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Exoplanet hat Dichte von „Marshmallow“: In Wasser würde er schwimmen

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Von: Tanja Banner

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Ein riesiger Gasplanet um einen roten Zwerg erstaunt Forschende. Seine Dichte ist so gering wie die eines Marshmallows.

Frankfurt – Forschende haben bisher die ungewöhnlichsten Exoplaneten entdeckt. Unter den mehr als 5000 bekannten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems gibt es Ozeanplaneten, Planeten, die so heiß sind, dass es dort flüssige Edelsteine oder flüssiges Eisen regnen könnte und auch Exoplaneten, die heißer sind als so mancher Stern. Doch einen Exoplaneten wie den, den Forschende nun entdeckt haben, kannte man bisher noch nicht: TOI-3757 b ist ein riesiger Gasplanet, der einen roten Zwergstern umkreist.

Alleine die Tatsache, dass ein riesiger Gasplanet um einen kleinen und kühlen roten Zwerg kreist, ist für die Forschenden überraschend: „Es ist für Riesenplaneten traditionell schwierig, sich um rote Zwergsterne zu bilden“, erklärt Shubham Kanodia, Erstautor einer Studie über den neu entdeckten Exoplaneten. Die Studie wurde im Fachjournal The Astronomical Journal veröffentlicht und beschreibt den seltsamen Planeten als einen „Gasriese mit geringer Dichte, der einen M-Zwerg mit solarer Metallizität umkreist“.

Ein riesiger Gasplanet (rechts) mit der Dichte eines Marshmallows wurde in der Umlaufbahn um einen kühlen roten Zwerg (links) entdeckt. Der Exoplanet TOI-3757 b ist der „fluffigste Gasplanet, der je um diese Art von Stern entdeckt wurde“, heißt es in einer Mitteilung.
Ein riesiger Gasplanet (rechts) mit der Dichte eines Marshmallows wurde in der Umlaufbahn um einen kühlen roten Zwerg (links) entdeckt. Der Exoplanet TOI-3757 b ist der „fluffigste Gasplanet, der je um diese Art von Stern entdeckt wurde“, heißt es in einer Mitteilung. © NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani

„Marshmallow“-Exoplanet: In einer riesigen Badewanne würde er schwimmen

In einer Mitteilung zur Studie werden die beteiligten Forschenden jedoch deutlicher, was den Exoplaneten besonders macht: „seine durchschnittliche Dichte wird auf die eines Marshmallows geschätzt“, teilt das NOIRlab mit, das einige Teleskope betreibt, die für die Entdeckung zum Einsatz kamen. Die Forschenden schätzen die Dichte des Exoplaneten auf 0,27 Gramm pro Kubikzentimeter – weniger als die Hälfte der Dichte von Saturn und nur etwa ein Viertel der Dichte von Wasser. Könnte man den Exoplaneten in eine gigantische Badewanne legen, würde er darin schwimmen wie ein Marshmallow.

Der Jupiter-ähnliche Planet befindet sich etwa 580 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Fuhrmann und ist der Planet mit der niedrigsten Dichte, die je um einen roten Zwergstern entdeckt wurde. Gleichzeitig befindet sich der Exoplanet sehr nah an seinem Stern: Er benötigt etwa 3,5 Tage, um ihn einmal zu umkreisen. Zum Vergleich: Merkur, der sonnennächste Planet unseres Sonnenssystems, benötigt für eine Umrundung der Sonne etwa 88 Tage.

Weltall: Rote Zwerge sind klein und dunkel – und trotzdem unwirtlich

Ein roter Zwerg ist einer der kleinsten und dunkelsten Sterne, verglichen mit Sternen wie unserer Sonne sind sie äußerst kühl. Trotzdem können ihre Umlaufbahnen äußerst unwirtlich sein: Rote Zwerge können sehr aktiv sein, mit starken Eruptionen und Ausbrüchen, die Planeten ihrer Atmosphäre berauben können. Bisher wurden deshalb nur in größerer Entfernung zu roten Zwergsternen Gasplaneten gefunden.

Rund um den Exoplaneten TOI-3757 b gibt es noch einige ungeklärte Geheimnisse – allen voran die Frage, wie sich ein Gasplanet mit einer solch geringen Dichte im Umfeld eines roten Zwergs bilden konnte. Das Team um Shubham Kanodia hat eine Vermutung: In ihrer Studie schlagen sie vor, dass die extrem niedrige Dichte des Exoplaneten zwei Gründe hat. Aufgrund der geringeren Häufigkeit schwerer Elemente im Planeten gehen die Forschenden davon aus, dass der felsige Kern des Gasriesen sich langsamer gebildet hat, was die Gesamtdichte des Planeten beeinflusst.

„Marshmallow“-Exoplanet: Seine Existenz um einen roten Zwerg ist ein Rätsel

Außerdem scheint die Umlaufbahn des Exoplaneten eine Rolle zu spielen: Sie könnte den Forschenden zufolge leicht elliptisch sein – was dazu führt, dass der Planet seinem Stern manchmal näher kommt und manchmal weiter entfernt ist. Das könne zu einer erheblichen Überhitzung führen, die die Atmosphäre des Planeten aufblähen kann.

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Das Forschungsteam plant nun, den Marshmallow-Exoplaneten mit dem neuen „James Webb“-Weltraumteleskop der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA zu beobachten. Sie könnten dazu beitragen, „Licht in die bauschige Natur dieses Planeten zu bringen“, erklärt Jessica Libby-Roberts, Co-Autorin der Studie. Außerdem soll nach weiteren riesigen Gasplaneten um rote Zwerge gesucht werden, wie Kanodia betont: „Die Entdeckung weiterer solcher Systeme mit Riesenplaneten - von denen man früher annahm, dass sie in der Umgebung von roten Zwergen extrem selten sind - ist Teil unseres Ziels, zu verstehen, wie Planeten entstehen.“ (tab)

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