Baltimore – Damit sich Planeten von anderen Himmelskörpern wie Zwergplaneten, Asteroiden, Meteoroiden oder Monden abheben, müssen sie einige Kriterien der Internationalen Astronomischen Union erfüllen. Sie müssen sich in einem hydrostatischen Gleichgewicht befinden und durch ihre Rotation annähernde Kugelform angenommen haben. Sie müssen ihre Umlaufbahn von anderen, kleineren Himmelskörpern leergefegt haben ...

... und zu guter Letzt überhaupt eine solche Umlaufbahn um einen Stern haben. Man nimmt zwar heute an, dass in der Milchstraße jede Menge Planeten, die aus ihren Sternsystemen hinausgeschleudert wurden, als einsame Wanderer durch den interstellaren Raum ziehen. Die werden jedoch – zusammen mit ähnlich großen Himmelskörpern unbekannter Zuordnung – offiziell als "Objekte planetarer Masse" geführt.

Abgrenzungsprobleme

Etwas kniffliger sieht es aus, wenn der Faktor Größe ins Spiel kommt. Hier drehte sich die Diskussion in den vergangenen Jahren durch den Anlassfall Pluto vor allem um die Untergrenze und die Unterscheidung zwischen Planet und Zwergplanet. Es gibt allerdings auch eine Obergrenze, nämlich zwischen einem Planeten und einem Braunen Zwerg.

Braune Zwerge nehmen eine seltsame Mittelposition zwischen Planet und Stern ein: Sie haben nicht genügend Masse, dass es in ihrem Inneren zu Wasserstofffusion kommt, dem Merkmal eines Sterns. Sie reicht jedoch aus für Deuteriumfusion und bei größeren Exemplaren auch für Lithiumfusion. Als Richtwert gilt bislang ein Spektrum vom 13- bis 75-Fachen der Masse des Jupiter.

Neuer Ansatz

Das klingt nach einer klaren Vorgabe, allerdings kennt man mittlerweile Braune Zwerge mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften, was Masse, Temperatur und andere Faktoren betrifft – die Abgrenzung zu Gasriesen ist nicht immer ganz einfach. Der Astrophysiker Kevin Schlaufman von der Johns Hopkins University schlägt daher nun eine Neudefinition vor, die das Problem gleichsam bei der Wurzel packt und die Entstehungsgeschichte von Braunen Zwergen respektive Gasriesen in den Vordergrund stellt.

Schlaufman verglich die Daten von 146 Sternsystemen und glaubt ein Muster gefunden zu haben, nachdem man Himmelskörper kategorisieren kann. Die entscheidende Komponente ist dabei die chemische Zusammensetzung des Sterns, um den die zu bestimmenden Himmelskörper kreisen. Riesenplaneten finden sich laut dem Forscher fast ausschließlich in Systemen, deren Stern einen noch höheren Eisenanteil als unsere Sonne hat – Braune Zwerge hingegen nicht.

Das hänge mit der Art der Entstehung eines Himmelskörpers zusammen. Bei einem Planeten geschieht dies laut Schlaufman "bottom-up": Erst bildet sich ein fester Kern, um den sich dann eine – mitunter gigantische – Gashülle ballt. Solche Kerne können sich aber nur dort bilden, wo es ausreichend schwere Elemente gibt – und die findet man dann auch im Stern.

Braune Zwerge hingegen bilden sich laut dem Forscher "top-down": Gaswolken kollabieren unter ihrem eigenen Gewicht und bilden so einen neuen Himmelskörper. Schlaufman rechnete durch, ab welcher Masse ein Objekt nicht mehr auf kernbildende Elemente angewiesen ist und kam auf einen Wert von zehn Jupitermassen: Bei Himmelskörpern über diesem Schwellenwert sollte man nach seiner Definition daher nicht mehr von einem Planeten sprechen. (jdo, 27. 1. 2018)