Ein kleiner Planet hat gerade eine Umlaufbahn enthüllt, die nahezu dem entgegengesetzt ist, was sein System normalerweise hätte hervorbringen sollen.
GJ 3090 b kreist um einen roten Zwerg, einen kleineren und kühleren Stern als die Sonne. Dieser Planet besitzt einen etwa 2,2-mal größeren Radius als die Erde und eine ungefähr 4,5-mal größere Masse. Für einen vollständigen Umlauf benötigt er nur 2,9 Tage.
Künstlerische Darstellung eines Exoplaneten auf einer retrograden Umlaufbahn um seinen Stern.
Bildnachweis: ESO/L. Calçada.
Wenn ein Stern und seine Planeten in derselben Scheibe aus Gas und Staub entstehen, drehen sie sich normalerweise in dieselbe Richtung. GJ 3090 b tut beinahe das Gegenteil. Seine Umlaufbahn ist gegenüber der Rotation seines Sterns stark geneigt und verläuft in die entgegengesetzte Richtung: Sie wird als retrograd bezeichnet.
Um diese Ausrichtung zu messen, beobachteten die Forschenden mehrere Durchgänge des Planeten vor seinem Stern. Sie nutzten hauptsächlich NIRPS, ein Instrument am 3,6-m-Teleskop des La-Silla-Observatoriums in Chile. Sechs Transits wurden verfolgt, mehrere davon zusätzlich mit dem Instrument HARPS.
Die Messung der Rotation des Sterns basiert auf der Verschiebung seines ausgesandten Lichts. Ein Teil seiner Oberfläche bewegt sich auf uns zu, wodurch sich das empfangene Licht leicht zum blauen Bereich hin verschiebt, während sich der andere Teil von uns entfernt und eine Verschiebung zum roten Bereich aufweist. Wenn der Planet vor dem Stern vorbeizieht, verdeckt er nacheinander kleine Bereiche, deren Licht diese Information trägt. Die Reihenfolge dieser Verdeckungen ermöglicht es, die Bewegungsrichtung zu rekonstruieren.
Die Forschenden ermitteln einen Winkel von etwa 136° zwischen der Umlaufbahn des Planeten und der Rotationsachse des Sterns. Oberhalb von 90° ist eine Umlaufbahn retrograd. Damit ist GJ 3090 b der erste bekannte Planet, der eine solche Bahn um einen roten Zwerg verfolgt.
Eine naheliegende Erklärung wäre die gravitative Wirkung eines großen Begleiters. Ein weiterer massereicher Planet oder ein zweiter Stern kann eine Umlaufbahn allmählich neigen. Die mit mehreren Methoden durchgeführten Untersuchungen haben jedoch kein Objekt entdeckt, das massiv und weit genug entfernt wäre, um die beobachtete Konfiguration leicht zu erklären.
Eine andere Spur führt daher zurück zur Entstehung des Systems. Der Stern könnte zu einem späteren Zeitpunkt Gas erhalten haben, das aus einer anderen Richtung einströmte. Dadurch könnte sich eine zweite Materiescheibe schräg oder sogar entgegen der Rotation des Sterns gebildet haben. In dieser Scheibe wären anschließend die Planeten entstanden, bevor sie nach innen wanderten.
Das System enthält mindestens einen weiteren bestätigten Planeten, sodass sich diese Hypothesen überprüfen lassen. Indem sie die Ausrichtung der anderen Umlaufbahnen messen, können die Forschenden feststellen, ob das gesamte System dieselbe Neigung aufweist oder ob GJ 3090 b eine besondere Entwicklung durchgemacht hat.