Theorien versagen: Dieser Gasriese ist viel zu schwer für sein Alter
HD-114082 ist einer von drei Exoplaneten, die Forschende bisher im Detail vermessen haben. Und bei allen Dreien zeigte sich, dass ihre Eigenschaften zu keinem der beiden gängigen Modelle für die Entstehung von Gasriesenplaneten passen.
Theorien zur Planetenentstehung greifen nicht
Diese Theorien gehen entweder von einem sogenannten heißen oder einem „kalten“ Start eines Planeten aus, wie der Astronom Ralf Launhardt vom deutschen Max-Planck-Institut für Astronomie erläutert:
„Wir denken, dass Riesenplaneten auf zwei Arten entstehen können. Beide Arten basieren auf einer protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub, die sich um einen jungen Zentralstern verteilt.“
Diese beiden Wege werden als „Kaltstart“ oder „Heißstart“ bezeichnet. Bei einem Kaltstart bildet sich der Exoplanet vermutlich Stück für Stück aus den Trümmern der Scheibe, die den Stern umkreist.
Dabei würden die Stücke zunächst elektrostatisch, dann durch die Schwerkraft angezogen, bis der Kern genug Masse hat, um eine unkontrollierte Akkretion von Wasserstoff und Helium auszulösen. Das führt zu seiner massiven Gashülle um den felsigen Kern.
Von einem „Heißstart“, auch als Scheibeninstabilität bekannt, ist die Rede, wenn eine wirbelnde Region der Instabilität in der Scheibe unter der Schwerkraft direkt in sich zusammenfällt und auf diese Weise schlagartig ein voll ausgebildeter Exoplanet ohne Felskern entsteht.
HD-114082b, den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun vier Jahre lang vermessen haben, entzieht sich beiden Theorien. Mit einem Alter von nur 15 Millionen Jahren ist HD-114082b einer der jüngsten Exoplaneten, die je gefunden wurden. Er hatte sich demnach förmlich als Forschungsziel nach dem Ursprung der Planetenentstehung angeboten.
Gasriese viel zu riesig für sein Alter
Allerdings führte er zu einer für die Forschenden problematischen Erkenntnis, denn er ist viel zu schwer für sein Alter. Das ist weder mit der einen noch mit der anderen Theorie zu erklären.
„Verglichen mit den derzeit akzeptierten Modellen ist HD-114082b etwa zwei- bis dreimal zu dicht für einen jungen Gasriesen mit einem Alter von nur 15 Millionen Jahren“, erklärt die Max-Planck-Astrophysikerin Olga Zakhozhay.
Die Datensammlung zeigt im Ergebnis einen Gasriesen, der keiner sein sollte. Das hat Auswirkungen auf die theoretischen Modelle zur Planetenbildung, wie Zakhozhay betont:
„Wir brauchen zwar noch mehr solcher Planeten, um diesen Trend zu bestätigen, aber wir glauben, dass die Theoretiker ihre Berechnungen neu bewerten sollten.“
Lücken im Verständnis der Planetenentstehung bestätigt
Zakhozhay sieht die Forschungsergebnisse ihres Teams, die in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurden, dennoch positiv. Es sei spannend, „wie unsere Beobachtungsergebnisse in die Theorie der Planetenbildung einfließen“. Sie trügen dazu bei, „unser Wissen darüber zu verbessern, wie diese Riesenplaneten entstehen, und zeigen uns, wo die Lücken in unserem Verständnis liegen“, so die Forscherin.
„Es ist viel zu früh, um die Vorstellung eines heißen Starts aufzugeben“, ergänzt Mitautor Launhardt. „Wir können nur sagen, dass wir die Entstehung von Riesenplaneten noch nicht sehr gut verstehen.“
