Exoplaneten Aus Staub geboren

Forscher entdeckten den jüngsten bisher gefundenen Planeten außerhalb des Sonensystems. Er ist noch umgeben von einer Scheibe aus Staub und Gas, aus der er entstanden ist

Nach kaum etwas suchen Astronomen derzeit mit solcher Leidenschaft wie nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, sogenannten Exoplaneten. Nun haben Heidelberger Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Astronomie ein Exemplar beobachtet, das jünger ist als alle zuvor entdeckten, wie die Forscher im Wissenschaftsmagazin Nature (Bd. 451, S. 38) berichten. Das Besondere an der Neuentdeckung: Den Mutterstern des Planeten umgibt noch jene Gas- und Staubscheibe, aus der er  - nach kosmischen Maßstäben - vor kurzem geboren wurde.

Das Planetenkind mit dem sperrigen Namen "TW Hydrae b" ist ein Riesenbaby: Es hat etwa die zehnfache Masse des Jupiters, des größten Planeten in unserem Sonnensystem. Dabei umkreist es seinen Zentralstern in nur etwa dreieinhalb Tagen in einem Abstand von etwa sechs Millionen Kilometern. Zum Vergleich: Die Erde ist etwa 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, Jupiter schon 780 Millionen Kilometer.

Seit langem vermuten die Astronomen, dass Planeten aus Gas und Staub entstehen, das in einer riesigen, flachen Scheibe junge Sterne umgibt. Bisher war das aber nicht viel mehr als eine Theorie. Aus kosmischen Messungen wussten die Astronomen nur, dass die Staubplatten nach zehn bis 30 Millionen Jahren verschwunden sind. Bis dann müssen sich die kleinen Partikel also bereits durch ihre Schwerkraft zu großen Planeten zusammengeklumpt haben. Die Beobachtung von TW Hydrae b zeigt nun: Das junge Schwergewicht entstand in nicht mehr als acht bis zehn Millionen Jahren, denn vorher gab es seinen Mutterstern noch nicht. Dieser ist unserer Sonne ähnlich, jedoch 500 Mal jünger.

"Dies ist eine der interessantesten Entdeckungen in der Erforschung extrasolarer Planeten," sagt Thomas Henning, Direktor am Heidelberger Max-Planck-Institut. "Damit ist uns erstmals der direkte Beweis gelungen, dass in einer zirkumstellaren Scheibe tatsächlich Planeten entstehen." TW Hydrae sei ein idealer Prüfstein für mathematische Theorien zur Bildung von Planeten. Bald werde man mehr über die fernen Planetensysteme wissen - so die Hoffnung.

Nicht nur die Entstehung der Planetensysteme ist den Forschern bisher unklar. Sie wüssten auch gerne: Wie häufig sind die fernen Welten? Wie sind sie aufgebaut? Wie viele bewohnbare Geschwister der Erde gibt es in unserer Heimatgalaxie?

Während des vergangenen Jahrzehnts sind die Astronomen den Antworten auf diese Fragen deutlich näher gekommen. Mit der Entdeckung des ersten Planeten, der einen anderen Stern als die Sonne umkreist, hat im Jahre 1995 die systematische Erforschung extrasolarer Planetensysteme begonnen.

Bis heute haben die Wissenschaftler mehr als 250 extrasolare Planeten gefunden. Das ist allerdings gar nicht so einfach. Da Planeten nahe bei einem hellen Stern wie Glühwürmchen neben einem Flutlichtstrahler erscheinen, lassen sie sich meist nicht direkt beobachten. Die Astronomen müssen sie deshalb indirekt nachweisen.

So hatten die Heidelberger Forscher gar nicht TW Hydrae selbst im Visier, sondern sein Zentralgestirn: Während Planeten ihren Mutterstern umkreisen, zerrt ihre Schwerkraft die Sonne immer ein wenig in Richtung des Planeten. Von weit weg betrachtet sieht es daher so aus, als wackle der Stern in regelmäßigem Rhythmus hin und her, beziehungsweise auf den Beobachter zu und wieder von ihm weg.

Genau diese Bewegung vermaßen die Heidelberger mit einem großen Teleskop der Europäischen Südsternwarte auf Chile. Beim Wackeln verändert das Licht des Sterns, das die Erde erreicht, ganz leicht seine Farbe. Aus dem Unterschied des Farbtons berechneten die Heidelberger, wie schwer TW Hydrae b  mindestens sein muss.

Bis heute ist diese Methode der Planetenjagd bei Weitem die erfolgreichste. Die Heidelberger Wissenschaftler haben seit 2003 bei etwa 200 jungen Sternen nach diesen Veränderungen der sogenannten Radialgeschwindigkeiten gespäht. Vielen Forschern ist das jedoch zu ungenau. Die Methode verrate zu wenig über die fremden Planeten.

Darum entwickeln die Astronomen derzeit eine Vielzahl alternativer Tricks, um die geheimnisvollen Welten zu ergründen: Sie versuchen, die winzige Zerr-Bewegung der Sterne direkt aufzunehmen; sie messen, wie sich die Helligkeit eines Sterns verändert, wenn einer seiner Begleiter davor vorbeizieht; und sie wollen die fernen Kugeln demnächst sogar direkt ablichten.

Noch sind alle diese Methoden nicht ausgereift, der Erkenntnisgewinn ist vielen Wissenschaftlern zu mager. Doch astronomische Messgeräte, die neuer, besser und auch teurer sind als je zuvor, sind bereits in der Entwicklung. Kein Zweifel, dass ihnen eine Generation noch besserer und noch teurerer Suchapparate folgen wird. Denn die Astronomen werden wohl kaum eher ruhen, bis sie die drängendste ihrer Fragen beantwortet haben: Sind wir allein im Universum?