Zwei neu entdeckte Planeten sind fast so groß wie Jupiter, aber ihre durchschnittliche Dichte liegt unter der von Zuckerwatte. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Oxford hat die außergewöhnlichen Himmelskörper im Sternensystem TOI-791 entdeckt, rund 1100 Lichtjahre entfernt. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Größe wie Jupiter, Masse nur ein Bruchteil
Obwohl die beiden Planeten nahezu die Größe des größten Planeten unseres Sonnensystems erreichen, besitzen sie nur etwa ein Dreißigstel seiner Masse. Ihre mittlere Dichte beträgt lediglich rund 0,04 Gramm pro Kubikzentimeter. Zum Vergleich: Zuckerwatte kommt auf etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter, Jupiter auf rund 1,3 und die Erde auf 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter.
„Bislang kennen wir nur eine Handvoll von solchen super-fluffigen Planeten“, erklärt Studienleiterin Georgina Dransfield von der Universität Oxford. Dass gleich zwei davon dasselbe Sternensystem umkreisen, sei äußerst selten. Gerade deshalb könnten sie helfen, die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen besser zu verstehen.
Hobbyforscher entdeckten die Planeten in Archivdaten
Die beiden Planeten wurden nicht direkt von den Forschern, sondern von Hobbyastronominnen und Hobbyastronomen aufgespürt. Sie fanden die Himmelskörper 2019 und 2023 in Archivdaten des Weltraumteleskops TESS. Das Teleskop beobachtet seit 2018 Millionen Sterne und sucht nach Planeten, indem es winzige Helligkeitsschwankungen registriert. Diese entstehen, wenn ein Planet aus Sicht der Erde vor seinem Stern vorbeizieht und dabei einen kleinen Teil des Sternenlichts verdeckt.
Aus dem Ausmaß dieser Verdunkelung lässt sich die Größe eines Planeten bestimmen. Um seine Masse zu berechnen, beobachtete das Forschungsteam die Umlaufbahnen der beiden Objekte über mehrere Jahre hinweg. Dabei fiel auf, dass sie sich durch ihre gegenseitige Anziehung leicht beeinflussen. Anhand dieser kleinen Abweichungen konnten die Forscher ihre Masse bestimmen – mit einem überraschenden Ergebnis: Beide Planeten sind deutlich leichter als erwartet.
Forscher vermuten riesige Gashüllen oder Staubwolken
Dass die Planeten tatsächlich eine Konsistenz wie Zuckerwatte besitzen, halten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für ausgeschlossen. Ein derart lockerer Himmelskörper würde seiner eigenen Schwerkraft nicht standhalten. Stattdessen gibt es zwei mögliche Erklärungen.
Die erste: Die Planeten könnten einen vergleichsweise kleinen, dichten Kern aus Gestein und Metallen besitzen, der von einer gewaltigen Hülle aus Wasserstoff und Helium umgeben ist. Diese ausgedehnte Atmosphäre würde den Planeten bei den Beobachtungen größer erscheinen lassen und so seine geringe Dichte erklären. Computersimulationen zeigen, dass solche Welten in kühlen und staubarmen Regionen um junge Sterne entstehen könnten.
Eine zweite Möglichkeit sind riesige Staubwolken, die die Planeten umgeben. Solche Wolken könnten etwa nach Einschlägen großer Asteroiden entstehen und den Eindruck erwecken, die Himmelskörper seien deutlich größer als sie tatsächlich sind. Welche Erklärung zutrifft, ist bislang offen. Künftige Beobachtungen sollen nun helfen, die ungewöhnlichen Planeten besser zu verstehen und mehr über ihre Entstehung zu erfahren.
