Heiße Jupiters haben keine Freunde
Schwere Gasriesen auf engen Radien kreisen ohne Nachbarplaneten um ihren Stern.
Die Anzahl nachgewiesener Exoplaneten der kosmischen Nachbarschaft der Erde ist in den letzten Jahren schier explodiert. Allein das auf die Planetensuche spezialisierte Weltraumteleskop Kepler hat über 2000 Kandidaten ausfindig gemacht. Zu diesen gehören schwere Gasriesen ebenso wie erdähnliche Planeten. Etliche der beobachteten Exoplaneten sind in Mehrplanetensystemen zu Hause. Eine Unterklasse der Himmelskörper zeigt nach einer Analyse der jüngsten Daten aber eine Auffälligkeit: Die „heißen Jupiters“, also große Gasriesen, die auf engen Radien um ihren Stern kreisen, tun dies nach einer US-amerikanischen Studie anscheinend ausnahmslos allein.
Abb.: Künstlerische Darstellung von Planetentransits, wie sie mit dem Kepler-Weltraumteleskop nachgewiesen wurden. (Bild: J. H. Steffen et al., PNAS)
Als heiße Jupiters bezeichnen die Forscher Planeten mit einem Radius zwischen dem 0,6-fachen und dem 2,5-fachen des Jupiters und einer Umlaufzeit von 0,8 bis 6,3 Tagen. In solch einer kurzen Distanz zum Stern – noch deutlich näher als Merkur – können die Oberflächentemperaturen bis zu einigen hundert Grad betragen. Zwei andere Planetenklassen sind die „warmen Jupiters“, die Umlaufzeiten zwischen 6,3 und 15,8 Tagen besitzen, sowie die „heißen Neptuns“, die die selbe Umlaufzeit besitzen wie die heißen Jupiters, aber deutlich leichter sind und einen Radius zwischen 0,126 und 0,6 relativ zu Jupiter haben.
Insgesamt untersuchten die Forscher 63 heiße Jupiters, 31 warme Jupiters und 222 heiße Neptuns. Für die Planetensuche nutzten sie einerseits der Transitmethode, bei der Exoplaneten identifiziert werden, die vor ihrem Stern vorbeiziehen und dadurch dessen Helligkeit ein wenig abdunkeln. Andererseits untersuchten sie die Variationen der Umlaufzeit – die Transit Time Variations (TTV) –, die sich ergeben, wenn Nachbarplaneten durch ihre Gravitation für eine unregelmäßige Kreisbewegung sorgen.
Bei den warmen Jupiters wiesen die Wissenschaftler in fünf Planetensystemen weitere Planeten nach. Bei den heißen Neptuns fanden sich in 73 der untersuchten Systeme andere Exoplaneten. Lediglich bei den heißen Jupiters ging die Suche leer aus. In ihrer Studie weisen die Forscher darauf hin, dass dies auf eine besondere Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte von Planetensystemen mit heißen Jupiters hindeuten könnte. Schwere Gasriesen, die auf solch engen Bahnen kreisen, haben vermutlich einmal exzentrische Bahnen besessen und sich durch Gezeitenkräfte mit dem Zentralgestirn dann hin zu kreisförmigen Bahnen stabilisiert. Hierbei können andere Planeten aus der Bahn oder sogar aus dem Planetensystem geworfen werden. Die Häufigkeit von Nachbarplaneten in Systemen mit heißen Neptuns bedeutet demzufolge, dass die mögliche Architektur eines Planetensystems – und somit auch die Existenz erdähnlicher Planeten in lebensfreundlichen Orbits – stark massenabhängig ist.
Dirk Eidemüller
