Astronomie: Resonanzkette aus sechs Exoplaneten um Stern HD 110067 entdeckt

Eine Forschungsgruppe hat sechs Exoplaneten entdeckt, die in einer besonders seltenen Harmonie um ihren Stern kreisen. Wie das Team erläutert, kreist der innerste von ihnen genau dreimal um den 100 Lichtjahre von uns entfernten Stern, während der zweite ihn zweimal umkreist. Diese 3/2-Resonanz wiederholt sich demnach auch für das nächste und übernächste Paar. Bei den äußersten Planeten des Systems wurde dann eine 4/3-Resonanz ermittelt. Damit handelt es sich um eine der längsten und perfektesten Resonanzketten, die bislang beobachtet wurden, sie dürfte seit Milliarden Jahren intakt sein. Weitere Analysen des Systems könnten wertvolle Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen liefern, erklärt das Team.

Komplexes Muster seit Milliarden Jahren stabil

Nach ihrer Entstehung kreisen Planeten normalerweise in solchen Resonanzen um ihre Sterne, erklärt die Universität Chicago. Vom dort arbeitenden Astronomen Rafael Luque wurde die Analyse geleitet. Weil die Umlaufbahnen danach aber leicht gestört werden können, halten diese Symmetrien fast nie. Planetensysteme, in denen die Resonanz erhalten geblieben ist, sind deswegen besonders wertvoll, weil sie einen Einblick in die Frühphase ermöglichen. Im Fall des jetzt vorgestellten Sternsystems HD 110067 ist die Resonanzkette so felsenfest, dass sie sich seit der Entstehung nicht geändert haben dürfte. Man gehe davon aus, dass lediglich ein Prozent von Planetensystemen ihre Resonanzen behalten und noch weniger solch lange Resonanzketten, sagt Luque.

Bei allen sechs Exoplaneten des Systems handelt es sich um sogenannte Mini-Neptune oder Gaszwerge. Im Sonnensystem gibt es dafür keine Entsprechung. Sie gleichen vom Aufbau her unserem Neptun, sind aber deutlich kleiner. Zwischen den kleinsten Mini-Neptunen und den größten Gesteinsplaneten – der Supererden – gibt es unter allen Exoplaneten eine rätselhafte Lücke. Die Entdeckung von HD 110067 und seinen Planeten liefere nun Referenzsystem zur Erforschung der Entstehung und Entwicklung von Mini-Neptunen, schreibt das Team. Möglicherweise kann es sogar Einblicke darin liefern, ob es irgendwo tief unter ihrer dichten Atmosphäre Bedingungen gibt, in denen erdähnliches Leben existieren könnte. Die Studie ist im Wissenschaftsmagazin Nature erschienen.

Entdeckt wurden die ersten Exoplaneten in dem System in den Daten des Weltraumteleskops TESS der NASA. Das hat die charakteristischen Abdunkelungen aufgezeichnet, als diese aus unserer Perspektive vor dem Stern vorüberzogen. Zur Analyse seien dann Daten des ESA-Weltraumteleskops Cheops herangezogen worden. Die äußersten Planeten des Systems seien dann dank der Resonanzkette vorhergesagt und an den erwarteten Orten bestätigt worden. Die Resonanzkette gehört zu den längsten, die wir kennen. Anfang 2021 war eine aus fünf Exoplaneten vorgestellt worden. Auch die sogar insgesamt sieben Exoplaneten des bekannten Sterns TRAPPIST-1 umkreisen den in vergleichbaren, aber noch komplexeren Resonanzen.

(mho)