Groß wie Neptun, dichter als Stahl: Exoplanet als Rätsel für bestehende Theorien
Für die konventionellen Theorien zur Planetenentstehung ist TOI-1853 b ein Rätsel. Gleich mehrere Eigenschaften passen einfach nicht, schreiben die Entdecker.
(Bild: NASA/JPL-Caltech)
Eine internationale Forschungsgruppe hat mit TOI-1853 b einen Exoplaneten entdeckt, der laut den gegenwärtigen Theorien zur Planetenentstehung nicht existieren dürfte. Der Himmelskörper ist etwa dreieinhalbmal so groß wie die Erde und braucht für einen Orbit um seinen Stern etwas unter anderthalb Tagen. Damit befindet er sich mitten in der sogenannten "Neptun-Wüste", denn vergleichbare große Exoplaneten so eng bei Sternen sind bislang auffallend selten. Gleichzeitig kommt TOI-1853 b aber auf über 73 Erdmassen und ist damit dichter als Stahl. Diese Kombination sei ein "Rätsel für konventionelle Theorien zur Planetenentstehung", ordnet das Team die Bedeutung des Funds ein.
Schwer zu erklärender Fund
Wie die Forschungsgruppe um Luca Naponiello von der Universität Tor Vergata in Rom erläutert, wurden zwar bereits Exoplaneten mit einer vergleichbaren Dichte gefunden, die sind aber zumeist deutlich kleiner. Auch Exoplaneten mit solch einer großen Masse kennen wir demnach, die wiederum sind aber mindestens doppelt so groß. Spekuliert wird nun, dass eine oder gar mehrere Kollisionen für die äußerst ungewöhnliche Zusammensetzung von TOI-1853 b verantwortlich waren. Dabei könnte eine einst bestehende, umfangreiche Atmosphäre von dem Himmelskörper herausgeschlagen worden sein, woraufhin nur der extrem dichte und trotzdem riesige Kern übrig geblieben ist. Nötig wäre dafür aber ein "extrem gigantischer Einschlag".
(Bild: Naponielleo et.al)
Laut den Theorien ist es unwahrscheinlich, dass TOI-1853 b derart nahe an seinem Stern auf seine Größe gewachsen ist, weil die Verklumpung von dort existierenden Bestandteilen lange vorher aufhören würde. Zur Entstehungsgeschichte des Exoplaneten haben sie zwei Theorien. Möglich wäre es demnach, dass weiter außen in dem Sternsystem mehrere Gesteinsplaneten entstanden sind, die nach innen gewandert sind und dort nach gewaltigen Kollisionen jenen Himmelskörper gebildet haben, den wir jetzt beobachten. Vorstellbar sei aber auch, dass weiter draußen riesige Gasplaneten entstanden sind, von denen einer ins Innere des Systems geschleudert wurde, wo wir dessen extrem dichten Kern mit einer möglichen Hülle aus Wasser sehen. Beides wäre sehr ungewöhnlich.
Vorgestellt wird der Fund und die Theorien zur Entstehung von TOI-1853 b jetzt im Wissenschaftsmagazin Nature. Mit dem Fund und der Beschreibung des 544 Lichtjahre entfernten Exoplaneten trägt das Team ein weiteres Puzzlestück zur Erklärung der sogenannten "Neptun-Wüste" bei. So heißt in der Astronomie schon seit Jahren ein Bereich, in dem wir fast ausschließlich Exoplaneten finden, die nicht größer als der Mars oder aber nicht kleiner als der Jupiter sind. Dazwischen kennen wir nur sehr wenige Ausnahmen, TOI-1853 b ist jetzt eine besonders bemerkenswerte. Angenommen wird derzeit, dass Sterne die Atmosphären von Exoplaneten in diesem Bereich fast immer abtragen und lediglich die festen Kerne übrig lassen.
(mho)