Exotische Mischung: Astronomen haben ein Planetensystem mit bisher einzigartiger Kombination von Exoplaneten entdeckt. Das rund 400 Lichtjahre entfernte System umfasst innen eine Supererde, dann einen heißen Jupiter und weiter außen einen großen Eisriesen. Diese Struktur widerspricht der Annahme, dass heiße Jupiter meist isoliert vorkommen, weil sie auf ihrer Innenwanderung andere Planeten aus der Bahn werfen. Aber wie kam dieses Planetensystem dann zustande?
„Heiße Jupiter“ sind Exoplaneten, die ähnlich groß, schwer und gasreich sind wie der Gasriese Jupiter im Sonnensystem. Anders als dieser umkreisen die heißen Jupiter ihren Stern aber sehr eng. Das Problem jedoch: Gängigen Modellen zufolge können solche massereichen Gasplaneten nicht vor Ort entstanden sein, weil es so nah am Stern nicht genügend Rohmaterial für sie gibt. Astronomen gehen daher davon aus, dass die „Hot Jupiter“ weiter außen in ihren Planetensystemen gebildet werden und erst später an ihre sternennahe Position wandern.
„Deshalb haben heiße Jupiter meist keine planetaren Nachbarn: Ihre Wanderung aus anfangs weiten Orbits nach innen schleudert andere Planeten auf ihrem Weg aus der Bahn“, erklären Nolan Grieves von der Universität Genf und seine Kollegen. Tatsächlich kreisen die meisten bekannten heißen Jupiter isoliert um ihren Stern.
Ein heißer Jupiter und eine innere Supererde
Doch es geht auch anders, wie nun ein rund 400 Lichtjahre von uns entfernt liegendes Planetensystem beweist. Um den Stern WASP-132 hatten Astronomen schon im Jahr 2012 einen ersten Exoplaneten entdeckt, den heißen Jupiter WASP-132b. Dieser ist etwa halb so schwer, aber fast genauso groß wie Jupiter und benötigt gut sieben Tage für einen Umlauf um den Stern. WASP-132b schien zudem der einzige Trabant seines Sterns zu sein – so jedenfalls dachte man.
2022 enthüllten Daten des NASA-Weltraumteleskops TESS jedoch, dass es um WASP-132 noch einen weiteren Planeten gibt. Das Überraschende dabei: Diese WASP-132c getaufte Supererde ist dem Stern sogar noch näher als der heiße Jupiter WASP-132b. Der rund sechs Erdmassen schwere Innenplanet umkreist den Stern innerhalb von nur gut einem Tag. „Die Entdeckung dieser Supererde war besonders aufregend“, sagt Grieves. Denn ein so naher, innen liegender Nachbar eines heißen Jupiters war zuvor nicht bekannt.
Ein Eisriese als Dritter im Bunde
Aber das Planetensystem um WASP-132 hat noch weitere Überraschungen zu bieten, wie nun Grieves und sein Team herausgefunden haben. Für ihre Studie hatten sie das System mehrere Jahre lang mit zwei hochauflösenden Spektrografen der europäischen Südsternwarte in Chile ins Visier genommen. Diese Daten ermöglichte es dem Team, wichtige Merkmale der beiden schon bekannten Exoplaneten zu bestimmen – sie enthüllten aber auch Unerwartetes:
Die Astronomen entdeckten einen weiteren, zuvor unbekannten Exoplaneten in diesem Planetensystem. Der WASP-132d getaufte Planet benötigt 1.816 Tage für einen Umlauf um den Stern und kreist damit sehr viel weiter außen als die Supererde und der heiße Jupiter. Entsprechend kalt ist es auf diesem rund fünf Jupitermassen schweren Planeten: Seine Gleichgewichtstemperatur liegt bei frostigen minus 166 Grad, wie Grieves und seine Kollegen berichten. WASP-132d ist damit ein Eisriese.
Als wäre das nicht genug, zeigte sich in der Lichtkurve des Sterns auch ein erster Hinweis auf einen weiteren Begleiter – möglicherweise einen Braunen Zwerg, der mit dem Stern WASP-132 ein Doppelsystem bildet.
Einzigartige Kombination wirft Fragen auf
Damit ist das Planetensystem WASP-132 eine echte Rarität und bisher beispiellos, wie die Astronomen erklären. „Dieses Multiplanetensystem ist einzigartig, weil der heiße Jupiter es mit einem inneren Gesteinsplaneten und einem äußeren Riesenplaneten teilt“, schreiben die Astronomen. „Eine solche Konfiguration sehen wir zum ersten Mal“, ergänzt Koautorin Solène Ulmer-Moll von der Universität Genf.
Spannend ist diese exotische Planetenmischung aber vor allem deshalb, weil sie ein neues Licht auf die Entwicklung heißer Jupiter und ihre Innenwanderung wirft. So kann der heiße Jupiter WASP-132b nicht auf die bisher angenommene Weise nach innen gewandert sein, weil dies die Supererde aus ihrer Bahn geschleudert und wahrscheinlich auch den Orbit des äußeren Eisriesen verändert hätte.
Grieves und sein Team vermuten deshalb, dass WASP-132b langsamer und dynamisch „kühler“ nach innen gedriftet sein muss – ohne größere Schwerkraft-Interaktionen mit seinen Nachbarn. „Die Kombination von einem heißen Jupiter, einer inneren Supererde und einem äußeren Riesenplaneten im selben System grenzt unsere Theorien der Planetenbildung und der planetaren Migrationen stark ein“, erklärt Koautor Ravit Helled von der Universität Zürich. Wie diese Wanderung konkret aussah, ist jedoch noch unklar. (Astronomy & Astrophysics, 2025; doi: 10.1051/0004-6361/202348177)
Quelle: Astronomy & Astrophysics, Universität Genf
