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Krieg der Welten

Astronomie|Physik

Krieg der Welten
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Wie Feuer und Wasser: Die beiden Planeten Kepler-36b und Kepler-36c kommen sich sehr nahe, sind aber höchst verschieden. (c) David Aguilar, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Alle 97 Tage bietet sich auf der Oberfläche des Gesteinsplaneten Kepler-36b ein fantastisches Schauspiel: Ein riesiger Gasplanet, dreimal so groß wie der Vollmond, steigt majestätisch über dem Horizont auf. Die beiden ungleichen Welten Kepler-36b und Kepler 36c nähern sich einander alle sieben Umläufe bis auf 1,5 Millionen Kilometer. So nah kommen sich sonst keine der bekannten Exoplaneten, berichten Forscher um Joshua Carter in der Zeitschrift Science.

Das ungewöhnliche Geschwisterpaar fällt nicht nur durch seine besondere Nähe, sondern auch durch die großen Unterschiede auf. So handelt es sich bei dem inneren Planeten Kepler-36b vermutlich um einen Gesteinsplaneten, der zu 30 Prozent aus Eisen besteht. Der Durchmesser der fernen Welt ist 1,5-mal so groß wie der Erddurchmesser, die Masse ist 4,5-mal so hoch. Kepler-36c, der äußere der beiden, ähnelt dagegen eher dem Planeten Neptun aus unserem Sonnensystem. Er ist fast viermal so groß wie die Erde. Dabei beträgt seine Masse nur achtmal so viel wie die Erdmasse. Er besteht vermutlich aus einem kleinen Gesteinskern und einer Gashülle aus Wasserstoff und Helium.

Die Dichte des Gesteinsplaneten ist damit achtmal so hoch wie die des Gasplaneten ? und das bei Umlaufbahnen, deren Durchmesser sich nur um zehn Prozent unterscheidet. Dieser drastische Dichteunterschied stellt Theorien zur Planetenentstehung auf die Probe. Lange glaubten Planetenforscher, dass alle Planetensysteme wie das Sonnensystem aufgebaut sind, mit Gesteinsplaneten innen und Gasplaneten außen. Dieser Aufbau spiele die unterschiedliche Zusammensetzung der protoplanetaren Scheibe wider, so hieß es.

Inzwischen ist allerdings klar, dass Planeten im Laufe ihrer Geschichte wandern können. Viele Gasplaneten in fremden Sonnensystemen, die so genannten heißen Jupiter, haben sehr enge Umlaufbahnen. Sie müssen von einem Entstehungsort in den äußeren Bereichen eines Sonnensystems irgendwann nach innen gewandert sein. Neuen Modellen zufolge befinden sich die Planeten auch in unserem Sonnensystem heute nicht mehr da, wo sie entstanden sind.

Die Konstellation im Sonnensystem Kepler-36 stellt allerdings nun eine Herausforderung für solche neuen Modelle zur Entstehung von Planetensystemen dar, schreiben Carter und Kollegen. Die Forscher kamen dem seltsamen Paar mit Hilfe des Weltraumteleskops Kepler auf die Spur, das speziell nach Planeten außerhalb des Sonnensystems sucht. Sie spürten die beiden Planeten mit Hilfe einer besonderen Technik auf, die es erlaubt, auch eng zusammenliegende Welten zu erkennen. Dabei konnten sie auch die Eigenschaften der beiden recht präzise bestimmen.

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Das System ist 1200 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Sonne Kepler-36a ist zwar ein ähnlicher Stern wie die Sonne, allerdings schon etwas älter. Vermutlich hat sie ihren Wasserstoff-Vorrat schon verbraucht und befindet sich im so genannten Unterriesen-Stadium. Der kleine Planet braucht etwa 14 Tage für einen Umlauf, der größere 16. Alle sieben Umläufe begegnen sie sich an der gleichen Stelle. Ihre Entfernung ist dann nur fünfmal so groß wie der Abstand zwischen Erde und Mond.

Joshua Carter (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, US-Staat Massachusetts) et al: Science, doi: 10.1126/science.1223269 wissenschaft.de – Ute Kehse
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