Hot Jupiter – gigantische Gasplaneten, die sehr nah um ihren Stern kreisen – haben Wissenschaft und Forschung seit ihrer Entdeckung fasziniert. Doch neue Erkenntnisse stellen bisherige Theorien über ihre Entstehung und Migration infrage. Ein Team unter der Leitung der Universität Genf (UNIGE) hat in Zusammenarbeit mit weiteren internationalen Partnern ein einzigartiges Planetensystem entdeckt: WASP-132. Dieses System beinhaltet einen Hot Jupiter, eine Supererde und einen eisigen Riesenplaneten – eine Konstellation, die das Verständnis über die Entwicklung von Planetensystemen grundlegend verändern könnte.
Was sind Hot Jupiter?
Hot Jupiter sind Planeten, die in etwa die Masse unseres Jupiters besitzen, sich jedoch in extrem geringer Entfernung zu ihrem Stern befinden – näher als Merkur zur Sonne. Aufgrund dieser Nähe erreichen sie Temperaturen von mehreren Tausend Grad. Wissenschaftlich gesehen ist es schwer nachvollziehbar, wie solche Riesenplaneten an ihrem heutigen Standort entstehen könnten, da in Sternnähe nicht genug Gas und Staub vorhanden ist. Die gängige Annahme war, dass sie sich weit entfernt vom Stern bilden und erst später durch Migration in ihre enge Umlaufbahn gelangen.
Lange Zeit gingen Forschende davon aus, dass Hot Jupiter keine weiteren Planeten in ihrer Nähe dulden. Die Theorie besagt, dass die Wanderung dieser massereichen Gasriesen zu ihrem Stern die inneren Bereiche des Systems destabilisiert. Andere Planeten würden dabei entweder von den Hot Jupitern aufgesammelt oder aus dem System herausgeschleudert. Doch neue Beobachtungen zeichnen ein differenzierteres Bild.
WASP-132 stellt bisherige Theorien auf den Kopf
Das Planetensystem WASP-132 widerspricht der bisherigen Theorie. Es beherbergt:
- Einen Hot Jupiter: Dieser Gasriese umkreist seinen Stern in 7 Tagen und 3 Stunden.
- Eine Supererde: Ein Gesteinsplanet mit der sechsfachen Masse der Erde, dessen Umlaufzeit nur 24 Stunden und 17 Minuten beträgt.
- Einen äußeren Riesenplaneten: Mit der fünffachen Masse des Jupiters kreist er in einem Abstand, der einer Umlaufzeit von 5 Jahren entspricht.
Darüber hinaus umkreist ein massereicher Begleiter, vermutlich ein Brauner Zwerg, den Stern in großer Entfernung. „Das WASP-132-System ist ein bemerkenswertes Labor für die Untersuchung der Entstehung und Entwicklung multiplanetarer Systeme“, erklärt Prof. François Bouchy von der Universität Genf.
Wie wurde WASP-132 entdeckt?
Die Entdeckung von WASP-132 ist das Ergebnis von 18 Jahren intensiver Forschung. Die Geschichte begann 2006 im Rahmen des Programms „Wide-Angle Search for Planets (WASP)“. Im Jahr 2012 identifizierten Forschende den ersten Kandidaten, den Hot Jupiter WASP-132b. Spätere Messungen mit dem Schweizer Spektrographen CORALIE bestätigten seine Existenz und Masse.
Ende 2021 entdeckte das Weltraumteleskop TESS ein weiteres Signal: eine Supererde mit einer Umlaufzeit von nur einem Tag. Ihre Masse wurde im Jahr 2022 mithilfe des HARPS-Spektrographen am Observatorium La Silla gemessen. Dabei stellte sich heraus, dass die Dichte dieses Planeten der der Erde ähnelt, was auf eine Zusammensetzung aus Metallen und Silikaten hinweist.
Migration ohne Chaos?
Die Konstellation des WASP-132-Systems legt nahe, dass die Wanderung des Hot Jupiters weniger chaotisch verlief als bisher angenommen. Wäre die Migration durch starke dynamische Störungen erfolgt, hätte dies die Umlaufbahnen der Supererde und des äußeren Riesenplaneten destabilisiert. Stattdessen scheint der Hot Jupiter in einer protoplanetaren Scheibe auf einem stabileren Weg gewandert zu sein.
Die Entdeckung eines Hot Jupiters in einem so komplexen System wirft neue Fragen auf: Wie können solche Planeten ihre Nachbarn bewahren? Welche Rolle spielen Gas- und Staubscheiben in der frühen Phase der Planetenentstehung? „Die Kombination eines Hot Jupiters, einer Supererde und eines äußeren Riesenplaneten liefert wichtige Hinweise für die Theorien zur Planetenbildung“, betont Prof. Ravit Helled von der Universität Zürich.
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