie dieses Ende eines Planeten aussehen kann, können Astronomen unter anderem am Roten Riesen Kepler 432b beobachten: Ein Gasplanet umkreist ihn gefährlich nah. Es gibt aber auch Exoplaneten, die das Verschlungenwerden durch einen Roten Riesen offenbar überlebt haben.

„Unmöglich“ nah am Roten Riesen

Jetzt haben Astronomen um Tiago Campante von der Universität Porto erneut einen Exoplaneten auf scheinbar „unmöglicher“ Bahn beobachtet. Dafür hatten sie astroseismologische Daten des Weltraumteleskops TESS zu zwei Roten Riesensternen ausgewertet. Einer davon ist HD 203949, ein rund 260 Lichtjahre entfernter Stern der zehnfachen Sonnenmasse im Stadium des Heliumbrennens. Er wird von einem Gasriesen mit einer Umlaufzeit von 184 Tagen umkreist – dies entspricht einem Abstand von weniger als der Entfernung der Venus zur Sonne.

Das Merkwürdige jedoch: In dieser Umlaufbahn dürfte es eigentlich gar keine Planeten mehr um den Stern geben. Denn aus ihren Daten schließen die Forscher, dass HD 203949 entweder ein älterer Roter Riese oder aber ein eng verwandter „Red Clump“-Stern ist. In beiden Fällen hätte sich der Stern in der Vergangenheit schon mehrfach stark ausgedehnt– und müsste den Planeten dabei verschluckt haben.

Wie konnte der Planet überleben?

„Ein Planet, der von der dünnen Atmosphäre eines Sterns auf dem Riesenast verschlungen wird, zerfällt gewöhnlich so schnell, dass man ihn als zerstört ansehen kann“, erklären Campante und sein Team. „Und unsere Analyse spricht dafür, dass dieser Stern zu weit entwickelt ist, um noch einen Planeten in einer so kurzen Distanz zu besitzen.“

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Doch warum existiert der Exoplanet dann trotzdem noch? Eine Möglichkeit wäre, dass der verstärkte Sternenwind des Roten Riesen den Planeten vorübergehend nach außen in sichere Entfernung gedrückt hat – ein solches Szenario erwarten Astronomen auch für unsere Erde. Im Falle von HD 203949b ist der Planet allerdings so weit innerhalb der Maximalausdehnung seines Roten Riesen, dass dies nach Ansicht der Forscher eher unwahrscheinlich ist.

Nachträglich nach innen gezogen?

Eine andere Erklärung wäre eine Wanderung in umgekehrter Richtung: Der Planet könnte seinen Stern ursprünglich viel weiter außen umkreist haben – vermutlich in einer sicheren Entfernung von 3,1 bis 3,5 astronomischen Einheiten, wie die Astronomen mithilfe eines Modells ermittelten. Als dann der Stern zum Roten Riesen wurde, sorgten Gezeitenkräfte und die Reibung der ausgedehnten Sternenhülle dafür, dass der Planet langsamer wurde. Dadurch driftete er weiter nach innen und gelangte allmählich in seinen heutigen Orbit, so die Annahme.

„Die Lösung dieses wissenschaftlichen Dilemmas versteckt sich in der einfachen Tatsache, dass Sterne und ihre Planeten sich nicht nur gemeinsam bilden, sondern auch gemeinsam entwickeln“, erklärt Campantes Kollege Vardan Adibekyan. „In diesem speziellen Fall schaffte der Planet es dadurch, dem Verschlingen zu entgehen.“ (The Astrophysical Journal, 2019; doi: 10.3847/1538-4357/ab44a8)

Quelle: Aarhus Universität

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