"Stellare" Exoplaneten

Astronomenteam stößt auf verwaiste Wanderplaneten, die allesamt wie Sterne heranreifen

Planeten, so das einhellige Urteil der Zunft, entstehen grundsätzlich in einer rotierenden Gas- und Staubscheibe um einen jungen Stern. Nun aber deuten aktuelle Beobachtungen in eine völlig andere Richtung. Wie das Wissenschaftsmagazin "New Scientist" in seiner heutigen Ausgabe (29. November 2003, S. 10) berichtet, glauben britische und amerikanische Astronomen, dass für die Heranbildung isolierter Exoplaneten ein Mutterstern nicht erforderlich ist. Derlei Planeten können auch ohne Zentralgestirn heranwachsen - dies sogar auf gleiche Weise wie Sterne. Einen Beleg hierfür fanden die Forscher in der nahen Sternentstehungsregion Rho Ophiuchus B, in der sie gleich ein ganzes Dutzend Wanderplaneten aufspürten, die noch in der Phase ihrer Entstehung sind.

Sternentstehungregion im 'Orion-Nebel' (M 42) - 1600 Lichtjahre entfernt, Bild: NASA

Die Zeiten, da so manch Astronom in seiner anthropozentrischen Fixierung noch ernsthaft glaubte, unsere Erde und unser Sonnensystem seien nichts anderes als eine kosmische Ausnahme, sind seit langem passé. Inzwischen haben die Planetenjäger innerhalb von nur acht Jahren 119 Exoplaneten aufgelesen, die sich auf 104 Sternsysteme aufteilen.

Die bisher georteten fernen Sterntrabanten bewegen sich allesamt in der Größenklasse von Jupiter und Saturn und umkreisen ihre Heimatwelten größtenteils außerhalb der habitablen Zone als extrem heiße und lebensfeindliche Gaskugeln. Sie bilden bestenfalls die Spitze eines "kosmischen" Eisberges, dessen wahres Ausmaß für immer unbekannt bleiben wird. Selbst eine genaue Bestimmung der Anzahl aller fernen Planeten in relativer Erdnähe wäre aussichtslos, weil im Universum anscheinend eine Vielzahl von höchst schwer zu detektierenden Exoplaneten existiert: nämlich Wanderplaneten, die ohne einen festen Mutterstern aufwachsen und von daher nur sehr schwer mittels Radialgeschwindigkeitsmethode oder Transit-Technik auszumachen sind.

Einer dieser einsamen planetaren Vagabunden im All ist Rho Ophiuschus B-11, der in der 500 Lichtjahre von der Erde entfernten Rho Ophiuchus B-Region beheimatet ist, einem sehr jungen Sternentstehungsgebiet, in dem eines fernen Tages viele Sterne "geboren" werden. Just in dieser Region fanden Jane Greaves vom Royal Observatory (ROE) und ihr ROE-Kollege Wayne Holland sowie Marc Pound von der University of Maryland at College Park jüngst ein Dutzend isolierter einzelner planetarer Objekte, wo denen Rho Ophiuschus B-11 der auffälligste war.

Die Anwesenheit dieses heranwachsenden Exoplaneten, der die neunfache Masse des Jupiters aufweist und scheinbar einsam und verloren in der stellaren "Kinderstube" treibt, spricht für die Theorie, dass sich Planeten völlig selbstständig und unabhängig von einem Zentralgestirn bilden, demzufolge also auf ähnlich geartete Weise wie Sterne heranreifen können. "Es ist zwar ein Planet, aber er hat alle Kennzeichen eines noch nicht ausgereiftes Sterns", charakterisiert Jane Greaves (ROE) den extrasolaren Planeten in spe.

Bis vor drei Jahren war es in der Astronomie eigentlich ein unumstößliches Paradigma, dass Planeten nur innerhalb einer Gas- und Staubscheibe entstehen können, die um einen Mutterstern wirbelt. Aber diese Erkenntnis änderte sich im Jahr 2000 radikal, als Forscher in dem Sigma Originis Sternhaufen einen isolierten, freischwebenden Planeten entdeckten. "Die Existenz dieses Planeten bestärkte uns darin, dass es noch einen anderen Weg gibt, um Planeten zu formen", so Greaves gegenüber dem NewScientist. Um diese Annahme zu stützen, observierten die Forscher mit dem 15-Meter-James-Clerk-Maxwell-Telescope in Hawaii die Molekülwolke Rho Ophiuchi B. Diese dichte Ansammlung von Wasserstoff, Ammoniak, Kohlenmonoxid und anderen Molekülen bietet reichlich Grundstoff für neue Sterne. Wie sich bei der Beobachtung herauskristallisierte, profitieren von dieser Gas- und Staubkonzentration nicht nur Sterne, sondern offenbar auch kleinere Objekte: so wie halt das jetzt ausgemachte Dutzend "elternloser" Planeten, von denen jeder noch im Prozess seiner Entstehung steht. Rho Ophiuschus B-11, der größte und älteste unter ihnen, befindet sich sogar in einem Kondensationsstadium, das für einen jungen Stern, der sich aus einer Gaswolke bildet, signifikant ist. Zur Überraschung der Astronomen zeigen auch die anderen jungen Planeten, die ebenfalls mehrfache Jupitermasse besitzen, so genannte bipolare Ausflüsse - schnelle Materieströme, die von den Polen der Objekte aus ins All fließen.

Trotzdem ist der Entstehungsmechanismus solcher Exoplaneten noch höchst undurchsichtig. Während Gaswolken der Theorie zufolge sich zusammen ziehen sollten, weil die Schwerkraft in ihnen stärker ist als der Gasdruck, ist bei kleinen Gaswolken, aus denen Planeten entstehen könnten, hierfür die Schwerkraft schlichtweg zu schwach. Selbst ein Riesenplanet besitzt nicht genügend Schwerkraft, um nach Sternenart das Gas in seiner Umgebung "zusammenzuraffen". "Das ist eigentlich die Schlüssel-Charakteristik für heranwachsende Sterne", so Greaves. "Die Schwerkraft bei so kleinen Objekten wie RO B-11 scheint zu klein zu sein, um das nach außen drängende Gas zurückzuhalten". Dies sei auf einen unbekannten Faktor zurückzuführen, der bei der Entstehungsgeschichte mitwirke.

Kein Wunder also, dass Astronomen bis dato darüber divergenter Meinung sind, ob die planetaren Einzelgänger tatsächlich isoliert entstehen oder nur aus ihren Planetensystemen herausgeschleudert werden. Ebenso gut sei es möglich, dass einige der observierten Planeten, nachdem sie sich zuerst in den stellaren Scheiben herangebildet haben, just in die Lücke hineinkatapultiert wurden, in der die Geschwisterplaneten waren. Dies sei aber, betont Greaves, deswegen sehr unwahrscheinlich, weil die verwaisten Planeten in RO B sehr verbreitet sind. Die große Anzahl der in Rho Ophiuchus gefundenen Planeten spräche dafür, so Greaves, dass die Planeten unabhängig von Sternen entstanden sind.

Auf jeden Fall wird es noch einige Zeit brauchen, bis die vermeintlichen Exoplaneten von den Planetenjägern als "echte" extrasolare Planeten klassifiziert werden. Vorerst jedoch wird keiner von ihnen - weder namentlich noch mit adäquater Katalognummer - im offiziellen Jean-Schneider-Exoplanetenkatalog aufgeführt. (Harald Zaun)

Anzeige