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Ungleiches Paar von Exoplaneten entdeckt

Beide kommen sich näher als jedes andere bisher bekannte Planetenduo

Visualisierung des Planeten Kepler-36c, wie er von der Oberfläche von Kepler-36b aus erscheinen könnte. © David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Im Sternbild Schwan umkreist ein ungleiches Planeten-Paar ungewöhnlich dicht beieinander einen sonnenähnlichen Stern: Die beiden Himmelskörper bewegen sich auf nahezu der gleichen Umlaufbahn, sind aber völlig unterschiedlich aufgebaut. Der größere ist vermutlich ein Gasriese wie Neptun oder Jupiter, der kleinere hingegen ist eine sogenannte Supererde, also ein Gesteinsplanet. Alle 97 Tage nähern sie sich einander so stark an, dass zwischen ihnen weniger als der fünffache Erde-Mond-Abstand besteht.

Würde man an einem solchen Tag auf dem kleineren der beiden Planeten stehen, könnte man den größeren wie einen auf die dreifache Größe aufgeblähten Vollmond am Himmel stehen sehen. Das haben US-Astronomen um Joshua Carter vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics mit Hilfe des Weltraumteleskops Kepler entdeckt. Sie beschreiben ihre Beobachtung im Fachblatt „Science“.

Umzug oder Typveränderung

Warum die beiden ungleichen Partner in so enger Nachbarschaft ihre Kreise ziehen, darüber rätseln die Wissenschaftler noch. Eigentlich sollten nach der gängigen Theorie die Bedingungen in einem bestimmten Abstand vom Mutterstern entweder die Bildung von Gesteinsplaneten begünstigen oder aber die von Gasriesen – nicht jedoch die von beiden. Im Sonnensystem beispielsweise liegen die Umlaufbahnen der Gesteinsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars innen und die der Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun außen. Es gebe zwei mögliche Erklärungen für die ungewöhnliche Paarung, schreiben die Forscher: Entweder einer der beiden ist nach seiner Bildung von seinem Geburtsort zu seiner jetzigen Position gewandert, oder die Zusammensetzung eines der beiden Partner hat sich im Lauf seines Lebens stark verändert.

Die Wissenschaftler hoffen, diese Frage beantworten zu können, wenn sie mehr Informationen über das Sternsystem zur Verfügung haben. Einige Details kennen sie bereits. So ähnelt der Mutterstern des ungleichen Paares, Kepler-36, in Größe und Aufbau unserer Sonne, ist jedoch zwei bis drei Milliarden Jahre älter. Daher hat er den größten Teil seines Treibstoffs bereits aufgebraucht und beginnt, sich zu einem sogenannten Unterriesen aufzublähen.

Ähnliche Umlaufbahnen, unterschiedliches Aussehen

Der größere der beiden Exoplaneten, Kepler-36c genannt, ist ungefähr 3,7-mal so groß wie die Erde und hat etwa die achtfache Masse. Er besitzt vermutlich einen Gesteinskern, der von einer ausgedehnten Hülle aus Helium und Wasserstoff umgeben ist. Für eine Runde um seinen Stern benötigt er etwas mehr als 16 Tage und ist dabei im Schnitt lediglich 19,3 Millionen Kilometer von ihm entfernt. Damit kommt er ihm viel näher, als sich die Planeten im Sonnensystem der Sonne jemals annähern. Ihn hatte das Weltraumteleskop Kepler bereits vor einiger Zeit entdeckt, als er beim Vorbeiziehen kurzfristig seinen Mutterstern verdunkelte.

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Der kleinere Planet, Kepler-36b, zieht nur wenig engere Kreise um seinen Stern: Er benötigt knapp 14 Tage für einen Orbit und kommt bis auf 17,7 Millionen Kilometer an ihn heran. Der Gesteinsplanet hat die 4,5-fache Masse der Erde und ist etwa anderthalbmal so groß. Er enthält um die 30 Prozent Eisen, weniger als ein Prozent Wasserstoff in seiner Atmosphäre und maximal 15 Prozent Wasser. Identifiziert wurde er sehr viel später als sein Partner mit Hilfe einer mathematischen Auswertung der Kepler-Daten, weil er die Bahn von Kepler-36c immer wieder auf eine ganz bestimmte Art und Weise verzerrt. Das liegt daran, dass sich die beiden Planeten so ungewöhnlich nahe kommen und sich daher gegenseitig mit ihrer Schwerkraft beeinflussen, erläutern die Forscher. (doi: 10.1126/science.1223269)

(Science, 22.06.2012 – ILE)

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