Gängiger Hypothese nach können Planeten auf zwei Wegen entstehen: Entweder sie wachsen allmählich in einer großen Scheibe aus Staub und Gas heran, die einen jungen Stern umkreist. Durch diese Akkretion bildeten sich die Erde und die meisten anderen Planeten unseres Sonnensystems. Theoretisch könnten sehr massereiche Gasplaneten aber auch ähnlich wie Sterne entstehen, indem lokal instabile Stellen der Urwolke in sich zusammenfallen und sich zu einem Materieklumpen verdichten. Diese Planetenbildung durch gravitative Instabilität funktioniert allerdings nur in relativ massereichen, kühlen protoplanetaren Scheiben. Welche Gasriesen tatsächlich durch diesen Prozess entstanden sind, ist bislang strittig.
Gasplanet oder Brauner Zwerg?
“Eine der übergeordneten Motivationen für die Beobachtung von Exoplaneten ist es daher, die dominanten Wege zu bestimmen, durch die Gasriesen und Braune Zwerge entstehen und sich weiterentwickeln”, erklären Brendan Bowler von der University of Texas in Austin und seine Kollegen. Dies gelte besonders für Himmelskörper, die ihren Stern in sehr weitem Abstand von mehr als hundert astronomischen Einheiten umkreisen. Denn bei ihnen ist oft weder klar, wie sie gebildet wurden, noch, ob es sich um sehr große Gasplaneten oder aber um Braune Zwerge handelt – “gescheiterte” Sterne, deren Masse nicht zur Zündung der Kernfusion in ihrem Inneren reichte. Gängiger Annahme nach sind Braune Zwerge mit mehr als 15 Jupitermassen deutlich schwerer als Gasriesen. Wenn sie Begleiter normaler Sterne sind, müssten sie zudem wie Doppelsterne entstehen: Nicht durch den lokalen Kollaps in der protoplanetaren Scheibe des Sterns, sondern in einer eigenen Gaswolke.
Doch wie lässt sich dies unterscheiden, wenn man die Himmelskörper nicht gerade bei ihrer Entstehung “ertappt”? Dafür haben Bowler und sein Team nun eine mögliche Lösung gefunden. “Eine Möglichkeit, das zu erfahren, ist es, die Dynamik solcher Systeme zu untersuchen – indem man sich ihre Umlaufbahnen anschaut”, erklärt Bowler. Denn wenn ein Himmelskörper in der Akkretionsscheibe um einen Stern entstanden ist, müsste er diesen in einem eher kreisförmigen Orbit umkreisen. Stammt das Objekt dagegen aus seiner eigenen kleinen Gaswolke, sind sehr viel exzentrischere Orbits möglich. “Selbst wenn solche Himmelskörper Millionen Jahre alt sind, müsste daher die Erinnerung an ihren Entstehungsweg noch immer in ihrer Exzentrizität erhalten sein”, erklärt Co-Autor Eric Nielsen von der Stanford University.
