Wie viele ungebundene Planeten gibt es?

Nicht alle Exoplaneten umkreisen einen Stern – immer wieder stoßen Astronomen auf Exemplare, die ungebunden durch das Weltall driften. Einer neuen Analyse zufolge gibt es in der Milchstraße allerdings zehnmal weniger freie jupitergroße Planeten als bislang angenommen. Damit stimme die Anzahl solcher Planeten auch besser mit Theorien über die Planetenentstehung überein, so die an der Studie beteiligten Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Diese Theorien sagen voraus, dass einige Planeten durch dynamische Prozesse aus ihrem Ursprungssystem herausgeworfen werden“, erläutern Przemek Mróz von der Universität Warschau und seine Kollegen. „Solche ungebundenen Planeten können außerdem auch ähnlich wie Sterne durch den gravitativen Kollaps von Gaswolken entstehen.“ Inzwischen haben Astronomen eine Handvoll solcher freien Planeten direkt beobachtet, jedoch nur die größten unter ihnen: Planeten mit weniger als fünf Jupitermassen leuchten zu schwach für einen direkten Nachweis.

Indirekt lassen sich diese Himmelskörper über den Gravitationslinseneffekt aufspüren. Wandern sie vor einem Stern vorüber, so verstärken sie mit ihrer Schwerkraft wie eine Linse kurzzeitig dessen Helligkeit. Die Dauer eines solchen Mikrolinsenereignisses hängt von der Masse des Planeten ab und liegt im Bereich von Tagen. Eine Auswertung von 474 derartigen Ereignissen hatte vor einigen Jahren eine überraschend hohe Zahl von jupitergroßen Planeten geliefert: Auf jeden normalen Stern in der Milchstraße würden demnach zwei ungebundene jupitergroße Planeten kommen. Die Theorie der Planetenentstehung lässt eine deutlich geringere Zahl erwarten.

Mróz und seinen Kollegen gelang es nun, das Bild wieder zurechtzurücken. Inzwischen haben die Forscher eine erheblich größere Zahl von Mikrolinsenereignissen beobachtet, sodass die Statistik entsprechend robuster ist. Das Ergebnis der Auswertung von über 2600 Ereignissen: Auf vier normale Sterne in der Milchstraße kommt maximal ein jupitergroßer ungebundener Planet. Damit stimmt die Zahl der freien Planeten gut mit den theoretischen Vorhersagen überein. Überraschend stieß das Team um Mróz bei seiner Analyse zudem auf eine Reihe extrem kurzer Mikrolinsenereignisse. Diese deuten auf die Existenz einer zusätzlichen Population von ungebundenen Planeten mit der ein- oder mehrfachen Masse der Erde hin. Auch die Existenz solcher Himmelskörper wird von den Theorien der Planetenentstehung vorhergesagt.