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“.

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„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.

Weltraum-Bilder der Woche: „James Webb“ besucht die legendären „Säulen der Schöpfung“

Das „James Webb“-Weltraumteleskop von Nasa, Esa und CSA blickt tief ins Sonnensystem hinein: Der Planet Neptun, ein Gasriese, ist 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt und erscheint im Fernglas wegen seiner Methan-Atmosphäre eigentlich blau. Doch im Infrarot-Blick des Teleskops erscheint er hell, seine Ringe sind außerdem gut zu erkennen. Der helle, bläuliche „Stern“ über Neptun ist dessen Mond Triton.

Weltraumbild der Woche vom 14. September 2022: Die Dark Energy Camera (DECam) des NOIRLab hat dieses Bild des Hummernbels (NGC 6357) aufgenommen. Es handelt sich dabei um ein Sternentstehungsgebiet, etwa 8000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Auf dem Bild gut zu erkennen: helle, junge Sterne, die von Staub- und Gaswolken umgeben sind. Der Hummernebel befindet sich nahe dem Zentrum der Milchstraße und enthält eine Vielzahl heißer und junger Sterne, sowie Gas und Staubwolken. Letztere werden unter dem Einfluss von UV-Strahlung und Sternenwinden zum Leuchten angeregt.

Weltraumbild der Woche vom 14. September 2022: Das Weltraumteleskop „Hubble“, das von den Weltraumorganisationen Nasa und Esa kontrolliert wird, hat zwei Spiralgalaxien aufgenommen, die sich überlappen. Die beiden Galaxien mit den komplizierten Namen SDSS J115331 und LEDA 2073461 befinden sich mehr als eine Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt. Und auch wenn es den Anschein hat, als würden sie miteinander kollidieren, ist das tatsächlich nicht der Fall. Die beiden Galaxien interagieren nicht miteinander heißt es bei der europäischen Weltraumorganisation Esa.

Weltraumbild der Woche vom 14. September 2022: Atemberaubend ist dieses Bild, das das „James Webb“-Weltraumteleskop von Nasa, Esa und CSA vom berühmten Orionnebel gemacht hat. Zu sehen ist eine Sternenentstehungsregion, ähnlich wie die, in der unser Sonnensystem vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren entstand. Diese Region im Orionnebel zu beobachten, soll Forschenden dabei helfen, besser zu verstehen, was in den ersten Millionen Jahren der Planetenentstehung in der Milchstraße passiert ist. „Diese neuen Beobachtungen erlauben es uns, besser zu verstehen, wie massereiche Sterne die Gas- und Staubwolken verändern, in denen sie geboren sind“, erklärt die Astrophysikerin Els Peeters.

Weltraumbild der Woche vom 07. September 2022: Ganz neu ist dieses Bild, das das „James Webb“-Weltraumteleskop der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA gemacht hat. Zu sehen ist die Sternengeburtsstätte 30 Doradus, die aufgrund ihres Aussehens den Spitznamen „Tarantelnebel“ (NGC 2070) erhalten hat. Es handelt sich um einen sehr hellen Emissionsnebel in der Großen Magellanschen Wolke. Astronominnen und Astronomen beobachten ihn, um die Sternentstehung zu erforschen. „Webb“ liefert einen ganz neuen Blick auf den Tarantelnebel: Zu sehen sind in dieser Aufnahme auch junge Sterne sowie weit entfernte Galaxien im Hintergrund. Auch die Struktur und Zusammensetzung von Gas und Staub im Tarantelnebel ist detailliert zu erkennen. Der Tarantelnebel ist 161.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und die Heimat einiger der heißesten und massereichsten Sterne, die bekannt sind.

Weltraumbild der Woche vom 07. September 2022: Sie wartet immer noch auf ihren Einsatz: Die Nasa-Mond-Rakete Space Launch System (SLS) soll die Crew-Kapsel „Orion“ einmal um den Mond herum befördern – doch ihr Start wurde bereits zwei Mal kurzfristig abgesagt. Nun müssen erst einmal die Probleme behoben werden.

Weltraumbild der Woche vom 07. September 2022: Während die „Artemis I“-Mission der Nasa nicht im August starten konnte, hob eine „Falcon 9“-Rakete von SpaceX mit 46 „Starlink“-Satelliten von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien ab. Dabei entstand diese Langzeitbelichtung, die die Flugbahn der Rakete zeigt.

„Cosmic Cliffs“ („Kosmische Klippen“), so haben die Forschenden diese Aufnahme des Carinanebels benannt. Zu sehen sind kosmische „Berge“, „Täler“ und bisher nie gesehene Sterne und Sternentstehungsgebiete. Das scharfe Auge des „James Webbs“ kann durch kosmischen Staub hindurchblicken und Dinge sichtbar machen, die für das Weltraumteleskop „Hubble“, das diese Region ebenfalls aufgenommen hat, unsichtbar sind. Das Großprojekt der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA revolutioniert die Astronomie mit seinem scharfen Infrarotblick in die Tiefen des Universums. Die „Kosmischen Klippen“ werden den Forschenden Aufschluss über den Prozess der Sternenentstehung geben – alle anderen können einen atemberaubenden Blick ins Universum genießen und mit scharfem Auge auch zahlreiche uralte Galaxien erkennen.

Der Nasa-Rover „Curiosity“ ist seit zehn Jahren (Landung am 6.8.2012) auf dem Mars aktiv und erfreut seine Fans auf der Erde immer wieder mit Selfies wie diesem. Dazwischen liefert er seinen Forschungsteams auf der Erde zahlreiche Daten vom roten Planeten.

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.

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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