Astronomen sind verblüfft über Kepler-51d, einen Gasriesen, der einen fernen Stern umkreist, der fast keinen Kern und eine unglaublich flauschige, dunstige Atmosphäre zu haben scheint. Dieser 2.615 Lichtjahre entfernte Exoplanet im Sternbild Schwan stellt bestehende Modelle zur Planetenentstehung in Frage.
Das Rätsel der Super-Puff-Planeten
Kepler-51d ist einer von drei „Super-Puff“-Planeten in seinem System, was bedeutet, dass er ungefähr die Größe von Saturn hat, aber eine so geringe Dichte aufweist, dass Wissenschaftler ihn mit Zuckerwatte vergleichen. Im Gegensatz zu typischen Gasriesen, deren dichte Kerne atmosphärische Gase anziehen und festhalten, scheint Kepler-51d keinen substanziellen Kern zu haben. Dies wirft grundlegende Fragen zu seiner Herkunft auf.
Warum das wichtig ist: Gasriesen entstehen normalerweise weit entfernt von ihren Sternen, wo kalte Temperaturen die Ansammlung von Gas um einen dichten Kern ermöglichen. Kepler-51d umkreist seinen Stern relativ nahe, ähnlich wie die Umlaufbahn der Venus um die Sonne, wo Sternwinde ihre Atmosphäre abstreifen sollten. Dennoch bleibt es bemerkenswert überhöht.
Dicker Dunst verdeckt Antworten
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) wurde zur Analyse der Atmosphäre des Planeten verwendet, doch Forscher fanden keine eindeutigen chemischen Fingerabdrücke. Die Atmosphäre scheint so dicht mit Dunst bedeckt zu sein – möglicherweise kohlenwasserstoffreich wie der Saturnmond Titan –, dass sie das meiste Licht absorbiert und es unmöglich macht, die zugrunde liegende Zusammensetzung zu erkennen.
„Wir glauben, dass der Planet eine so dicke Dunstschicht hat, die die Wellenlängen des von uns betrachteten Lichts absorbiert, sodass wir die Strukturen darunter nicht wirklich sehen können“, erklärt Suvrath Mahadevan, Professor an der Penn State University.
Das Rätsel wird noch größer: Die Dunstschicht um Kepler-51d wird auf fast so groß wie die Erde selbst geschätzt, was sie zu einem der ausgedehntesten Dunstschichten macht, die bisher auf einem Planeten beobachtet wurden.
Mögliche Erklärungen und zukünftige Forschung
Mehrere Theorien versuchen, diese Anomalie zu erklären. Eine Möglichkeit besteht darin, dass sich Kepler-51d weiter draußen im System gebildet hat und nach innen gewandert ist. Ein weiterer Grund ist, dass die Aktivität des Sterns die Atmosphäre des Planeten trotz der starken Sternwinde irgendwie stabilisierte.
Die Forscher hoffen, atmosphärische Modelle zu verfeinern und nach alternativen Lichtwellenlängen zu suchen, die den Dunst durchdringen könnten. Die einzigartigen Bedingungen dieses Systems – drei Planeten mit extrem geringer Dichte, die einen relativ aktiven Stern umkreisen – legen nahe, dass die Planetenentstehung weitaus vielfältiger sein kann als bisher angenommen.
„Was hat es mit diesem System auf sich, das diese drei wirklich seltsamen Planeten erschaffen hat, eine Kombination aus Extremen, die wir sonst nirgendwo gesehen haben?“ fragt Dr. Jessica Libby-Roberts, Astronomin an der University of Tampa.
Die Daten, die diese Ergebnisse stützen, wurden diese Woche im Astronomical Journal veröffentlicht. Weitere Untersuchungen von Kepler-51d könnten entscheidende Einblicke in die Grenzen der Planetenentstehung und die Verbreitung exotischer Welten im Universum liefern.
