Massereiche und massearme Planeten können auf gleiche Weise entstehen

Charleston (USA)/Heidelberg – Seit einigen Jahren diskutieren Astronomen darüber, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass massereiche Sterne auch massereiche Planeten haben. Denn bei Sternen mit besonders großer Masse sind die Voraussetzungen für die Planetenentstehung, wie wir sie aus unserem Sonnensystem kennen, womöglich schlechter, da die Sterne enorme Mengen an hochenergetischer Strahlung aussenden. Diese Strahlung könnte Teile einer protoplanetaren Scheibe zersetzen und zerstreuen, bevor sich daraus Planeten bilden. Eine Forschergruppe ist nun auf einen Stern mit der zweieinhalbfachen Masse der Sonne gestoßen, um den ein Gasplanet kreist. Dieser habe die 13-fache Masse des Jupiters und sei wohl tatsächlich aus einer protoplanetaren Scheibe entstanden, berichten die Wissenschaftler in der Zeitschrift „Astrophysical Journal Letters“.

Kappa Andromedae und Begleiter

Der „Superjupiter“ wurde bei dem Stern Kappa Andromedae im Sternbild Andromeda gefunden, etwa 170 Lichtjahre von der Erde entfernt. Joseph Carson vom College of Charleston in den USA und dem Max-Planck-Institut für Astronomie und sein Team haben ihn mit dem Subaru-Teleskop beobachtet, einem 8-Meter-Spiegelteleskop auf dem Gipfel des Mauna Kea auf Hawaii. Der neu entdeckte Begleiter – Kappa Andromedae b – umkreist sein Zentralgestirn mit einem Abstand, der knapp der doppelten Entfernung zwischen Sonne und Neptun entspricht, dem äußersten Planeten des Sonnensystems. Carson und seine Kollegen konnten Kappa Andromedae b dabei direkt abbilden, indem sie zeitliche Sequenzen von Einzelbildern kombinierten und so einen Großteil des Sternenlichts herausfilterten, das den  Planeten normalerweise überstrahlt. Sie nutzten aus, dass sich die Orientierung des Teleskops relativ zum beobachteten Himmelsabschnitt über längere Beobachtungszeiten hinweg ändert. So ließen sich Streulicht und Planetenschein trennen.

Interessant ist an der Entdeckung vor allem, dass sich das Objekt um einen jungen, massereichen Stern bewegt. Denn mit 30 Millionen Jahren ist Kappa Andromedae deutlich jünger als zum Beispiel unsere Sonne mit fünf Milliarden Jahren. Außerdem ist der Abstand zwischen Planet und Stern vergleichsweise gering, er entspricht dem doppelten Bahnradius des Neptuns, dem äußersten Planeten unseres Sonnensystems. Die meisten bisher aufgenommenen Objekte dieser Art habe deutlich größere Umlaufbahnen. Sowohl das Alter des Sterns als auch der Abstand deuten darauf  hin, dass sich der Planet so gebildet hat wie Planeten mit niedrigerer Masse: in einer protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub, die den jungen Stern während seiner frühesten Entwicklungsphasen umgeben hat. Die Forscher schließen daraus, dass zumindest Sterne mit wenigen Sonnenmassen in protoplanetaren Scheiben große Planeten produzieren können. Ihre Erkenntnis könnte Modelle zur Planetenentstehung beeinflussen.

Durch den direkten Nachweis kann der Exoplanet unmittelbar weiter beobachtet werden. Untersuchungen des ausgesandten Lichts sollen jetzt Daten zur chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre des Gasriesen liefern und dabei helfen, seine Bahndaten genauer zu bestimmen. Außerdem wollen die Astronomen nach weiteren Planeten suchen.