Zwei Astronomen im Vereinigten Königreich haben gezeigt, dass einige Riesenplaneten, die weit von ihren Wirtssternen kreisen, wahrscheinlich aus den Planetensystemen anderer Sterne stammen. Mithilfe von Computersimulationen, Richard Parker und Emma Daffern-Powell von der University of Sheffield zeigten, dass kürzlich von der BEAST-Mission entdeckte Riesenplaneten – die sogenannten „BEASTies“ – wahrscheinlich kurz nach ihrer Entstehung aus ihren ursprünglichen Systemen geschleudert und dann von anderen Sternen eingefangen wurden.
Die bisher von Astronomen entdeckten Planetensysteme weisen eine bemerkenswerte Vielfalt auf. In Systemen wie TRAPPIST-1 können mehrere kleine Gesteinsplaneten dicht an dicht in der Nähe ihrer Muttersterne kreisen. Im Gegensatz dazu wurden jupitergroße Planeten entdeckt, die Hunderte von Astronomischen Einheiten (au, die Entfernung von der Erde zur Sonne) um ihre Wirte umkreisen – was oft die Vorurteile der Astronomen über die Entstehung von Planetensystemen in Frage stellt.
Im Jahr 2021 entdeckte die B-Star Exoplanet Abundance Study (BEAST) zwei Jupiter-große Planeten, die Sterne vom Typ OB umkreisen. Dabei handelt es sich um heiße Sterne mit einer Masse von mindestens dem 2.4-fachen der Sonnenmasse. Aktuelle Theorien gehen davon aus, dass die intensive Strahlung, die von OB-Sternen ausgeht, die Scheiben aus planetenbildendem Material, die sie ursprünglich umgaben, verdampft haben soll – was die Entstehung von Planeten verhindert. Um das Rätsel um ihre Existenz zu lösen, umkreist eines der BEASTies seinen Wirt in einer Entfernung von 556 AE, was weit über zehnmal größer ist als die Entfernung zwischen Pluto und der Sonne.
Nun haben Parker und Daffern-Powell eine Erklärung für die Entstehung der BEASTies entwickelt. Wie in früheren Studien vorgeschlagen, sollte es möglich sein, Planeten zwischen Planetensystemen auszutauschen. Dies könnte passieren, wenn ein Planet auf irgendeine Weise von seinem ursprünglichen Wirtsstern geschleudert und von einem anderen Stern eingefangen wird, während er durch den interstellaren Raum wandert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass ein Planet gestohlen wird, wenn zwei Sterne nahe aneinander vorbeiziehen.
Dünn besiedelte Regionen
Diese Szenarien scheinen auf den ersten Blick höchst unwahrscheinlich, insbesondere weil OB-Sterne dazu neigen, in dünner besiedelten Regionen der Galaxie zu existieren. Einige Astronomen glauben jedoch, dass sich OB-Sterne in Kinderstuben mit weitaus höheren Sterndichten gebildet haben könnten. Darauf folgte eine Zeitspanne, in der sich die Sterne schnell auseinander bewegten. In einem solchen Szenario hätte der Austausch von Planeten zwischen Sternen in diesen dichten Regionen viel leichter stattfinden können.
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Um dieser Idee nachzugehen, führte das Duo aus Sheffield Computersimulationen von Sternentstehungsgebieten durch, um abzuschätzen, wie schnell diese Planetenüberfälle stattfinden könnten. Ihre Ergebnisse zeigten, dass es im Durchschnitt einmal innerhalb der ersten 10 Millionen Jahre der Entwicklung einer dichten Sternentstehungsregion zu einem Einfang kam. Die Simulationen deuten auch darauf hin, dass die BEASTies angesichts der Formen und Größen ihrer Umlaufbahnen eher als frei schwebende Planeten gefangen genommen als direkt gestohlen wurden.
Diese Entdeckung bestärkt die Annahme, dass Planeten, die in einer Entfernung von mehr als 100 AE um ihre Muttersterne kreisen, nicht mehr die Systeme besetzen, in denen sie ursprünglich entstanden sind. Die Ergebnisse des Duos bieten wichtige Hinweise für zukünftige Beobachtungen der BEAST-Mission und helfen, die immense Vielfalt der Planetensysteme, die wir heute beobachten, besser zu erklären.
Die Forschung ist beschrieben in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
