Heiße Jupiter bilden sich in dichteren Sternengruppen
Als Astronomen vor 25 Jahren damit begannen, Planeten um Sterne ähnlich unserer Sonne aufzuspüren, erlebten sie eine Überraschung: Viele Planetensysteme ähneln in keiner Weise dem unseren. Insbesondere stießen die Himmelsforscher auf viele „heiße Jupiter“, Riesenplaneten, die auf extrem engen Umlaufbahnen um ihre Zentralsterne kreisen. Was diese Unterschiede in der Architektur von Planetensystemen verursacht, ist bislang unklar. Jetzt präsentiert ein Forscherteam aus Deutschland und Großbritannien jedoch einen Erklärungsansatz: Entscheidend sei die Anzahl der Sterne in der Umgebung während der Entstehungsphase, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.
„Wir beschreiben die Planetenentstehung üblicherweise als Vorgang in einer protoplanetaren Scheibe um einen Stern, der von den Eigenschaften dieser Scheibe abhängt, insbesondere der Masse und der chemischen Zusammensetzung“, schreiben Andrew Winter von der Universität Heidelberg und seine Kollegen. Es sei zwar klar, dass auch die Umgebung den Prozess beeinflusse – etwa durch enge Stern-Begegnungen und durch die Strahlung benachbarter Sterne. Bislang ist es jedoch nicht gelungen, diese Einflüsse nachzuweisen und zu spezifizieren, weil sich engere Sterngruppen nach der Entstehungsphase vergleichsweise schnell auflösen.
Winter und seinen Kollegen ist es jetzt gelungen, in den Daten des europäischen Astrometrie-Satelliten Gaia zu vielen bekannten Planetensystemen Gruppen von Sternen zu identifizieren, die sich auf ähnlichen Bahnen durchs Weltall bewegen – also offenbar einen gemeinsamen Ursprungsort besitzen. Eine statistische Analyse zeigt, dass sich Planetensysteme, die in einer solchen dichteren Umgebung entstanden sind, sich signifikant von jenen unterscheiden, die nicht zu einer Sternengruppe gehören, sich also vermutlich relativ isoliert gebildet haben.
Bei den zu Sternengruppen gehörenden Planetensystemen beträgt der mittlere Abstand der Planeten zu ihrem Stern 0,087 Astronomische Einheiten, also weniger als ein Zehntel des Abstands Erde-Sonne, und die mittlere Umlaufzeit nur 9,6 Tage. Bei den isolierten Systemen liegen diese Werte dagegen bei 0,81 Astronomischen Einheiten und 154 Tagen. Heiße Jupiter finden sich also hauptsächlich in Systemen aus dichteren Umgebungen, so die Forscher. „Ihre extremen Umlaufbahnen sind daher vermutlich eine Folge von Störungen aus der Umgebung“, folgert das Team, „und nicht einer Migration der Planeten nach innen oder einer Wechselwirkung zwischen den Planeten des jeweiligen Systems.“
Bildquelle: NASA/Ames/JPL-Caltech
