In den vergangenen 20 Jahren schauten Astronomen in den Nachthimmel und rätselten über einen Planetentyp, der als Hot Jupiter (Heißer Jupiter) bezeichnet wird. Als sie die Daten von Großteleskopen auf Berggipfeln und später die von Weltraumteleskopen wie Kepler zur Erde geschickten Daten analysierten, fragten sie sich: Wie gelangten diese großen, heißen Planeten so nah an ihre Zentralsterne?
Wissenschaftler der University of Michigan in Ann Arbor arbeiteten mit Kollegen zusammen und haben mit Daten der K2-Mission eine erstaunliche Entdeckung gemacht. Eines dieser rätselhaften Hot-Jupiter-Systeme besitzt nicht nur einen, sondern zwei weitere nahe planetare Begleiter, was neue Anhaltspunkte über die Entstehung und die Migration von Planeten gibt.
„Das ist wirklich aufregend“, sagte Juliette Becker, eine Doktorandin am Astronomy Department am College of Literature, Science, and the Arts der University of Michigan. Sie ist die Hauptautorin einer Abhandlung, die die Entdeckung beschreibt. „Man hat nach diesen Planeten gesucht, und man hat jahrelang in Daten über Hot Jupiters gesucht, ohne dass etwas gefunden wurde. Also nahm man an, es sei nicht möglich, dass diese nahen planetaren Begleiter existieren können.“
Bis jetzt. Im Lauf der vergangenen zwei Jahrzehnte wurden rund 300 Hot Jupiters identifiziert, und dies ist das erste Mal, dass in einem solchen System noch näher am Stern liegende Planeten entdeckt wurden. Die neue Entdeckung ist hilfreich für Wissenschaftler, die die Entstehung und Bewegung von Planeten in Sonnensystemen zu verstehen versuchen.
„Die gesamte Theorie über die Planetenentstehung und -migration ist nicht vollständig verstanden“, sagte Becker. „Auch heute wird viel daran gearbeitet herauszufinden, wie Jupiter an seine Position gelangte. Alles, was wir darüber erfahren können, wie Hot Jupiters migrieren, hilft dabei, die Planetenentstehung und -migration als Ganzes zu verstehen.“
Hot Jupiters tragen ihren Namen wegen ihrer Größe und gasreichen Zusammensetzung (wie Jupiter) und wegen ihrer ungewöhnlich nahen Position an ihren Zentralsternen (heiß). Man nimmt an, dass große Gasplaneten bei kalten Temperaturen entstehen. In unserem Sonnensystem bedeutet das, dass die Entstehung jenseits des Asteroidengürtels stattgefunden haben muss, fernab der brennenden Hitze der Sonne.
Die Hot Jupiters in fernen Sonnensystemen umkreisen ihre Zentralsterne in Entfernungen von zehn bis 20 Sonnenradien, was deutlich näher ist als die Umlaufbahn Merkurs an unserer Sonne. Das lässt Astronomen darüber rätseln, wie die heißen Riesenplaneten dorthin kamen. Hot Jupiters sind für das bloße Auge unsichtbar. Es gibt einige Superteleskope auf der Erde, die sie indirekt nachweisen. Wissenschaftler untersuchen außerdem Daten, die von Weltraumteleskopen gesammelt wurden.
Becker und ihre Kollegen machten die Entdeckung mit Daten der K2-Mission, einer erweiterten Mission des Kepler-Weltraumteleskops. Die Person, die als erstes die Möglichkeit eines weiteren nahen planetaren Begleiters im System WASP-47 erkannte, war Hans Schwengeler, ein „Bürgerwissenschaftler“, der sie in einem öffentlichen Forum namens Planet Hunters erwähnte.
Beckers Kollege Andrew Vanderburg, ein Doktorand an der Harvard University, bemerkte Schwengelers Kommentare im Forum und teilte sie mit Becker. Das Team, zu dem auch Beckers Berater Fred Adams (Physik-Professor an der University of Michigan) und Saul Rappaport (Professor am MIT) gehören, führte dann eine umfangreiche Analyse der Lichtkurve in den K2-Daten durch und bestätigte die Existenz zweier weiterer naher Planeten: ein äußerer Planet von der Größe Neptuns und eine Supererde weiter innen.
Abhandlung: „WASP-47: A Hot Jupiter System with Two Additional Planets Discovered by K2“ von Juliette C. Becker, Andrew Vanderburg, Fred C. Adams, Saul A. Rappaport, Hans Martin Schwengeler
(THK)
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