Rasantes Wachstum eines gewaltigen Exoplaneten gibt Rätsel auf

29. Mai 2016, 20:16
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CI Tau b in 450 Lichtjahren Entfernung brauchte nur zwei Millionen Jahre, um auf achtfache Jupitermasse anzuschwellen

Housten – Große Planeten brauchen länger, um sich zu entwickeln – was nach einer astronomischen Binsenweisheit klingt, muss aufgrund einiger ungewöhnlicher Beobachtungen in den vergangenen Jahren zunehmend in Frage gestellt werden. Nun entdeckten US-Wissenschafter einen wahren Giganten unter den ohnehin schon großen Gasplaneten, der mit einer Geschwindigkeit gewachsen sein muss, die anerkannte Theorien gänzlich umzuwerfen droht.

"Jahrzehntelang galt es als Allgemeinwissen unter den Astronomen, dass Planeten von der Größe des Jupiter mindestens zehn Millionen Jahre benötigen, um sich zu entwickeln", sagt Christopher Johns-Krull von der Rice University in Houston, Texas. Der Forscher und sein Team haben nun aber feststellen müssen, dass der Exoplanet CI Tau b in 450 Lichtjahren Entfernung nur zwei Millionen Jahre benötigte, um zu einer Welt von mindestens achtfacher Jupitermasse heranzuwachsen.

Junge Systeme schwer zu beobachten

Die Untersuchung von jungen Exoplanetensystemen ist grundsätzlich eine herausfordernde Angelegenheit. Zum einen konnten Wissenschafter erst wenige Sterne identifizieren, die jung genug und zugleich hell genug sind, um dort ein sich entwickelndes Exoplanetensystem beobachten zu können. Hinzu kommt, dass Sterne in ihrer frühen Jugend ein sehr aktives Leben führen. Ihre Helligkeit variiert unregelmäßig, was es zusätzlich erschwert, potenzielle Jungplaneten zu erkennen.

So gesehen stellt der Stern CI Tau im Sternbild Stier einen ausgesprochenen Glücksfall dar. Das System dürfte nicht älter als 2 Millionen Jahre sein und beherbergt trotzdem bereits zumindest einen großen Exoplaneten. CI Tau b umrundet sein Muttergestirn einmal in neun Tagen, weist also einen sehr engen Orbit auf. Entdeckt wurde der Exoplaneten-Kandidat (seine endgültige Bestätigung steht noch aus) mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode, ein sehr erfolgreiches Verfahren, bei der man von Bewegungsveränderungen eines Sterns auf den gravitativen Einfluss eines potenziellen planetaren Begleiters schließt.

Einzigartig schnelles Wachstum

Wie CI Tau b so schnell zu so einem Riesen anschwellen konnte, ist den Astronomen ein Rätsel. "Unsere Ergebnisse sind bisher einzigartig und demonstrieren erstmals die Existenz eines großen Gasplaneten in einem System, in dem immer noch Reste der ursprünglichen protoplanetaren Scheibe rund um den Mutterstern vorhanden sind", erklärt Lisa Prato vom Lowell Observatory, Koautorin der im "Astrophysical Journal" erschienen Studie.

Die Beobachtung habe auch Auswirkungen auf Theorien zur Entstehung anderer, kleinerer Exoplaneten, meint Prato. "Die Formation von Gasriesen in der inneren Zone der zirkumstellaren Scheibe – also dort, wo CI Tau b sich befindet – hat tiefgreifenden Einfluss auf jene Region, in der sich normalerweise kleinere, erdähnliche Exoplaneten entwickeln." (red, 29.5.2016)

  • CI Tau b umkreist seinen Stern in geringem Abstand binnen neun Tagen. Wie er nach zwei Millionen Jahren so ein Riese werden konnte, ist unklar.
    illu.: nasa/esa

    CI Tau b umkreist seinen Stern in geringem Abstand binnen neun Tagen. Wie er nach zwei Millionen Jahren so ein Riese werden konnte, ist unklar.

  • Die farbcodierte Aufnahme mit einem Submillimeter-Interferometer zeigt die zirkumstellaren Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Stern CI Tau.
    illu.: stephane guilloteau/university of bordeaux

    Die farbcodierte Aufnahme mit einem Submillimeter-Interferometer zeigt die zirkumstellaren Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Stern CI Tau.

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