Astronomie: Galaktische Vagabunden: Mindestens 70 Exoplaneten entdeckt

Planeten umkreisen gewöhnlich Sterne – doch wiederholt haben Astronomen Einzelgänger aufgespürt. Nun hat ein Team mindestens 70 vagabundierende Exoplaneten erspäht. Vermutlich gibt es in der Milchstraße Milliarden davon.

Eine internationale Forschergruppe hat mindestens 70 vagabundierende Exoplaneten gefunden, die nicht um einen Stern kreisen. Die Wissenschaftler fanden diese Einzelgänger in einer Sternentstehungsregion in den Sternbildern Skorpion und Schlangenträger.

Die Entdeckung könnte dazu beitragen, die Herkunft dieser galaktischen Nomaden zu erklären, schreibt das Team um Núria Miret-Roig von Laboratoire d’Astrophysique in Bordeaux (Frankreich) im Fachjournal „Nature Astronomy“.

„Wir wussten nicht, wie viele wir erwarten konnten, und sind begeistert, so viele gefunden zu haben“, wird Miret-Roig in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte (ESO) zitiert. Denn ohne einen Mutterstern, der sie beleuchtet, sind Exoplaneten nur schwer zu entdecken.

DART-Mission

Nur in den ersten rund zehn Millionen Jahren nach ihrer Entstehung sind Planeten von der Masse des Jupiters und bis zu seiner 13-fachen Masse noch so heiß, dass sie glühen. Deshalb können sie mit Hilfe großer Teleskope ausfindig gemacht werden.

Das Glühen junger Planeten lässt mit zunehmendem Alter nach

Miret-Roig und ihre Kollegen könnten sogar bis zu 170 Einzelgänger-Planeten entdeckt haben. Es gibt eine große Unsicherheit, weil der Übergang zu Braunen Zwergen fließend ist. Braune Zwerge haben eine größere Masse als das 13-Fache der Jupitermasse, sind aber zu klein, als dass eine Kernfusion wie in Sternen starten könnte. Durch Fusionsprozesse, die bei deutlich niedrigeren Temperaturen als im Inneren der Sonne – etwa 15 Millionen Grad Celsius – stattfinden, strahlen Braune Zwerge schwach.

Um zwischen Einzelgänger-Planeten und Braunen Zwergen unterscheiden zu können, müssten die Massen der Himmelskörper oder ihr Alter bekannt sein. Den Forschern standen jedoch nur die scheinbare Helligkeit – die Magnitude – der Objekte und das grob geschätzte Alter der jeweiligen Sternentstehungsregion zur Verfügung.

Planeten Video

Die Animation im Video lässt uns in den Himmel in Richtung der Sternassoziationen Upper Scorpius und Ophiuchus eintauchen, wo kürzlich die größte Gruppe von Einzelgänger-Planeten entdeckt wurde. Hier zoomt das Video an einen von ihnen heran.

Quelle: ESO/L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)/DSS2/Miret-Roig et al./M. Kornmesser. Music: Johan B Monell – Coctail Alle

Ein Beispiel: Ein Himmelskörper mit einer Magnitude von 16 ist vermutlich ein Einzelgänger-Planet, wenn er nicht älter als zehn Millionen Jahre alt ist, aber womöglich ein Brauner Zwerg, wenn er deutlich älter ist. Denn das Glühen junger Planeten lässt mit zunehmendem Alter nach.

Mehr als 80.000 Bilder aus einem Zeitraum von 20 Jahren

Die Wissenschaftler werteten mehr als 80 000 Bilder aus, die in einem Zeitraum von 20 Jahren aufgenommen wurden. „Wir haben die winzigen Bewegungen, die Farben und die Helligkeit von Dutzenden Millionen von Quellen in einem großen Bereich des Himmels gemessen“, erklärt Miret-Roig. Diese Messungen hätten es ermöglicht, die schwächsten Objekte in dieser Region, die Einzelgänger-Planeten, mit großer Wahrscheinlichkeit zu identifizieren.

Zur Herkunft solcher Einzelgänger gibt es verschiedene Theorien. Anhand der statistischen Auswertung der gefundenen Objekte schätzen die Forscher, dass größtenteils zwei Mechanismen zugrunde lagen: entweder eine Schwerkraft-Wechselwirkung innerhalb eines Sonnensystems, die zu einem Herauskatapultieren des Einzelgängers geführt haben. Oder aber der Kollaps einer Gaswolke, die zu klein war, um zur Bildung eines Sterns zu führen. Aber auch andere Mechanismen schließen die Astronomen nicht aus.

Sie gehen davon aus, dass es noch viele weitere sternlose Planeten gibt. „Es könnte mehrere Milliarden dieser frei schwebenden Riesenplaneten geben, die ohne einen Mutterstern in der Milchstraße umherziehen“, sagt Projektleiter Hervé Bouy vom Laboratoire d’Astrophysique in Bordeaux.

Vor einem Jahr hatten Wissenschaftler der Universität Warschau von der Entdeckung eines nur etwa marsgroßen Planeten berichtet, der vermutlich ebenfalls keinen Stern umkreist. Entdeckt hatten sie das Objekt OGLE-2016-BLG-1928 durch den sogenannten Mikrolinseneffekt, den schon Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt hat.

Dabei werden die Lichtstrahlen eines Sterns durch einen Himmelkörper, der weit vor ihm vorbeizieht, so gebeugt, dass der Stern heller erscheint. Durch den Effekt sind auch schon einige Exoplaneten entdeckt worden, die einen Stern umkreisen.