🔭 Ein so großer Planet umkreist einen so kleinen Stern – wie ist das möglich?

Ein roter Zwergstern bringt die aktuellen Modelle der Planetenentstehung durcheinander, indem er einen Gasriesen beherbergt. Diese Entdeckung stellt unser Wissen über die Entstehung von Planeten um die kleinsten Sterne in Frage.

Gasriesen wie Jupiter sind häufig um sonnenähnliche Sterne, aber extrem selten um rote Zwerge. Diese masseärmeren Sterne haben weniger Material in ihrer protoplanetaren Scheibe, was die Bildung großer Planeten theoretisch begrenzt. Dennoch umkreist TOI-6894b, ein größerer Planet als Saturn, einen roten Zwerg, der zwanzigmal weniger massereich ist als die Sonne.

Das Team von Edward Bryant von der University of Warwick identifizierte TOI-6894b mithilfe des NASA-Satelliten TESS. Ergänzende Beobachtungen mit den Spektrographen ESPRESSO und SPIRou bestätigten seine Masse und Größe. Diese in Nature Astronomy veröffentlichte Entdeckung wirft Fragen zu den Mechanismen der Planetenentstehung auf.

Zwei Haupttheorien versuchen die Entstehung von Gasriesen zu erklären: die Kernakkretion und die Scheibeninstabilität. Erstere geht von der Bildung eines festen Kerns aus, der dann Gas anzieht, während letztere einen direkten Kollaps der protoplanetaren Scheibe annimmt. Keine scheint die Anwesenheit von TOI-6894b um einen so massearmen Stern vollständig zu erklären.

TOI-6894b umkreist seinen Stern sehr nah und vollendet einen Umlauf in 3,37 Tagen. Trotz dieser Nähe bleibt seine atmosphärische Temperatur mit etwa 147°C moderat, aufgrund der geringen Wärmeabgabe des roten Zwergs. Diese Besonderheit macht ihn zu einem idealen Ziel für die Erforschung der Chemie von Exoplanetenatmosphären.

Das James-Webb-Weltraumteleskop könnte das Rätsel von TOI-6894b bald lösen. Ein Beobachtungsantrag seiner Atmosphäre wurde angenommen, mit dem Ziel, Moleküle wie Methan oder Ammoniak nachzuweisen. Diese Daten könnten zeigen, ob der Planet durch Kernakkretion oder Scheibeninstabilität entstanden ist.

Rote Zwerge machen 75% der Sterne in der Milchstraße aus. Selbst wenn nur 1,5% von ihnen Gasriesen beherbergen, wie Wissenschaftler schätzen, könnte dies potenziell Millionen von Planeten ähnlich wie TOI-6894b bedeuten. Diese Entdeckung eröffnet somit neue Perspektiven in der Suche nach extrasolaren Welten.

Warum sind rote Zwerge so interessant für die Exoplanetenforschung?

Rote Zwerge sind die häufigsten Sterne in der Galaxie und bieten ein weites Feld für die Erforschung von Exoplaneten. Ihre geringe Leuchtkraft erleichtert die Entdeckung von Transitplaneten wie TOI-6894b.

Diese Sterne haben eine lange Lebensdauer, was die Entwicklung von Leben über unvorstellbare Zeiträume ermöglicht. Tatsächlich wird geschätzt, dass seit dem Urknall noch kein roter Zwerg sein Lebensende erreicht hat. Allerdings kann ihre intensive magnetische Aktivität umkreisende Planeten weniger bewohnbar machen.

Die Entdeckung von Gasriesen um rote Zwerge erweitert unser Verständnis der planetaren Vielfalt. Sie zeigt, dass massereiche Planeten in Umgebungen entstehen können, die bisher als ungünstig galten.

Rote Zwerge werden weiterhin ein bevorzugtes Ziel für Teleskope wie James Webb sein, die ihre Planeten und Atmosphären detailliert untersuchen können.