Exoplanet kreist rückwärts um Stern

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Exoplanet tanzt völlig aus der Reihe: Er kreist rückwärts – und Forscher haben keine Erklärung

Von: Tanja Banner

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Ein Exoplanet widersetzt sich allen Regeln – er kreist rückwärts um seinen Stern. Forschende der Uni Genf stehen vor einem großen Rätsel.

Genf – Ein Forschungsteam der Universität Genf hat einen Exoplaneten entdeckt, der sich allen Regeln widersetzt. Er kreist rückwärts um seinen Stern – ohne dass es dafür eine offensichtliche Erklärung gibt. Die Entdeckung stellt bisherige Theorien zur Planetenentstehung auf den Prüfstand – und berührt auch die Arbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Südhessen.

In der Regel rotieren Planeten in dieselbe Richtung wie ihr Stern – und sie umkreisen ihn auch in dieser Richtung. Das hängt mit der Planetenentstehung zusammen: Wenn ein Stern entsteht, bildet sich um ihn herum eine Scheibe aus Gas und Staub, aus der später die Planeten entstehen. Stern und Scheibe drehen sich in die gleiche Richtung – und so sollten es auch die Planeten tun, die sich in dieser Scheibe formen. In unserem Sonnensystem beispielsweise kreisen alle acht Planeten in dieselbe Richtung, in die die Sonne rotiert.

Exoplanet GJ 3090 b tanzt aus der Reihe

Die Abweichung vom idealen Szenario ist minimal: Für die Erde beträgt der Winkel zwischen ihrer Umlaufbahn und der Äquatorebene der Sonne gerade einmal etwas über sieben Grad. Doch der Planet GJ 3090 b tanzt völlig aus der Reihe. „Zu unserer großen Überraschung befindet sich der Planet GJ 3090 b nicht nur auf einer stark schrägen Umlaufbahn, sondern er umkreist seinen Stern auch retrograd, also in entgegengesetzter Richtung zu dessen Rotation“, erklärt Yann Carteret, Doktorand am Astronomie-Departement der Universität Genf und Erstautor der Studie, in einer Mitteilung.

Um kosmischen Sonderlingen wie GJ 3090 b und den noch offenen Rätseln der Planetenentstehung auf den Grund zu gehen, blickt die europäische Wissenschaft auch nach Südhessen. Am Europäischen Raumflugkontrollzentrum (ESOC) der ESA in Darmstadt werden die komplexen Flugbahnen und Steuerungen für Europas wissenschaftliche Weltraummissionen koordiniert und überwacht. Neue Teleskope und künftige Exoplaneten-Missionen der europäischen Raumfahrtbehörde sollen künftig noch präzisere Daten über Atmosphären und Bahndynamiken ferner Welten liefern – gesteuert direkt aus dem Kontrollzentrum in Darmstadt. Damit ist Südhessen ein wichtiger Teil des globalen Netzes, das solche außergewöhnlichen Entdeckungen erst möglich macht.

Einen „Schuldigen“ hat die Forschung bisher nicht gefunden

Zurück zu dem „rebellischen“ Exoplaneten: Der Winkel zwischen der Umlaufbahn des Planeten und der Äquatorebene seines Sterns – von Astronomen „Psi“ genannt – beträgt bei GJ 3090 b etwa 136 Grad. Das ist extrem: Nur fünf andere Mehrplanetensysteme sind bekannt, die einen derart schräg laufenden Planeten mit einem Winkel von mehr als 70 Grad beherbergen. Die Studie wurde im Fachjournal Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Das eigentliche Rätsel aber ist: Warum? Normalerweise gibt es in solchen Fällen einen „Schuldigen“ – einen massiven Begleitstern oder einen Riesenplaneten, der durch seine Schwerkraft die Bahn des kleineren Planeten durcheinandergebracht hat. Doch bei GJ 3090 fehlt ein solcher Störenfried komplett. „Die Abwesenheit eines massiven Begleiters, der diese ungewöhnliche Umlaufbahn erklären könnte, wird uns dazu führen, andere Hypothesen zu erforschen“, sagt Vincent Bourrier, Dozent und Forscher am Astronomie-Departement der Universität Genf. Eine Möglichkeit: Der Stern könnte nachträglich eine zweite, schräg ausgerichtete Scheibe eingefangen haben, in der sich dann die Planeten bildeten.

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Universum hält noch viele Überraschungen bereit

Entdeckt wurde GJ 3090 b zunächst vom Weltraumteleskop TESS, das nach winzigen Helligkeitsschwankungen von Sternen sucht, die entstehen, wenn ein Planet vor ihnen vorbeizieht. Der Planet ist 2,2-mal so groß wie die Erde und 4,5-mal so schwer – ein sogenannter Sub-Neptun, die häufigste Planetenklasse in unserer Galaxie. Sein Stern GJ 3090 ist ein Roter Zwerg, deutlich kühler und kleiner als unsere Sonne.