Eine sonderbare Familie von Riesen

Print Friendly, PDF & Email

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine künstlerische Darstellung des neu entdeckten Super-Jupiter um einen entwickelten Stern; er ist nur das dritte bekannte Beispiel für solch ein System. NASA / JPL-Caltech

Gegenwärtig kennt man 565 Exoplaneten, die so massereich oder noch massereicher als Jupiter sind; dies entspricht etwa einem Drittel aller bekannten und bestätigten Exoplaneten. Ungefähr ein Viertel der massereichen Exoplaneten umkreist seinen Stern auf engen Umlaufbahnen, mit Umlaufzeiten von weniger als zehn Tagen (die Erde benötigt ungefähr 365 Tage, um die Sonne zu umkreisen). Durch die Strahlung des nah gelegenen Sterns aufgeheizt, werden diese Riesen oft heiße Jupiter genannt.

Trotz der großen und vielgestaltigen Population bekannter, riesiger Exoplaneten umkreisen nur zwei von ihnen ältere, entwickelte Sterne. Wie und warum so viele der riesigen Planeten nah an ihrem Heimatstern liegen, ist immer noch ein Rätsel: möglicherweise sind sie im Laufe der Zeit von entfernter gelegenen Bereichen ihres Planetensystems nach innen gewandert oder sind sie stattdessen vielleicht dort entstanden? Entwickelte Sterne, die dicht bei ihnen gelegene, riesige Exoplaneten beheimaten, werfen eine wichtige Frage im Gesamtbild auf, liefern aber einige Hinweise: wenn diese Sterne altern, kühler werden und sich ausdehnen, könnten sie jeden Planeten in der Nähe zerstören oder verschlucken. Aufgefundene Beispiele erlauben es den Astronomen, ihre Modelle zur Bildung und Entwicklung von Planeten zu verbessern.

Dave Latham, David Kipping, Matthew Payne, David Sliski, Lars Buchhave, Gilbert Esquerdo, Michel Calkins und Perry Berlind vom CfA haben mit ihren Kollegen zwei neue, riesige Exoplaneten um einen entwickelten Stern entdeckt. Kepler-432b besitzt etwa 5.4 Jupitermassen und umläuft seinen Stern in 52.5 Tagen – er ist das dritte bekannte Beispiel eines dicht an einem entwickelten Stern stehenden Riesenplaneten; Kepler-434c besitzt 2.4 Jupitermassen und umkreist in 406 Tagen den Stern viel weiter außen. Der Heimatstern, Kepler-432, besitzt ungefähr 1.35 Sonnenmassen, ein Alter von etwa 3.5 Milliarden Jahren und hat seine stabile Lebensphase des Wasserstoffbrennens gerade beendet und beginnt, sich auszudehnen; er erreicht gegenwärtig 4.16 Sonnendurchmesser.

Die Astronomen entdeckten, daß der massereiche innere Planet auf in mindestens dreierlei Art seltsam ist. Zunächst empfängt er keine hohen Strahlungswerte oder ist heiß, anders als typische heiße Jupiter. Dann ist seine Umlaufbahn stark exzentrisch (dies bedeutet, daß sich sein Abstand vom Stern während eines Umlaufs beträchtlich ändert); dies weist darauf hin, daß er auf diese Umlaufbahn gewandert sein könnte. Letztlich ist seine Drehachse zufällig eng an der des Sterns ausgerichtet, eine weitere sonderbare Eigenschaft, zumal so etwas gewöhnlich nicht bei Planeten gefunden wird, die gewandert sind. Die Ergebnisse verdeutlichen die erstaunliche Spannweite an Eigenschaften der Exoplaneten und ihrer möglichen Bildungsmechanismen, und besagen, daß Kepler-432b entweder ein in Wirklichkeit seltener Fall ist oder eine weit verbreitete Gruppe von Exoplaneten verkörpert, die gewöhnlich zerstört werden, wenn ihr Heimatstern altert, aber der es in diesem Fall bis jetzt geschafft hat, zu überleben – obgleich seine Tage vermutlich gezählt sind (vielleicht nur weitere wenige hundert Millionen Jahre).

Literatur:
„Kepler-432: A Red Giant Interacting with One of Its Two Long-Period Giant Planets“
Samuel N. Quinn, Timothy. R. White, David W. Latham, William J. Chaplin, Rasmus Handberg, Daniel Huber, David M. Kipping, Matthew J. Payne, Chen Jiang, Victor Silva Aguirre, Dennis Stello, David H. Sliski, David R. Ciardi, Lars A. Buchhave, Timothy R. Bedding, Guy R. Davies, Saskia Hekker, Hans Kjeldsen, James S. Kuszlewicz, Mark E. Everett, Steve B. Howell, Sarbani Basu, Tiago L. Campante, Jørgen Christensen-Dalsgaard, Yvonne P. Elsworth, Christoffer Karoff, Steven D. Kawaler, Mikkel N. Lund, Mia Lundkvis, Gilbert A. Esquerdo, Michael L. Calkins, and Perry Berlind
The Astrophysical Journal, 803:49 (21pp), 2015 April 20