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Planeten unter der Lupe

Astronomie. - Die seit zehn Jahren immer öfter im All gesichteten Planeten um ferne Sonnen helfen Astronomen, den Werdegang unseres eigenen Sonnensystems besser zu verstehen. Dabei werden bisherige Vorstellungen infrage gestellt oder erweitert.

Von Hermann-Michael Hahn |
    Inzwischen kennt man mehr als 180 so genannte Exoplaneten, und nahezu jeden Monat kommen neue hinzu. Dass man dabei bislang vorwiegend massereiche Gasplaneten ähnlich Jupiter aus unserem Sonnensystem gefunden hat, hängt nach einhelliger Ansicht der Forscher mit den Besonderheiten der Suchmethode zusammen. Günther Wuchterl von der Universitätssternwarte Jena vergleicht die momentane Situation der Planetensucher mit der eines Beobachters, der nach Sonnenuntergang auf das Auftauchen der Sterne wartet:

    "Wenn man da in der Dämmerung steht und sich überlegt, welche Sterne herauskommen, dann sieht man ein paar Sterne. Und dann fragt man sich natürlich, sind das die typischen Sterne, und die Antwort ist: Es sind überhaupt nicht die typischen Sterne, sondern es sind einfach die hellsten. Es sind die Hellsten, die sich gegen das Licht der Dämmerung als erste durchsetzen – und meistens sind das Riesensterne. Die typischen Sterne kommen erst, wenn die Nacht wirklich hereingebrochen ist und die Milchstraße hervortritt."

    Die bislang erfolgreichste Suchmethode zum Nachweis solcher Exoplaneten misst die Bewegung, die ein Stern zum Ausgleich vollführen muss, wenn er von einem Planeten umrundet wird: Je größer die Masse des Planeten, desto größer ist sein Einfluss auf den Zentralstern und desto größer ist diese Ausgleichbewegung. Mit dieser Methode hätte man die Planeten des Sonnensystems bislang allerdings noch nicht nachweisen können. Für Verwirrung hat anfangs allerdings die Tatsache gesorgt, dass etliche der gefundenen jupiterähnlichen Planeten in sehr geringem Abstand um ihre Sterne laufen, an Orten jedenfalls, wo sie nach traditionellem Verständnis der Planetenbildung kaum entstanden sein können.

    Allgemein geht man davon aus, dass Sterne und Planeten aus einem gemeinsamen Urnebel entstehen: Während der Stern in der Mitte den Löwenanteil der Gas- und Staubwolke in sich aufnimmt, wachsen die Planeten aus der umgebenden Materiescheibe heran. Dabei geht das traditionelle Verständnis davon aus, dass sich in der unmittelbaren Umgebung des heranwachsenden Sterns nur die Staubpartikel verfestigen und anlagern können - die großen Gasmengen eines jupiterähnlichen Riesenplaneten dagegen würden nur in viel größerem Abstand ausfrieren und aufgesammelt werden können. Allerdings glaubt Günther Wuchterl, dass dieses traditionelle, zur Erklärung der Entstehung des Sonnensystems entwickelte Verständnis vielleicht zu speziell ist und daher zu kurz greift:

    "Mein Vorschlag ist eben, zu sagen: Nicht alle Nebel sind wie derjenige, der das Sonnensystem hervorgebracht hat, sondern es wird auch welche geben, die kleiner sind, und es wird auch welche geben, die größer sind. Und in diesen Nebeln, vor allem die, die kleiner sind, ist dann genügend Material am Stern vorhanden, und wenn das Material vorhanden ist, habe ich eben gezeigt, dann können die Planeten dort auch wachsen."

    Nicht alle Kollegen Wuchterls wollen jedoch diesem radikalen Ansatz folgen und suchen daher nach Alternativen. Die Wanderung oder Migration eines Planeten nach innen oder außen ist eine solche Alternative. Inzwischen gibt es auch recht gute Computersimulationen für diesen Prozess, der vor allem durch die Wechselwirkung der Planeten mit den schrumpfenden Resten der ursprünglichen Gas- und Staubscheibe gesteuert wird. Auch in unserem Sonnensystem deuten manche Besonderheiten darauf hin, dass Saturn, Uranus und Neptun in der Frühgeschichte des Sonnensystems nach außen gewandert sind, während Jupiter seine Bahn heute weiter innen zieht als am Anfang.

    Deshalb will Wuchterl solche Wanderungen nicht generell ausschließen. Aber zur Erklärung der sternnahen Riesenplaneten gehen sie ihm buchstäblich zu weit, führen zu nahe an den Stern heran. Er versteht die Fülle der überraschenden Entdeckungen daher vor allem auch als Ermutigung zu einer Erweiterung des bisherigen Denkens:

    "Die Beobachtung treibt die Theorie momentan vor sich her, und der entscheidende Fortschritt ist, dass der enge Blick, der auf das Sonnensystem gerichtet wurde, und der natürlich von einer unglaublichen Anzahl von Details geprägt ist, dass dieser enge Blick enorm geweitet wurde. Man hat jetzt plötzlich eine Vielheit gesehen von Planetensystemen, die einfach zum Denken angeregt hat, und ich glaube, die neue Diversität im Denken ist der wesentliche Fortschritt."