Astronomen haben ein seltenes Planetensystem in seinen frühen Entwicklungsstadien beobachtet und dabei herausgefunden, dass junge Planeten mit zunehmendem Alter tatsächlich an Dichte verlieren. Das System V1298 Tau beherbergt vier Planeten, die einen Stern umkreisen, der gerade einmal 20 Millionen Jahre alt ist – kosmisch betrachtet ein Wimpernschlag im Vergleich zu den 4,5 Milliarden Jahren unserer Sonne. Diese Entdeckung liefert entscheidende Erkenntnisse darüber, wie häufige Planetenkonfigurationen entstehen, insbesondere die Supererden und Sub-Neptune, die die Milchstraße dominieren, aber in unserem eigenen Sonnensystem fehlen.
Das „fehlende Glied“ bei der Planetenentstehung
Seit Jahren rätseln Astronomen darüber, wie Planeten zwischen der Größe der Erde und Neptun in enge Umlaufbahnen um Sterne geraten. Das V1298-Tau-System bietet eine Momentaufnahme dieses Prozesses und fängt Planeten in ihren Entstehungsjahren ein, bevor sie sich vollständig in stabilen Konfigurationen niederlassen.
„Das Aufregende ist, dass wir eine Vorschau auf ein ganz normales Planetensystem sehen“, sagt der Hauptautor der Studie, John Livingston.
Die Planeten sind ungewöhnlich leicht – fast wie Styropor – und haben daher eine sehr geringe Dichte. Es wird erwartet, dass diese aufgeblähten Welten im Laufe der Zeit ihre dichte Atmosphäre abwerfen und zu dichteren Supererden und Sub-Neptunen werden.
Wie die Entdeckung gemacht wurde
Die Planeten wurden erstmals 2019 vom Kepler-Teleskop der NASA entdeckt, ihre genauen Eigenschaften blieben jedoch unbekannt. Die Forscher verbrachten fast ein Jahrzehnt damit, die Planeten zu verfolgen, während sie vor ihrem Stern vorbeizogen (eine Technik namens Transitbeobachtung), und maßen Einbrüche im Sternenlicht, um ihre Größe und Umlaufzeit zu bestimmen.
Ein entscheidender Durchbruch gelang, als bodengestützte Teleskope einen weiteren Transit des äußersten Planeten entdeckten, was es Wissenschaftlern ermöglichte, seine Umlaufbahn zu verfeinern und die Gravitationswechselwirkungen des Systems zu modellieren. Anschließend berechnete das Team anhand dieser Daten die Massen der Planeten und stellte fest, dass sie weitaus weniger dicht sind als erwartet.
Implikationen für die Planetenentwicklung
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich junge Planeten schneller entwickeln als bisher angenommen, schneller an Masse verlieren und schrumpfen, als Standardmodelle vorhersagen. Dies bedeutet, dass die frühen Stadien der Planetenentwicklung chaotischer sind als bisher angenommen, wobei sich die Atmosphäre unter bestimmten Bedingungen schnell löst.
Über Milliarden von Jahren werden sich diese „aufgedunsenen“ Planeten weiter zusammenziehen und sich in die kompakten Supererden und Sub-Neptune verwandeln, die in der gesamten Galaxie üblich sind. Indem sie diesen Prozess aus erster Hand beobachten, können Astronomen Theorien darüber testen und verfeinern, wie sich Planetensysteme entwickeln.
Diese Entdeckung unterstreicht die dynamische Natur der Planetenentstehung und stellt ältere Annahmen darüber in Frage, wie häufige Planetenkonfigurationen entstehen. Das V1298-Tau-System bietet einen wichtigen Maßstab für das Verständnis der Entwicklung von Welten jenseits unserer eigenen.
