Zwei Planeten – eine Umlaufbahn?

Jeder Planet hat seine eigene Umlaufbahn – so kennen wir es aus unserem Sonnensystem. Doch schon länger gibt es die Theorie, dass sich zwei Planeten eine Bahn teilen könnten. Jetzt hat eine Forschungsgruppe erste Hinweise dafür um den Stern PDS 70 gefunden. Bei dessen Planeten PDS 70 b hat das Team eine Wolke aus Trümmern entdeckt, die möglicherweise auf der gleichen Umlaufbahn wie der Planet unterwegs ist. Im Fachmagazin „Astronomy & Astrophysics“ berichten die Forschenden, dass diese Trümmerteile der Anfang eines neuen Planeten sein können.

Himmelsregion um das System PDS 70

Für ihre Forschung griffen Olga Balsalobre-Ruza vom Zentrum für Astrobiologie in Madrid und ihr Team auf Daten des Radioteleskops ALMA aus dem Jahr 2019 zurück. Es hatte PDS 70 beobachtet – einen jungen Stern, 400 Lichtjahre von uns entfernt. Um ihn kreisen zwei jupiterähnliche Exoplaneten auf getrennten Bahnen: PDS 70 b und PDS 70 c. In den neu analysierten Spektren fanden die Astronominnen und Astronomen Strahlung aus einer Trümmerwolke scheinbar auf der gleichen Bahn wie der innere Planet PDS 70 b. Die Wolke hat etwa die doppelte Masse unseres Mondes – ist also deutlich leichter als jupiterähnliche Planeten.

Sie befindet sich an einem der Gleichgewichtspunkte, die jedes System aus zwei Himmelskörpern wie Stern und Exoplanet besitzt – dem Lagrangepunkt L5. An diesen Punkten gleichen sich die Schwerkraft von Stern und Plantet und die Fliehkraft der Bahn gegenseitig aus. Deshalb kann die Trümmerwolke den Stern mit der gleichen Umlaufszeit umrunden wie der Planet – sie kreist also in kontinuierlichem Abstand hinter dem Planeten um den Stern. Das gibt es auch in unserem Sonnensystem: So teilt beispielsweise Jupiter seinen Orbit, also seine Bahn um die Sonne, mit 12 000 Asteroiden.

Doch im Vergleich dazu ist die Trümmerwolke im System PDS 70 um ein vielfaches massereicher. Die Forschenden vermuten nun, dass die Trümmerwolke ein neu entstehender Planet sein könnte, der sich die Umlaufbahn mit PDS 70 b teilt. Möglicherweise sind es aber auch die Überreste eines ehemaligen Planeten.

Sollte sich das bestätigen, muss vielleicht die Definition eines Planeten überdacht werden. Denn laut der allgemeinen Definition von Planeten durch die Internationale Astronomische Union kann es keine zwei Planeten in einem Orbit geben. Diese Formalie ist für die Forschenden allerdings erstmal Nebensache. Denn die Entdeckung wäre das erste bekannte System mit zwei Planeten in einer Umlaufbahn und damit ein großer astronomischer Fund.

Bis zu dessen Bestätigung dauert es allerdings noch eine ganze Weile. Denn das Radioteleskop ALMA wird erst nach 2026 einen weiteren Blick auf PDS 70 b und seine Trümmerwolke werfen. Dabei muss erstmal geklärt werden, ob sich die Trümmerwolke wirklich auf der gleichen Umlaufbahn um PDS 70 bewegt. Hierfür haben die Forschenden berechnet, wo sich die Wolke 2026 und 2028 befinden sollte, um dies mit den künftigen Beobachtungsdaten zu vergleichen.