Tanz der Giganten

In einer Entfernung von etwa 325 Licht­jahren haben Astronomen einen Riesen­planeten entdeckt, der einen jungen masse­reichen Doppelstern umkreist. Der nur 15 Millionen Jahre alte Doppelstern b Centauri hat mindestens die sechsfache Masse der Sonne. Diese Eigenschaft macht ihn zum mit Abstand masse­reichsten Sternsystem, um das Astronomen einen Planeten gefunden haben. Bisher war es nicht gelungen, ein solches Objekt auf einer Bahn um einen Stern zu entdecken, der mehr als dreimal so massereich wie die Sonne ist.

Die meisten massereichen Sterne sind gleich­zeitig sehr heiß und dieses System bildet da keine Ausnahme: Sein Primärstern ist ein B-Stern, der mehr als dreimal so heiß ist wie die Sonne. Aufgrund seiner hohen Temperatur sendet er große Mengen an UV- und Röntgen­strahlung aus. Die große Masse und die hohe Temperatur dieses Sterntyps wirken sich stark auf das umgebende Gas aus, was der Planeten­bildung entgegen­wirken sollte. Je heißer ein Stern ist, desto mehr hoch­energe­tische Strahlung erzeugt er. Diese Eigen­schaft bewirkt, dass das umgebende Material schneller verdampft. „B-Sterne gelten im Allgemeinen als ziemlich zerstörerische und gefährliche Umgebungen. Man ging bislang davon aus, dass die Entstehung großer Planeten um sie herum äußerst schwierig sein müsste“, erklärt Markus Janson von der Uni Stockholm.

Die jüngste Entdeckung zeigt, dass sich in solch extremen Stern­umge­bungen trotzdem Planeten bilden können. „Wir hatten schon immer eine sehr auf das Sonnensystem bezogene Vorstellung davon, wie Planeten­systeme aussehen sollten“, erklärt Matthias Samland vom MPI für Astronomie in Heidelberg. „In den letzten zehn Jahren hat die Entdeckung vieler Planeten­systeme in über­raschenden und neuartigen Konfigu­ra­tionen dazu geführt, dass wir unsere historisch enge Sichtweise erweitern mussten. Diese Entdeckung fügt dieser Geschichte ein weiteres aufregendes Kapitel hinzu, dieses Mal für massereiche Sterne.“

Der entdeckte Planet b Centauri b ist zehnmal massereicher als Jupiter und damit einer der masse­reichsten Planeten, die je gefunden wurden. Darüber hinaus umkreist er den Doppelstern in einem Abstand, der hundert Mal größer ist als der Abstand des Jupiters zur Sonne – eine der weitesten Umlauf­bahnen, die bisher entdeckt wurden. Dieser beträchtliche Abstand zum zentralen Doppelstern könnte für das Überleben des Planeten entscheidend sein.

Diese Ergebnisse wurden dank des modernen Spectro-Polari­metric High-contrast Exoplanet REsearch Instruments SPHERE am Very Large Telescope der Europä­ischen Südstern­warte ESO in Chile möglich.  SPHERE war jedoch nicht das erste Instrument, das ein Bild von diesem Planeten aufgenommen hat. Im Rahmen der Studie unter­suchte das Team frühere Daten zu b Centauri und entdeckte, dass der Planet bereits vor mehr als zwanzig Jahren vom 3,6-Meter-Teleskop der ESO abgebildet worden war, obwohl er damals nicht als Planet erkannt wurde.

Mit dem Extremely Large Telescope der ESO, das noch in diesem Jahrzehnt mit den Beobachtungen beginnen soll, und weiteren technischen Fort­schritten könnten die Astronomen in der Lage sein, mehr über die Entstehung und die Eigen­schaften dieses Planeten zu ermitteln. „Es wird eine faszinierende Aufgabe sein zu erforschen, wie er sich gebildet haben könnte. Das ist im Moment noch ein Rätsel“, so Janson.

MPIA / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  M. Janson et al.: A wide-orbit giant planet in the high-mass b Centauri binary system, Nature 600, 231 (2021); DOI: 10.1038/s41586-021-04124-8
• Dept. of Astronomy, Stockholm University, Schweden
• Abt. Planeten- und Sternentstehung, Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg