Neue Theorie liefert mögliche Erklärung für Exoplaneten mit extrem geringer Dichte

Madrid (Spanien)/Garching - Wenn zwei Sterne miteinander verschmelzen, können dabei neue Planeten entstehen. Ein Forscher-Duo aus Spanien und Deutschland sieht in diesem Szenario eine mögliche Erklärung für die Existenz aufgeblähter Planeten - Himmelskörper mit extrem geringer Dichte, die auf engen Umlaufbahnen um ihr Zentralgestirn kreisen. Die Wissenschaftler haben ihre Theorie auf einer Fachtagung der American Astronomical Society in Boston vorgestellt.

"Unsere Idee ist, dass heiße Jupiter aufgebläht sind, weil sie noch sehr jung sind, typischerweise einige hundert Millionen Jahre", erläutert Eduardo Martin vom Centro de Astrobiologia in Madrid, der die Theorie auf der Tagung präsentierte. Als heiße Jupiter bezeichnen die Astronomen große Gasplaneten, die auf extrem engen Bahnen um einen Stern kreisen. Im Unterschied zu den Gasplaneten in unserem Sonnensystem besitzen viele der heißen Jupiter eine sehr geringe Dichte, sind also für ihre Masse viel zu groß.

Die bisherigen Erklärungsansätze für die Aufblähung sind unbefriedigend. So kann die Strahlung des nahen Sterns zwar die Atmosphäre des Planeten aufheizen, die Energie dringt aber nicht weit genug ein, um den ganzen Planeten aufzublähen. Und auch eine Aufheizung durch Gezeitenkräfte liefert nicht genug Energie für die beobachtete Aufblähung der heißen Jupiter. Eine weitere mögliche Erklärung wäre, dass die aufgeblähten Planeten sehr jung sind und sich noch langsam zusammenziehen und verdichten. Doch die Zentralsterne der heißen Jupiter sind zumeist bereits Milliarden Jahre alt.

Hier setzt die Theorie von Martin und seinem Kollegen Hendrik Spruit vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching bei München an. Viele Sterne sind nicht Einzelgänger wie unsere Sonne, sondern bilden Doppel- oder Mehrfachsterne. Umkreisen sich zwei Sterne auf sehr engen Bahnen, so können sie langsam Bewegungsenergie verlieren und schließlich miteinander kollidieren und verschmelzen. Der Zusammenprall der Sterne katapultiert einen Teil der Sternmaterie ins Weltall hinaus und daraus können sich dann neue Planeten formen. Auf diese Weise können junge Planeten um alte Sterne herum entstehen.

Die Zahl der bekannten engen Doppelsternsysteme ist allerdings zu klein, um die Häufigkeit aufgeblähter Riesenplaneten zu erklären. Martin und Spruit vermuten deshalb, dass die Zahl solcher enger Systeme bislang unterschätzt wird. Sie wollen sich nun auf die Suche nach den "fehlenden" engen Doppelsternen machen, um ihre Theorie zu untermauern.