Robert Klatt
Der Exoplanet Halla (8 Ursae Minoris b) umkreist seinen Roten Riesen Baekdu (8 UMi) so nah, dass er eigentlich nicht existieren dürfte. Wieso der Exoplanet überleben konnte, ist noch unklar.
Honolulu (U.S.A.). Die Astronomie ging bisher davon aus, dass Sterne am Ende ihres Lebens auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe anwachsen und ihre Planeten verschlingen. Forscher der Universität von Hawaiʻi um Marc Hon haben nun einen Exoplaneten entdeckt, der zeigt, dass dieses Schicksal nicht immer unvermeidlich ist. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature handelt es sich dabei um den Exoplaneten 8 Ursae Minoris b, der offiziell auch als Halla bezeichnet wird.
Halla besitzt ähnliche Eigenschaften wie der Jupiter und umkreist seinen Stern Baekdu (8 UMi) in nur 0,5 Astronomischen Einheiten (AE) Entfernung. Beobachtungen mit den beiden Maunakea Observatorien auf Hawaiʻi Island, dem W. M. Keck Observatorium und dem Canada-France-Hawaiʻi Telescope (CFHT) zeigen, dass der Exoplanet trotz der normalerweise gefährlichen Entwicklung von Baekdu weiterhin existiert.
Beobachtungen der stellaren Schwingungen von Baekdu, die mit dem Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA zeigen zudem, dass der Stern Helium in seinem Kern verbrennt. Dies ist ein Indiz dafür, dass er bereits einmal zu einem enormen Roten Riesen angeschwollen ist. Es ist anzunehmen, dass der Stern eine Expansion bis zum 1,5-fachen der Distanz der Planetenbahn durchlaufen hat, was zur Einhüllung des Planeten geführt hätte. Danach reduzierte er sich auf seine derzeitige Größe, die gerade einmal ein Zehntel dieser Entfernung ausmacht.
„Die Verschlingung eines Planeten hat katastrophale Folgen für entweder den Planeten selbst oder den Stern oder sogar für beide. Die Tatsache, dass Halla es geschafft hat, in unmittelbarer Nähe eines Riesensterns zu bestehen, der es sonst verschlungen hätte, hebt den Planeten als einen außergewöhnlichen Überlebenden hervor.“
Astronomen aus Korea haben den Exoplaneten Halla anhand der Radialgeschwindigkeit 2015 entdeckt. Die Radialgeschwindigkeit ermöglicht es, die regelmäßige Bewegung eines Sterns durch die Gravitationswirkung des ihn umkreisenden Planeten zu messen. Nachdem sie herausgefunden hatten, dass der Stern zu einem früheren Zeitpunkt größer als die Umlaufbahn des Planeten gewesen sein muss, nahmen die Wissenschaftler der Universität von Hawaiʻi 2021 und 2022 zusätzliche Beobachtungen vor.
Sie nutzten dabei das hochauflösende Echelle-Spektrometer des Keck-Observatoriums und das ESPaDOnS-Gerät des CFHT. Die daraus resultierenden Erkenntnisse bestätigten laut Daniel Huber, dass die nahezu kreisrunde Umlaufbahn des Planeten mit einer Periode von 93 Tagen über ein Jahrzehnt hinweg konstant geblieben war und die oszillierende Bewegung auf das Vorhandensein eines Planeten hindeuten muss.
„Zusammen genommen bestätigten diese Beobachtungen die Existenz des Planeten und stellen uns vor die faszinierende Frage, wie der Planet tatsächlich überlebt hat. Die Beobachtungen von mehreren Teleskopen auf Maunakea waren in diesem Prozess entscheidend.“
In einer Entfernung von 0,46 astronomischen Einheiten von seinem Stern ähnelt der Planet Halla heißen Jupiter-ähnlichen Planeten, von denen angenommen wird, dass sie auf größeren Umlaufbahnen entstanden sind, bevor sie sich in die Nähe ihrer Sterne bewegt haben. Angesichts eines sich schnell entwickelnden Wirtssterns wird jedoch eine solche Entstehung zu einem äußerst unwahrscheinlichen Überlebensweg für den Planeten Halla.
Eine weitere Theorie für das Überleben des Planeten besagt, dass er nie der Gefahr einer Verschlingung ausgesetzt war. Ähnlich wie der berühmte Planet Tatooine aus Star Wars, der zwei Sonnen umkreist, könnte der Wirtsstern Baekdu ursprünglich aus zwei Sternen bestanden haben, so das Team. Eine Verschmelzung dieser beiden Sterne könnte verhindert haben, dass einer von ihnen groß genug wurde, um den Planeten zu verschlingen.
Eine dritte Möglichkeit ist, dass Halla ein neugeborener Planet ist und die gewaltsame Kollision zwischen den beiden Sternen eine Gaswolke erzeugt hat, aus der der Planet entstanden ist. Mit anderen Worten könnte der Planet Halla ein kürzlich geborener Zweite-Generation-Planet sein.
Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06029-0
