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Astronomie+Physik

Zu nah am Feuer

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Wie Smog in Los Angeles: Kleiner Exoplanet zieht eine dunkle Rauchfahne hinter sich her. © Nasa/MIT
Die extravagante Familie der Exoplaneten hat ein neues ungewöhnliches Mitglied: Ein kleiner Planet, den das Weltraumteleskop Kepler jetzt 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt aufspürte, zieht eine dichte Rauchfahne hinter sich her. Wahrscheinlich sieht der Himmelkörper aus wie ein dunkler Komet, berichten Forscher um Saul Rappaport. Der Planet ist vermutlich nur so groß wie Merkur und umkreist seine orangefarbene Zwergsonne einmal alle 15 Stunden. Auf der Oberfläche des Planeten ist es etwa 1.700 Grad Celsius heiß, errechneten die Forscher ? gerade richtig, damit einige Metalle verdampfen und sub-mikrometergroße Mineralkörnchen ins All entweichen können.

Das Nasa-Teleskop Kepler registriert winzige Helligkeitsänderungen bei insgesamt 160.000 Sternen der Milchstraße gleichzeitig. Eine regelmäßig wiederkehrende Verdunkelung deutet darauf hin, dass ein Stern von einem Planet begleitet wird, der einmal pro Umlauf seinen Schatten auf die Sternenscheibe wirft. Um zu bestätigen, dass es sich bei einem Verdachtsfall wirklich um einen Planeten handelt, müssen die Astronomen weitere Untersuchungen durchführen. Die Verdunkelung ist in der Regel winzig: Meist reduziert sich das Licht eines Sterns durch einen Planetentransit nur um Bruchteile eines Prozents.

Bei der Zwergsonne mit dem Namen KIC 12557548 stießen die Forscher um Rappaport allerdings auf einen merkwürdigen Effekt: Der Stern verdunkelte sich zwar regelmäßig alle 15,6 Stunden. Doch das Ausmaß der Verdunkelung schwankte stark. Mal blockierte das vorüberziehende Objekt 1,3 Prozent des Sternenlichtes, mal nur 0,2 Prozent.

Die Forscher zogen zunächst in Erwägung, dass sie einen Doppelplaneten aufgespürt hatten ? also ein System aus zwei Planeten, ähnlich wie Erde und Mond. Da sich zwei solche Himmelskörper gegenseitig umkreisen, könnten sie je nach Position zueinander unterschiedlich große Flächen verdecken. Das Team um Rappaport kommt aber zu dem Schluss, dass eine solche Konfiguration instabil wäre ? zumal sich das Paar bei einer Umlaufzeit von 15 Stunden sehr dicht bei dem Stern befinden müsste.

?Viel wahrscheinlicher ist es, dass sich die Beobachtungen durch Partikel erklären lassen, die aus der Atmosphäre eines Planeten von der Größe Merkurs entweichen, der sich langsam auflöst?, schreiben die Forscher. ?Wir mussten etwas finden, dass seine Form fundamental verändert?, erläutert Rappaport. ?So kamen wir auf die Idee, dass es kein fester Körper, sondern eine Wolke aus Gas und Staub sein könnte.? Die Forscher rechneten aus, dass der Planeten nicht viel größer sein kann als Merkur, weil die Schwerkraft die Partikel sonst festhalten würde.

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Der Staub besteht dem Team zufolge aus Teilchen, die weniger als einen Millionstel Meter groß sind. Auf der Planetenoberfläche sei es so heiß, dass Metallverbindungen wie Aluminiumoxid oder das Mineral Pyroxen verdampfen könnten. Es sei aber auch möglich, dass explosive Vulkane Material in die Atmosphäre schleudern. Der Teilchenwind der kleinen Zwergsonne würde die Staubteilchen dann ins All reißen. Der Planet zieht wahrscheinlich eine ausgedehnte Rauchfahne hinter sich her, deren Form und Ausdehnung schwankt.

Modellrechnungen der Forscher bestätigten, dass ein solches Szenario die beobachtete Verdunkelung erklären kann. Wie sie schreiben, verliert der Planet ungefähr 100.000 Tonnen Staub pro Sekunde. Seine Lebensdauer schätzen sie auf höchstens 200 Millionen Jahre.

Saul Rappaport (Massachusetts Institute of Technology) et al.: The Astrophysical Journal, Bd. 752, Nr. 1, doi:10.1088/0004-637X/752/1/1ns © wissenschaft.de – Ute Kehse
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