Ein internationales Astronomenteam hat ein Planetensystem 116 Lichtjahre von der Erde entfernt identifiziert, das grundlegende Theorien zur Planetenentstehung in Frage stellt. Das System, das einen Stern namens LHS 1903 umkreist, weist einen felsigen Planeten in einer äußeren Umlaufbahn auf, wo ein Gasriese erwartet würde, während sich drei Gasriesen näher an ihrem Stern befinden.
Die Entdeckung wurde mit dem CHEOPS-Weltraumteleskop der Europäischen Weltraumorganisation gemacht, einer Mission unter der Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Universität Genf. Dieser Fund deutet darauf hin, dass die Architektur von Planetensystemen in der gesamten Galaxis weitaus vielfältiger sein könnte, als bisher angenommen.
Wichtigste Erkenntnisse
- Ein neues Planetensystem, LHS 1903, wurde 116 Lichtjahre entfernt mit einer ungewöhnlichen Konfiguration entdeckt.
- Ein kleiner, felsiger Planet umkreist weit entfernt von seinem Stern, während sich drei Gasriesen auf näheren Umlaufbahnen befinden.
- Diese Anordnung widerspricht dem Standardmodell der Planetenentstehung, das felsige Planeten nahe am Stern und Gasriesen weiter außen vorhersagt.
- Die Entdeckung wurde vom schweizerisch geführten CHEOPS-Weltraumteleskop gemacht, was dessen Präzision bei der Detektion von Exoplaneten unterstreicht.
- Forscher schlagen eine neue Theorie der sequenziellen Planetenentstehung vor, um die seltsame Anordnung des Systems zu erklären.
Eine unerwartete kosmische Anordnung
Jahrzehntelang diente unser eigenes Sonnensystem als primäres Modell für die Planetenarchitektur. Dieses Modell zeigt kleinere, dichte, felsige Planeten wie Erde und Mars, die nahe am Zentralstern kreisen, während massive Gasriesen wie Jupiter und Saturn in den kälteren, äußeren Regionen verweilen.
Das System LHS 1903 stellt dieses Konzept auf den Kopf. Die innersten Planeten sind Gasriesen, Welten, von denen Astronomen glaubten, dass sie nur in den eisigen äußeren Bereichen eines Systems entstehen könnten. Noch rätselhafter ist die Anwesenheit eines terrestrischen, also felsigen, Planeten in der fernen äußeren Umlaufbahn – einer Region, die als exklusiver Bereich von Gas- und Eisriesen galt.
„Da felsige Planeten normalerweise nicht jenseits von Gasriesen entstehen, stellt dieser Planet unsere Theorien komplett auf den Kopf“, erklärte Professorin Monika Lendl von der Universität Genf.
Diese Entdeckung erzwingt eine Neubewertung der Prozesse, die die Geburt von Planeten steuern. Sie reiht sich ein in eine wachsende Liste „seltsamer“ Exoplanetensysteme, die nicht dem ordentlichen, geordneten Modell unserer eigenen kosmischen Nachbarschaft entsprechen.
Die Rolle des CHEOPS-Teleskops
Die Entdeckung dieser fernen und ungewöhnlichen Welt wurde durch die hochpräzisen Fähigkeiten des Characterising Exoplanet Satellite (CHEOPS) ermöglicht. Unter schweizerischer Führung ist CHEOPS speziell darauf ausgelegt, bekannte Exoplaneten zu untersuchen und nach neuen zu suchen, indem es die winzigen Helligkeitsabfälle im Sternenlicht misst, die auftreten, wenn ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht – ein Ereignis, das als Transit bekannt ist.
„Dank der Präzision von CHEOPS konnten wir diesen neuen Planeten entdecken“, erklärte Lendl. Die Fähigkeit des Teleskops, diese winzigen Helligkeitsänderungen zu messen, ermöglichte es dem Team nicht nur, die Existenz des Planeten zu bestätigen, sondern auch, seine Eigenschaften zu charakterisieren, was zu dem Schluss führte, dass es sich um eine felsige Welt in einer unwahrscheinlichen Umlaufbahn handelt.
Was ist das Standardmodell der Planetenentstehung?
