13.01.2026 • Astronomie

Ausgestoßener Planet entdeckt und vermessen

Internationalem Team von Astronomen gelingt „Entdeckung des Jahrzehnts“.

Durch verschiedene Prozesse, wie beispielsweise Gravitationswechselwirkungen mit anderen Planeten, während der Entstehung von Planetensystemen oder nahe Vorbeiflüge an benachbarten Sternen, können Planeten aus ihren Sonnensystemen herausgerissen und in den interstellaren Raum geschleudert werden. Diese einsamen Planeten, die als frei schwebende oder vagabundierende Planeten bezeichnet werden, wandern dann durch die Milchstraße, ohne an einen bestimmten Stern gebunden zu sein. Theoretische Schätzungen gehen davon aus, dass ihre Zahl sehr groß sein könnte und möglicherweise sogar die Zahl der an Sterne gebundenen Planeten übersteigt. Jetzt ist es Astronomen erstmals gelungen, einen dingfest zu machen – und seine Masse zu bestimmen.

A free-floating planet lensing a distant star from the Galactic center. Two magnified images of the lensed star surround the Einstein ring of the event. All planets known to date are gravitationally bound to their host stars and orbit them. © J. Skowron, K. Ulaczyk / OGLE.

rtist’s impression of the microlensing event KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516, observed simultaneously from ground-based observatories and by the Gaia satellite. © J. Skowron / OGLE.

Wie können Planeten entdeckt und nachgewiesen werden, wenn sie kein Licht ausstrahlen und nicht mit einem Mutterstern interagieren? Die Antwort liegt in Mikrogravitationslinsen, mit der Astronomen die Masse eines Objekts messen können, das Licht ablenkt. In der Praxis tritt Mikrolinsen-Effekt auf, wenn das Licht eines entfernten Sterns durch die Schwerkraft eines näher gelegenen Objekts, der Linse, abgelenkt und verstärkt wird. Da dieser Effekt nicht davon abhängt, wie hell das Objekt selbst ist, können mit dieser Methode dunkle, nicht leuchtende Körper entdeckt werden, selbst wenn der Planet selbst überhaupt kein Licht ausstrahlt. Die Dauer eines Mikrolinsenereignisses hängt im Allgemeinen von der Masse der Linse ab. Bei Objekten mit planetarischer Masse sind solche Ereignisse sehr kurz und dauern nur wenige bis mehrere Stunden.

2017 veröffentlichten Astronomen des Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) Ergebnisse einer Suche nach frei schwebenden Planeten, die auf mehrjährigen intensiven Beobachtungen von etwa fünfzig Millionen Sternen in Richtung des Milchstraßen-Bulges basierten. Dabei entdeckten sie mehrere tausend gravitative Mikrolinsenereignisse mit Zeitskalen von Stunden bis zu Hunderten von Tagen. „Diese Beobachtungen deuteten darauf hin, dass frei schwebende Planeten recht zahlreich sein dürften, aber entgegen früheren Annahmen sollten die meisten von ihnen eher Planeten mit geringerer Masse sein als große, Jupiter-ähnliche Planeten“, sagt Przemek Mróz, der Erstautor jener Studie.

Bald darauf wurden weitere vielversprechende Kandidaten für frei schwebende Planeten identifiziert. Leider müssen Astronomen, um die Masse eines Planeten direkt bestimmen zu können, die Entfernung zur Linse kennen. Allein anhand von Beobachtungen von der Erde aus ist dies nur in seltenen Ausnahmefällen möglich. Daher blieben diese Objekte Kandidaten: Je nach ihrer unbekannten Entfernung könnten ihre Massen größer – sogar über den für Planeten üblichen Bereich hinaus – oder kleiner sein. Heute sind etwa ein Dutzend solcher Kandidaten bekannt. Der leichteste unter ihnen kann eine Masse haben, die so gering ist wie die des Mars. Dennoch war die Existenz frei schwebender Planeten, obwohl sie sehr wahrscheinlich ist, noch nicht endgültig bewiesen. Niemandem war es gelungen, die Masse eines solchen Objekts direkt zu messen und zu bestätigen, dass es sich tatsächlich um einen Planeten und nicht um einen massereicheren Körper wie einen Braunen Zwerg handelt.

Der jetzige Durchbruch gelang mit Beobachtungen, die am 3. Mai 2024 gemacht wurden. Mit Teleskopen des koreanischen KMTNet-Netzwerks mit Standorten in Australien, Südafrika und Chile, sowie dem OGLE-Teleskop am Las Campanas Observatorium in Chile zeichneten Astronomen ein kurzlebiges Mikrogravitationslinsenereignis auf, an dem ein heller Stern in Richtung Galaktisches Zentrum beteiligt war. Gemäß der Konvention wurde das Ereignis KMT-2024-BLG-0792 / OGLE-2024-BLG-0516 genannt. Bald nach Ende des Ereignisses wurde klar, dass die Form der Helligkeitsvariationen mit den Vorhersagen für eine Mikrolinse übereinstimmt, die durch einen frei schwebenden Planeten verursacht wird. Das Ereignis wurde sofort in die Liste der vielversprechendsten Kandidaten für frei schwebende Planeten aufgenommen.

