Exoplanet wirft Rätsel auf: Dürfte so eigentlich nicht existieren

Ein internationales Forschungsteam hat unlängst einen Exoplaneten entdeckt, dessen Entstehung Rätsel aufgibt. Er ist ungefähr so groß wie Neptun, aber 4 Mal so massereich. Seine Atmosphäre ist dünn und macht schätzungsweise höchstens 1 Prozent seiner Masse aus.

Planeten in Neptungröße können grundsätzlich sehr vielfältig sein. Diese Diversität reicht von eisigen Welten mit dicken Atmosphären aus Wasserstoff und Helium bis hin zu sehr dichten Planeten, die aus enormen Mengen Wasser oder fast vollständig aus Gestein bestehen.

Heißer Neptun-ähnlicher Planet

In einer neuen Studie, die im Journal Nature veröffentlicht wurde, haben die Forscher*innen den Stern TOI 1853 b mit etwa 80 Prozent der Sonnenasse analysiert. Das Objekt wurde mithilfe des Transiting Exoplanet Survey Satellite identifiziert. Er befindet sich rund 544 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Entdeckt wurde auch ein Exoplanet, der den Stern in 1,24 Tagen umkreist.  Er ist dem Mutterstern also sehr nah. Das sorgt für Temperaturen von bis zu 1.200 Grad Celsius auf dem Planeten.

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Der Durchmesser des Planeten ist etwa 3,46 Mal größer als jener der Erde und fast so groß wie Neptun. Die Forscher*innen schätzen, dass seine Masse 73 Mal so groß ist wie jene der Erde ist und 4 Mal so groß wie jene des Neptun. Die Masse entspricht vielmehr jener von Saturn.

Kompakte Dichte überraschend

Generell ist TOI 1853 b der dichteste Neptun-ähnliche Planet, der je entdeckt wurde. Dass Planeten in Neptungröße so kompakt sein können, ist überraschend. Zwar gibt es Planeten mit ähnlicher Dichte, die sind aber normalerweise kleiner. Auch gibt es Himmelskörper mit ähnlichen Massen, aber sie sind fast alle doppelt so groß.

Generell sind Objekte, die ihre Sterne so eng umkreisen, größtenteils entweder Gesteinsplaneten mit einem Durchmesser von weniger als dem Doppelten der Erde oder sogenannte heiße Jupiter. Das sind Gasriesen mit einer Größe von mehr als dem Zehnfachen des Erddurchmessers. 

Gestein-Wasser-Planet denkbar

Wie der Planet entstanden ist, ist noch nicht völlig geklärt. Die Forscher*innen vermuten, dass er möglicherweise durch Kollisionen zwischen Supererden entstanden sein könnte. Dadurch wäre ein Teil der Atmosphäre und des Wassers entfernt worden und größtenteils Gestein zurückgelassen. Das würde aber bedeuten, dass der Planet einen Bruder in der Nähe hat. Diesen haben die Forscher*innen allerdings bisher noch nicht ausfindig gemacht.

Wird kein Bruder gefunden, könnte der Planet auch eine ovale Umlaufbahn gehabt haben. Diese hätte zu regelmäßigen Begegnungen mit seinem Stern geführt, wodurch der Planet einen Großteil seiner Atmosphäre verloren und einen dichten Kern zurückgelassen hätte.

Das Team vermutet, dass TOI 1853 b zur Hälfte aus Gestein und zur Hälfte aus Wasser besteht. Trifft das zu, könnte seine Atmosphäre aufgrund der Hitze reich an Wasserdampf sein. Um Näheres herauszufinden, müssen weitere Analysen durchgeführt werden.