Astronomen entdecken jüngsten Transit-Planet

Seltener Fund: Astronomen haben den bisher jüngsten Exoplaneten beim Vorbeiziehen vor seinem Stern beobachtet. Der rund 521 Lichtjahre entfernte Jungplanet ist erst gut drei Millionen Jahre alt und nur rund 0,3 Jupitermassen schwer. Damit könnte dieser Planet das Jugendstadium einer Supererde oder eines Sub-Neptuns sein – auch das ist eine Rarität, wie das Team in „Nature“ berichtet. Der Planet IRAS 04125+2902 b ist damit ein vielversprechendes Ziel für nähere Untersuchungen.

Die Beobachtung junger, gerade erst entstehender Planeten liefert wertvolle Erkenntnisse zur Planetenbildung und auch darüber, wie einst unser eigener Planet entstand. Doch frühe Jungplaneten aufzuspüren, ist nicht leicht: Meist sind sie noch im Staub der protoplanetaren Scheibe ihres Sterns verborgen. Nur Wirbel oder Lücken im Staub verraten dann die Präsenz eines Protoplaneten. Die direkte Beobachtung solcher heranwachsenden Planeten gelang hingegen nur selten und nur für junge Gasriesen.

Maximal drei Millionen Jahre jung

Jetzt gibt es einen neuen Fund: Ein Team um Madyson Barber von der University of North Carolina hat den bisher jüngsten per Transit sichtbaren Exoplaneten beobachtet. Das TESS-Weltraumteleskop erfasste diesen Jungplaneten beim Vorüberziehen vor seinem erst drei Millionen Jahre alten Mutterstern IRAS 04125+2902. „Unseres Wissens nach macht dies IRAS 04125+2902 b den mit Abstand jüngsten per Transit entdeckten Exoplaneten“, berichten Barber und ihre Kollegen.

Der Jungplanet bestätigt, dass sich Planetenkerne von mehreren Erdmassen schon innerhalb von zwei bis drei Millionen Jahren nach der Entstehung des Zentralsterns bilden können, wie die Astronomen erklären. Die klar abgegrenzte Abschattung des Sternenlichts durch den Jungplaneten lege zudem nahe, dass dieser Planet schon eine kompakte runde Form hat – „im Gegensatz zu einer Wolke aus Staub und Gas oder einem noch ringartigen System“, schreibt das Team.

Freie Sicht durch glücklichen Zufall

Der neu entdeckte Planet und sein Stern, IRAS 04125+2902, liegen rund 521 Lichtjahre von uns entfernt in der Taurus-Molekülwolke – einem für seine aktive Sternbildung und jungen Sterne bekannten Gebiet. Auch der Stern IRAS 04125+2902 ist einer dieser jungen sogenannten T-Tauri-Sterne. Er ist daher noch von einer ausgedehnten Staubscheibe umgeben, die normalerweise jede Sicht auf den Jungplaneten blockieren würde.

„Man dachte bisher, dass die Detektion eines Planetentransits in einem solchen Scheibensystem höchst unwahrscheinlich wäre“, erklären Barber und ihre Kollegen. Denn typischerweise bewegen sich Planeten und Staubscheibe auf einer Ebene, dies verdeckt die Sicht auf einen Transit. Doch im Fall von IRAS 04125+2902 kam den Astronomen ein glücklicher Zufall zu Hilfe: Der äußere Teil der Staubscheibe ist gegen die Achse des Sterns gekippt. Außerdem ist der innere Bereich der Scheibe ungewöhnlich staubarm – wodurch die Sicht auf den Stern und Planeten freiwurde.

Vorstufe zur Supererde oder einem Sub-Neptun

Der neu entdeckte Planet ist aber nicht nur sehr jung, er hat eine weitere Besonderheit: Anders als zuvor beobachtete Jungplaneten ist IRAS 04125+2902 b kein Gasriese, wie die Astronomen ermittelten. Sowohl die im Transit sichtbare Größe als auch ergänzende Messungen des Schwerkrafteffekts auf den Stern ergaben, dass der Exoplanet zwar knapp elfmal so groß ist wie die Erde ist, aber nur rund 0,3 Jupitermassen wiegt.

„Das macht diesen Planeten zur möglichen Vorstufe einer Supererde oder eines Sub-Neptuns“, erklären Barber und ihre Kollegen. „Aufgrund seines großen Radius und relativ geringen Masse vermuten wir, dass dieser Planet wahrscheinlich eine ausgedehnte Atmosphäre besitzt – ideal für Folgeuntersuchungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop.“ Solche Beobachtungen könnten mehr über die Atmosphäre von IRAS 04125+2902 b enthüllen, aber auch weitere Erkenntnisse über die Bildung solcher Planeten liefern. (Nature, 2024; doi: 10.1038/s41586-024-08123-3)

Quelle: Nature