Die vorherrschende Theorie besagt, dass Planeten aus einer großen, rotierenden Scheibe aus Gas und Staub, bekannt als protoplanetare Scheibe, entstehen, die einen jungen Stern umgibt. In diesem Modell wird angenommen, dass alle Planeten innerhalb eines Systems mehr oder weniger gleichzeitig entstehen. Näher am Stern, wo die Temperaturen hoch sind, können nur felsige Materialien kondensieren und terrestrische Planeten bilden. Weiter außen, jenseits der „Schneegrenze“, sind die Temperaturen niedrig genug, damit flüchtige Eise kondensieren können, wodurch massive Kerne entstehen, die dann riesige Gasmengen anziehen und Gasriesen bilden können.
Eine neue Theorie der Planetenentstehung
Um die bizarre Anordnung des LHS 1903-Systems zu erklären, hat das Forschungsteam eine alternative Theorie der Planetenentstehung vorgeschlagen. Anstatt dass alle Planeten gleichzeitig entstehen, vermuten sie, dass die Planeten um den kleinen Roten Zwergstern LHS 1903 nacheinander, einer nach dem anderen, entstanden sein könnten.
Diese neue Hypothese schlägt eine Zeitlinie für die Entwicklung des Systems vor:
- Frühes Stadium: Die beiden innersten Gasriesen bildeten sich zuerst, als die protoplanetare Scheibe noch reich an Gas war. Sie sammelten schnell massive Atmosphären an und wurden zu den Riesen, die sie heute sind.
- Späteres Stadium: Der äußere felsige Planet bildete sich viel später in der Geschichte des Systems. Zu diesem Zeitpunkt hatte sich der größte Teil des Gases in der Scheibe entweder aufgelöst oder war durch den Sonnenwind des Sterns weggeblasen worden.
- Ergebnis: Ohne eine signifikante Menge an verfügbarem Gas konnte der spät entstandene äußere Planet keine massive Atmosphäre ansammeln. Er blieb eine kleinere, dichtere, felsige Welt, obwohl er in einer Region entstand, in der Gas früher reichlich vorhanden gewesen sein sollte.
Dieses Modell der „sequenziellen Entstehung“ liefert eine plausible Erklärung dafür, wie ein felsiger Planet im äußeren System landen konnte, lange nachdem die Gasriesen ihre Umlaufbahnen näher am Stern etabliert hatten.
Das LHS 1903 System auf einen Blick
- Entfernung zur Erde: 116 Lichtjahre
- Sterntyp: Roter Zwerg
- Bekannte Planeten: Mindestens vier
- Schlüssel-Anomalie: Ein terrestrischer (felsiger) Planet umkreist weiter außen als drei Gasriesen.
Implikationen für die Suche nach Leben
Die Entdeckung von LHS 1903 ist eine wichtige Erinnerung daran, dass unser Sonnensystem keine universelle Vorlage ist. Die Vielfalt der Planetensysteme ist weitaus größer als bisher angenommen, was tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis des Kosmos und die Suche nach bewohnbaren Welten hat.
Laut einer Erklärung der Universität Bern ist dieser Fund Teil einer wachsenden Zahl von Beobachtungen, die etablierte Theorien in Frage stellen. Er unterstreicht, dass die Natur mehrere Wege hat, Planetensysteme aufzubauen, von denen viele unserem eigenen überhaupt nicht ähneln.
Während Teleskope wie CHEOPS und das James-Webb-Weltraumteleskop weiterhin den Himmel durchsuchen, enthüllen sie ein Universum voller einer erstaunlichen Vielfalt von Welten. Jedes ungewöhnliche System wie LHS 1903 liefert ein entscheidendes Puzzleteil, das Wissenschaftlern hilft, ihre Modelle zu verfeinern und die Bedingungen besser zu verstehen, unter denen Planeten – einschließlich potenziell lebensfreundlicher – entstehen und sich entwickeln können.
Die fortlaufende Arbeit der Forscher an den Universitäten Bern und Genf platziert die Schweiz weiterhin an der Spitze der Exoplanetenforschung und erweitert die Grenzen dessen, was wir über die Welten jenseits unseres Sonnensystems wissen.