Astronomen erkannten schnell, dass der Bereich des Himmels, in dem dieses Mikrolinsenereignis stattfand, zeitgleich von der ESA-Flaggschiff-Mission Gaia vom Lagrange-Punkt L2 aus beobachtet wurde. Gaia – mittlerweile abgeschaltet – war nicht für die Beobachtung sehr kurzlebiger Ereignisse ausgelegt, da es denselben Bereich des Himmels in der Regel nur alle dreißig Tage erneut beobachtet. Doch wieder einmal hatten die Astronomen außergewöhnliches Glück. Der Satellit beobachtete diesen Bereich nicht nur während des kurzen, zwei Tage dauernden Ereignisses, sondern führte innerhalb von 15 Stunden auch sechs photometrische Messungen durch, genau in den wichtigsten Momenten, als die durch das Linseneffekt verursachte Lichtverstärkung am stärksten war.

Die gleichzeitigen Beobachtungen des Mikrolinsenereignisses KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516 von der Erde und von Gaia aus boten eine einzigartige Gelegenheit, die Entfernung zum Linsenobjekt parallaktisch zu messen. Die photometrischen Daten von Gaia wurden erst im Juli 2024 zur Erde übertragen. Eine Analyse der vom KMTNet- und OGLE-Teleskop vom Boden aus gesammelten Mikrolinsendaten zusammen mit den weltraumgestützten Daten von Gaia zeigte, dass die jeweils gemessenen Lichtkurven sich ähneln. Das von Gaia aufgezeichnete Ereignis verlief jedoch etwa zwei Stunden später als das von der Erde aus gesehene. Diese Zeitverschiebung ermöglichte es, die Entfernung zur Linse und die Parameter des Ereignisses genau zu bestimmen, was wiederum eine direkte und genaue Bestimmung seiner Masse ermöglichte.

Dem Ergebnis nach hat das Objekt eine Masse von etwa 0,22 Jupitermassen oder 70 Erdmassen – etwas weniger als die Masse des Saturn. Es wurden auch keine Hinweise auf das Vorhandensein eines möglichen leuhchtschwachen Muttersterns innerhalb von mehr als zwanzig Astronomischen Einheiten vom Planeten gefunden. Mit sehr hoher Sicherheit kann das neu entdeckte Objekt daher als nicht an einen Stern gebunden betrachtet werden – es ist der erste präzise „gewogene” frei schwebende Planet. „Zum ersten Mal haben wir eine direkte Messung der Masse eines Kandidaten für einen vagabundierenden Planeten und nicht nur eine grobe statistische Schätzung“, sagt Subo Dong, Professor für Astronomie von der Universität Peking und den Nationalsternwarten der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Wir wissen mit Sicherheit, dass es sich um einen Planeten handelt.“

Die Entdeckung stellt damit ein Novum in der Exoplanetenforschung dar. Es handelt sich um den ersten vollständig dokumentierten Nachweis einer völlig neuen Kategorie von Exoplaneten: einer riesigen und bisher unerforschten Population von planetaren Objekten, deren Untersuchung für ein vollständiges Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen unerlässlich ist.

„Dies ist die Entdeckung des Jahrzehnts, vergleichbar mit der Entdeckung der ersten gut dokumentierten Exoplaneten in den 1990er Jahren,“ sagt Andrzej Udalski, Leiter des OGLE-Projekts. „Astronomen können nun endlich sicher sein, dass Objekte dieser Art tatsächlich im Universum existieren.“

Die Entdeckung des ersten frei schwebenden Planeten dürfte einen starken Impuls für weitere intensive Forschungen zu dieser Objektklasse geben. Für 2027 ist der Start des Roman-Weltraumteleskops der NASA geplant, dessen Hauptziele unter anderem die Entdeckung und Untersuchung frei schwebender Planeten ist. Im Rahmen dieser Mission sollen viele solcher Objekte entdeckt und charakterisiert werden, um ihre Eigenschaften im Detail zu untersuchen. Eine weitere bevorstehende Mission ist der chinesische Satellit Earth 2.0, dessen Start für 2028 geplant ist und der ebenfalls nach frei schwebenden Planeten suchen soll. Es besteht daher eine große Chance, in einigen Jahren zu erfahren, wie zahlreich diese einsamen Wandelsterne tatsächlich sind. [U Warszawski / Peking U / AAAS / dre]