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StartseiteForschung aktuellWie aus einem Planeten ein Exomond wurde04.10.2019

MondentstehungWie aus einem Planeten ein Exomond wurde

Unser Mond wurde einst aus dem Mutterplaneten Erde herausgeschlagen. Mars hingegen hat seine Monde eingefangen. Nun haben Astronomen erstmals einen Mond außerhalb des Sonnensystems entdeckt, der allen bisherigen Theorien zur Mondentstehung zu widersprechen scheint.

Von Guido Meyer

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Exoplanet Kepler-1625b mit möglichem Mond (künstlerische Darstellung) (Dan Durda via AP)
Der kleinere gibt nach - der Mond des Exoplaneten Kepler-1625b war offenbar zunächst selbst ein Planeten-Anwärter (Dan Durda via AP)
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Exoplaneten sind nicht dafür bekannt, schöne Namen zu haben. Es gibt aber auch so viele von ihnen – mittlerweile mehr als viertausend -, dass Astronomen die römischen Götter als Paten längst ausgegangen sind. Also heißt jener Planet im Sternbild Schwan eben Kepler-1625b – benannt nach dem Weltraumteleskop Kepler, mit dem der entdeckt wurde, und nach seinem Stern, 1625. Er ist ungefähr so groß wie Jupiter, der größte Planet des Sonnensystems. Schon vor zwei Jahren beschlich den britischen Astronomen David Kipping vom University College London ein Verdacht: Könnte dieser Exoplanet einen Mond haben?

"Ein Mond ist viel kleiner als ein Planet. Ihn nachzuweisen, wird nicht einfach sein – mit Sicherheit schwieriger, als einen Exoplaneten zu finden."

Der Nachweis von Exoplaneten gelingt Astronomen häufig über die sogenannte Transitmethode. Zieht ein Planet vor seinem Stern vorbei, wird der Stern leicht verdunkelt. Dieser minimale periodische Lichtabfall lässt sich mit Teleskopen von der Erde aus beobachten. Bei Exomonden sollte der Nachweis ähnlich funktionieren.

"Zieht ein Mond vor dem Stern vorbei, sehen wir zuerst die Verdunkelung durch den Planeten. Kurz davor oder kurz danach können wir eine zweite Abnahme des Sternenlichts feststellen, die diesmal vom Mond hervorgerufen wird." 

Erster nachgewiesener Exomond

Im Falle von Kepler-1625b ist Astronomen in der Tat eine solche Messung gelungen. Seitdem gilt der Himmelskörper mit der Bezeichnung Kepler-1625b-i als heißester Kandidat für den Titel ‚erster nachgewiesener Exomond‘. Die Namen exosolarer Himmelskörper werden dadurch also nicht schöner, aber die Größe stellt alles im Sonnensystem Bekannte in den Schatten: Der Exomond soll zehnmal so groß sein wie die Erde. Er hätte ungefähr die Ausmaße des Planeten Neptun. Nur deswegen ließ sich der Himmelskörper überhaupt nachweisen. Doch genau diese Größe stellt Astronomen nun vor ein Problem, erklärt Bradley Hansen von der University of California in Los Angeles:

"Die Modelle zur Mondentstehung funktionieren in diesem Fall nicht. Große Monde - wie einige der Begleiter Jupiters und Saturns - sind aus dem Abfall der Gas- und Staubscheiben entstanden, den die Planeten übrig gelassen haben. Auch wenn wir in Simulationen diese Gas- und Staubscheibe noch so sehr vergrößen, gäbe es in ihr niemals genügend Material, um einen Riesen von der Größe Neptuns entstehen zu lassen. Die bisherigen Erklärungsversuche greifen hier nicht."

Konkurrenz unter Jung-Planeten

Also hat sich Hansen gefragt: Wie könnte solch ein Riesenmond noch entstanden sein? Eine mögliche Antwort: Kepler-1625b-i war ursprünglich gar kein Mond, sondern selber ein Planet im Entstehen.

"Stellen Sie sich vor, zwei Planetenkerne teilen sich eine Umlaufbahn in einer Scheibe aus Gas und Staub. Sie stehen im Wettbewerb zueinander. Beide wachsen, verleiben sich Gas ein und wachsen weiter durch den Aufprall von Gesteinsbrocken. Verfügt einer der beiden auch nur über einen winzigen Wachstumsvorsprung, weil er etwas massereicher ist, wird er schneller wachsen als der andere und sich alles übrige Gas in der Scheibe einverleiben."

Und das führt dazu, dass er sich schließlich auch seinen Konkurrenten einverleiben wird, genauer: ihn auf eine Umlaufbahn zwingt. Der Planet wird so zum Mond degradiert. Bleibt die Frage, ob ein solcher Machtkampf dort draußen im All eine Ausnahme ist. Denn zumindest im Sonnensystem dürfte es einen solchen Enstehungsprozess von Monden nicht gegeben haben. Hansen:

"Das spielt sich alles an der äußersten Nachweisgrenze ab. Wir können derzeit nicht sagen, wie typisch diese Art der Mondentstehung ist. Es könnte nur die Spitze des Eisbergs sein – oder ein sehr spezieller, seltener Fall."

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