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Astronomie+Physik

Planetarischer Gegenverkehr

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Künstlerische Darstellung eines Exoplaneten auf einer rückläufigen Umlaufbahn: Inzwischen sind sechs Planeten entdeckt worden, die sich nicht in der gleichen Richtung wie ihr Zentralgestirn drehen. Bild: ESO/L. Calçada
Die Bewegungsrichtung eines Planeten auf seiner Umlaufbahn muss nicht zwangsläufig mit der Drehrichtung des von ihm umkreisten Sterns übereinstimmen. Das hat ein internationales Team von Astronomen entdeckt, das 27 sogenannte Transitplaneten bei fremden Sonnen untersuchte. Transitplaneten laufen von der Erde aus gesehen vor ihrem Stern vorüber und verdunkeln ihn dabei geringfügig. Einige der observierten Planeten drehen sich aber in entgegengesetzte Richtung wie ihr Mutterstern, andere besitzen eine geneigte Umlaufbahn. Beides dürfte nach dem gängigen Entstehungsmodell aber nicht sein: Diesem zufolge werden Planeten in einer Scheibe aus Gas und Staub geboren, die gemeinsam mit ihrem Zentralgestirn um ein und dieselbe Drehachse rotiert. Der Grund für die nun entdeckten Unregelmäßigkeiten könnte ein Tauziehen zwischen Sternen um die Planeten sein.

Das Astronomen-Team wollte ursprünglich nur die Entdeckung von neun neuen extrasolaren Planeten mit einem Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) am La-Silla-Observatorium in Chile bestätigen. In diesem Zusammenhang untersuchten sie die Eigenschaften dieser neun sowie 18 weiterer bereits bekannter Transitplaneten. Beim Kombinieren der Beobachtungsdaten stellten die Astronomen überraschenderweise fest, dass bei mehr als der Hälfte der untersuchten Planeten ? so genannte Heiße Jupiter ? die Umlaufbahn gegen die Drehachse des Sterns geneigt ist. Sechs der Planeten zeigen sogar eine rückläufige Bewegung: Sie umlaufen ihren Stern quasi verkehrt herum.

Planeten bilden sich in Scheiben aus Gas und Staub, die junge, gerade erst entstandene Sterne umgeben. Eine solche protoplanetare Scheibe und ihr Zentralstern rotieren gemeinsam um ein und dieselbe Achse, die senkrecht zur Scheibe steht. Entsprechend gingen die Astronomen davon aus, dass die in der Scheibe entstehenden Planeten auch in der Scheibenebene um den Stern laufen ? und zwar in der gleichen Richtung wie der Stern. Bei den Planeten in unserem Sonnensystem ist dies tatsächlich der Fall, nicht jedoch bei einigen der Heißen Jupitern. Diese erstmals vor 15 Jahren entdeckten Planeten haben eine Masse, die mindestens so groß ist wie die des Jupiter, des größten Planeten unseres Sonnensystems. Bislang wurde angenommen, dass die Heißen Jupiter weit weg von ihrem Stern entstehen und sich dann zu ihm hinbewegen, bis sie ihre endgültige Umlaufbahn erreicht haben ? eine Wanderung, die durch Schwerkraftwechselwirkungen mit der Staubscheibe hervorgerufen wird. Auch die Umlaufbahn der Heißen Jupiter müsste sich also entlang der Drehrichtung des Sterns um sich selbst ausrichten.

Die Wissenschaftler ziehen nun einen alternativen Mechanismus in Betracht: Erwogen wird ein mehrere 100 Millionen Jahre dauernder Prozess, bei dem eine Art Tauziehen mit weiter entfernten Planeten oder Begleitersternen des Muttersterns stattfindet. Nachdem solche Störungen einen großen Exoplaneten auf eine geneigte und langgestreckte Umlaufbahn bugsiert haben, würde dieser bei jeder nahen Begegnung mit dem Stern Energie verlieren ? und schließlich würde der neue Heiße Jupiter auf einer beinahe kreisförmigen, aber willkürlich gegenüber der Hauptebene des Planetensystems geneigten Umlaufbahn nahe des Sterns enden.

Andrew Cameron (University of St. Andrews) et al: Vortrag auf dem National Astronomy Meeting ddp/wissenschaft.de ? Rochus Rademacher
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