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Rätselhafte „Super-Flausch“-Planeten bei TOI-791 entdeckt
Zwei Exoplaneten um den rund 1.100 Lichtjahre entfernten Stern TOI-791 geben Forschern Rätsel auf: Obwohl beide etwa die Größe des Jupiter erreichen, bringen sie nur ungefähr ein Dreißigstel seiner Masse auf die Waage. Ihre durchschnittliche Dichte liegt damit sogar unter der von Zuckerwatte. Über die Entdeckung berichtet ein internationales Team im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Die Astronomen erhoffen sich nun von weiteren Beobachtungen neue Hinweise darauf, wie diese ungewöhnlichen Welten entstanden sind und sich entwickelt haben.
„Bislang sind nur sehr wenige solcher extrem aufgeblähten Planeten bekannt“, sagte Erstautorin Georgina Dransfield von der Universität Oxford. „Dass sich gleich zwei davon im selben System befinden, ist noch außergewöhnlicher. Wegen ihrer extrem niedrigen Dichte sind sie besonders spannend für unser Verständnis von Planetensystemen.“
In TESS-Daten aufgespürt
Entdeckt wurden die beiden Planeten 2019 und 2023 von Hobbyastronomen in Archivdaten des Weltraumteleskops TESS. Das Instrument beobachtet seit 2018 die Helligkeit von Millionen Sternen, um nach Exoplaneten zu suchen. Wenn ein Planet aus Sicht der Erde vor seinem Stern vorbeizieht, wird dessen Licht minimal abgeschwächt. Diese regelmäßigen Helligkeitsabfälle verraten die Anwesenheit eines Planeten.
Aus dem Ausmaß dieser Abschwächung lässt sich auf die Größe schließen. So zeigte sich, dass beide Objekte ungefähr jupitergroß sind. In den Jahren nach der Entdeckung untersuchte das Forschungsteam ihre Transits genauer und bemerkte kleine Abweichungen. Diese entstehen, weil sich die Planeten durch ihre Schwerkraft gegenseitig beeinflussen. Aus diesen Störungen konnten die Wissenschaftler ihre Masse berechnen.
Dichte von nur 0,04 Gramm pro Kubikzentimeter
Das Resultat überraschte: Beide Planeten sind deutlich leichter als Jupiter. Daraus ergibt sich eine mittlere Dichte von lediglich etwa 0,04 Gramm pro Kubikzentimeter. Zuckerwatte kommt typischerweise auf rund 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter. Zum Vergleich: Die Erde hat eine durchschnittliche Dichte von 5,5, Jupiter von 1,3 Gramm pro Kubikzentimeter.
Mögliche Ursachen für die geringe Dichte
Die Forscher gehen allerdings nicht davon aus, dass die Planeten tatsächlich eine watteartige Beschaffenheit haben. Ein solcher Himmelskörper würde unter seiner eigenen Schwerkraft nicht stabil bleiben. Stattdessen vermutet das Team, dass die geringe Dichte nur scheinbar entsteht – etwa durch eine sehr ausgedehnte Hülle aus Gas oder Staub.
Denkbar ist, dass sich im Inneren ein vergleichsweise kleiner, dichter Kern aus Gestein und Metallen befindet, der von einer riesigen Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium umgeben ist. Diese ausgedehnte Gashülle könnte bei den Transits besonders viel Sternenlicht abschirmen und den Planeten dadurch größer erscheinen lassen. Computermodelle legen nahe, dass solche Welten in kühlen und staubarmen Bereichen um junge Sterne entstehen können.
Eine weitere Möglichkeit wären gewaltige Staubwolken, die die Planeten umgeben – etwa als Folge großer Einschläge mit Asteroiden. Auch dadurch könnte ihre tatsächliche Größe überschätzt werden.
James-Webb-Teleskop soll Klarheit bringen
Als Nächstes wollen die Wissenschaftler das James-Webb-Weltraumteleskop einsetzen. Mit dessen hoher Empfindlichkeit und Auflösung hoffen sie, die Atmosphären der beiden Exoplaneten genauer untersuchen zu können. Das könnte helfen, das Geheimnis ihrer extrem niedrigen Dichte endlich zu lösen.
Quelle: dpa/bearbeitet durch Julian Weber
