Ein junger Exoplanet mit einer ungewöhnlichen Dichte verwirrte Astronomen

Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Astronomie entdeckte ein sonnenähnliches Objekt

Sterne HD 114082 riesiger Exoplanet. Super Jupiter HD 114082 b ist erst 15 Millionen Jahre alt. Es ist der jüngste Exoplanet seiner Art mit bekannter Masse und Größe.

Seit fast vier Jahren Forscherbeobachtete die Radialgeschwindigkeit von HD-114082. Dies ist ein Indikator, der die Schwingungen eines Sterns anzeigt, die durch den Gravitationseinfluss des Planeten verursacht werden. Anhand kombinierter Transit- und Radialgeschwindigkeitsdaten stellten die Forscher fest, dass der Exoplanet HD-114082b den gleichen Radius wie Jupiter hat, aber eine achtmal so große Masse wie der Gasriese des Sonnensystems hat. 

Transit eines Exoplaneten durch die Scheibe des Sterns HD 114082. Video: Thomas Müller (MPIA/HdA)

Dies bedeutet, dass die durchschnittliche Dichte dieses GasesDer Planet hat die doppelte Dichte der Erde. Dies ist überraschend, da die Erde ein Gesteinsplanet mit einem Eisen-Nickel-Kern ist und kein Gasriese, der hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium (den leichtesten Elementen im Universum) besteht, wie Jupiter.

Im Vergleich zu derzeit akzeptierten Modellen ist die Dichte von HD-114082b etwa zwei- bis dreimal so hoch wie die eines jungen Gasriesen, der nur 15 Millionen Jahre alt ist.

Olga Zakhozhaya, Forschungsleiterin des Instituts für Astronomie der Max-Planck-Gesellschaft

Planetenwissenschaftler haben zwei Modelle, die beschreibenBildung von Gasriesen. Die erste davon, die „Heißstart“- oder Scheibeninstabilitätstheorie, legt nahe, dass ein Planet entsteht, wenn eine wirbelnde Region der Instabilität in einer protoplanetaren Scheibe unter dem Einfluss der Schwerkraft zusammenbricht. Der resultierende Körper ist ein voll ausgebildeter Exoplanet ohne felsigen Kern.

Die zweite mögliche Erklärung ist die Theorie der „KälteStart" - deutet auf die allmähliche Bildung des Planeten aus Gesteinsschutt im Inneren der Scheibe hin. Teile werden zuerst durch elektrostatische Kräfte und dann durch Gravitationskräfte angezogen. Je mehr Masse ein Protoplanet gewinnt, desto schneller wächst er, bis er massiv genug wird, um eine unkontrollierte Akkretion von leichtem Wasserstoff und Helium zu verursachen. Dadurch bildet sich um den Steinkern eine massive Gashülle.

HD-114082b-Eigenschaften stimmen mit keiner der Eigenschaften übereindiese Theorien, sagen Wissenschaftler. Die hohe Dichte des Planeten weist auf das Vorhandensein eines felsigen Kerns hin, was der „Heißstart“-Theorie widerspricht. Aber selbst für die Kaltstarttheorie ist der Planet für sein Alter und seine Größe zu massiv. Planetenforscher glauben, dass weitere Forschung dazu beitragen wird, Theorien zur Planetenentstehung zu verfeinern, um ungewöhnliche Eigenschaften zu berücksichtigen.

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Auf dem Cover: eine künstlerische Illustration eines Gasriesen um einen sonnenähnlichen Stern. Bild: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle