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Exoplaneten: Zwei heiße Jupiter in der Krippe

Die Entdeckung von zwei heißen Jupitern um sonnenähnliche Sterne in einem offenen Sternhaufen liefert Aufschlüsse über die Planetenentstehung.
Ein heißer Jupiter und sein Stern

Der offene Sternhaufen Messier 44 im Sternbild Krebs ist dichtbesiedelt: In einer Himmelsregion mit einem Durchmesser von rund 23 Lichtjahren befinden sich dort rund 1000 Sterne. Die meisten sonnenähnlichen Sterne der Klassen F, G und K entstehen in solchen offenen Sternhaufen. Obwohl rund zehn Prozent dieser Sterne von heißen, jupiterähnlichen Planeten umkreist werden, ließen sich solche Himmelskörper bislang nicht in den Populationen offener Sternhaufen nachweisen – bis jetzt. Sam Quinn von der Georgia State University und Kollegen berichtet in der Fachzeitschrift "The Astrophysical Journal Letters" von der Entdeckung zweier heißer Jupiter in Messier 44.

Ein heißer Jupiter und sein Stern | Wissenschaftler haben im offenen Sternhaufen Messier 44 zwei heiße Gasriesen entdeckt, die um sonnenähnliche Sterne kreisen. In dieser künstlerischen Darstellung umkreist ein solcher heißer Jupiter sein Zentralgestirn.
Messier 44 wird auch Praesepe, lateinisch: Krippe, genannt. Das Objekt ist ein offener Sternhaufen, somit haben sich sich alle in ihm enthaltenen Sterne aus derselben Molekülwolke gebildet. Die Sterne bestehen somit aus demselben Material und weisen dasselbe Alter auf. Die Praesepe ist rund 600 Lichtjahre von der Erde entfernt und rund 600 Millionen Jahre alt. Im Vergleich zu anderen offenen Sternhaufen weist er eine recht hohe Metallizität auf, also einen relativ großen Anteil an Elementen, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind.

Mit dem 1,5-Meter-Tillinghast-Teleskop am Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona begab sich das Team um Quinn in Messier 44 auf Planetenjagd. Dabei nutzten sie die Radialgeschwindigkeitsmethode. Da ein Stern und sein Begleiter um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreisen, wackelt der Stern ein wenig. Dieses periodische Wackeln lässt sich im Spektrum des Sterns anhand der Dopplerverschiebung nachweisen. Unter 53 untersuchten Sternen stießen die Wissenschaftler auf zwei heiße Jupiter, also Gasriesen mit jupiterähnlicher Masse, die ihren Stern auf einer sehr engen Umlaufbahn umkreisen und somit sehr hohe Oberflächentemperaturen aufweisen.

Pr0201b umkreist einen Stern der Spektralklasse F. Er weist eine Umlaufdauer von rund 4,4 Tagen auf und besitzt rund eine halbe Jupitermasse. Pr0211b hingegen umkreist einen kühleren G-Stern, der eine ähnliche Oberflächentemperatur wie die Sonne aufweist. Für einen vollständigen Umlauf benötigt er rund 2,1 Tage. Seine Masse beträgt mindestens 1,8 Jupitermassen.

Diese Entdeckung liefert Informationen darüber, unter welchen Bedingungen sich solch heiße Planeten bilden können. Nach den gängigen Modellen können diese Planeten aufgrund der zu großen Temperaturen nämlich nicht in ihrer jetzigen Nähe zu ihrem Stern entstanden sein. Statt dessen bildeten sie sich weiter außen im Sternsystem und wanderten anschließend nach innen. Da das Alter von Messier 44 sehr genau bekannt ist, lassen sich so die Zeiträume für diesen Prozess eingrenzen. Darüber hinaus unterstützt die Existenz dieser beiden Planeten die Theorie, dass die Entstehung von Gasriesen durch hohe Vorkommnisse schwerer Elemente wie zum Beispiel Eisen in Molekülwolken gefördert wird – auch in dichteren und extremeren Umgebungen wie in offenen Sternhaufen.

  • Quellen
Samuel N. Quinn et al. 2012 ApJ 756 L33, arXiv:1207.0818

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