Ein Riesen-Exoplanet mit Ring?

Beringter Gigant: Astronomen könnten einen wahren Riesen unter den Exoplaneten entdeckt haben. Dieser Planet besitzt wahrscheinlich die 50-fache Masse des Jupiter und ist von einem dichten Staubring umgeben. Wenn er vor seinem Stern vorüberzieht, dunkelt er dessen Licht um fast 30 Prozent ab, wie bisher zwei beobachtete Transits ergaben. Sollte die nächste Passage im September dies bestätigten, dann wäre dies der erste Mega-Ringplanet mit bekanntem Orbit.

Planeten mit Ringen sind im Kosmos keine Seltenheit – im Gegenteil. In unserem Sonnensystem besitzen alle vier Gasplaneten Gürtel aus Staub und Eis, am größten und komplexesten sind dabei die Ringe des Saturn. Aber auch Exoplaneten mit Ringen haben Astronomen schon entdeckt, darunter einen mit einem wahrhaft gigantischen Ringsystem.

Zwei extreme Abschattungen

Einen weiteren, gleich in doppelter Hinsicht rekordverdächtigen Ringplaneten könnten nun Hugh Osborn von der University of Warwick und seine Kollegen entdeckt haben. Aufgespürt haben sie ihn, als sie die Beobachtungsdaten für den rund 1.0000 Lichtjahre von uns entfernten Stern PDS 110 analysierten. Dieser Stern ähnelt in Größe und Temperatur der Sonne, ist aber deutlich jünger als sie.

Die Astronomen entdeckten, dass der Stern bereits zweimal von einem großen Objekt verdunkelt wurde: Im November 2008 und im Januar 2011 dimmte sein Licht jeweils zwei Wochen lang um fast 30 Prozent ab – und dies bei beiden Verdunklungen auf die gleiche Weise. „Wir glauben, dass diese Eklipsen durch den Transit eines Objekts mit einer Umlaufdauer von 808 Tagen verursacht werden“, sagen die Forscher.

Was ist die Ursache?

Anhand der Abschattungen ermittelten die Forscher, dass das verdunkelnde Objekts rund 50 Millionen Kilometer vom Stern entfernt kreist – dies entspricht etwa einem Drittel der Entfernung zwischen Sonne und Erde. Es muss zudem die rund 68-fache Masse des Jupiter umfassen. Worum aber handelt es sich? Um einen Planet? Oder nur eine Staubscheibe?

Tatsächlich besitzt der junge Stern eine zirkumstellare Staubscheibe. Doch nach Ansicht der Astronomen kann sie die Eklipsen nicht verursacht haben – dazu waren beide zu gleich. Denn in den zweieinhalb Jahren zwischen beiden Ereignissen hätten Scherkräfte die Staubwolke verändern müssen und dadurch für Unterschiede in den Transitmerkmalen gesorgt.

Junger Planeten-Riese mit Ring

Stattdessen könnte der Stern PDS 110 einen sehr großen, jungen Exoplaneten besitzen, der seinerseits Unmengen Staub in seinem Orbit mitschleppt. „Das Spannende daran ist, dass sich das Licht des Sterns während beider Eklipsen rapide verändert“, berichtet Koautor Matthew Kenworthy von der Universität Leiden. Dabei treten zudem Sprünge in der Helligkeit auf.

„Das spricht dafür, dass das vorüberwandernde Objekt Ringe besitzen muss, die sehr viel größer sind als die des Saturn“, so die Forscher. Ihren Berechnungen nach könnte der Exoplanet ein Gasriese der bis zu 50-fachen Masse des Jupiter sein. Er ist umgeben von einem dichten Staubring, indem sich möglicherweise gerade Monde bilden.

Ob diese Vermutung stimmt, wird sich im September 2017 zeigen. Denn ist die nächste Abschattung von PDS 110 fällig – wenn sich der Stern an den Zeitplan hält. Weil der Stern nah und hell ist, werden dann selbst Amateurastronomen den Transit verfolgen können. „Im September können wir die Struktur im Orbit um PDS 110 erstmals im Detail erkunden“, sagt Osborn. „Das könnte hoffentlich beweisen, dass wir hier tatsächlich einen riesigen Exoplaneten und seine Monde in der Bildungsphase sehen.“ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, in press; arXiv:1705.10346)

(University of Warwick, 01.06.2017 – NPO)