Riesen Exoplanet LHS 3154b kreist um Mini-Sonne

Es ist mal wieder eine Entdeckung, die Astronomen in Erklärungsnot bringt. Der kürzlich entdeckte Exoplanet LHS 3154b kreist um einen weißen Zwerg, wobei der Planet extrem groß ist und laut Theorie eigentlich nicht existieren dürfte.

Der Exoplanet LHS 3154b umkreist einen ultrakühlen Zwergstern mit dem Namen LHS 3154, der 51 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt ist. Dieser Zwergstern ist etwa neunmal weniger massereich (11%) als unsere Sonne.

Was die Astronomen aber überrascht hat, ist die Größe des Exoplaneten LHS 3154b. Dieser hat die 13-fache Masse unserer Erde, was es nach den gängigen Theorie gar nicht geben darf. Der Planet Neptun hat 17,2 Erdmassen, aber die Sonnen ist auch viel größer als LHS 3154.

Denn der häufigste Sternentyp in unserer Milchstraßengalaxie ist ein Roter Zwerg, der viel kleiner und leuchtschwächer als unsere Sonne ist. Diese Sterne – so die bisherige Theorie – sind einfach nicht groß genug, um Planeten zu beherbergen, die viel größer als die Erde sind.

Denn wenn ein neuer Stern aus einer kosmischen Staubwolke entsteht, bildet der Rest des Materials in dieser Wolke eine Scheibe um die neue Sonne. Diese Scheibe aus Staub, Gas und Kieselsteinen beginnt dann, sich zu immer größeren Gesteinskugeln zu verdichten, die schließlich zu Planeten werden. Bei einem Zwergstern müssen die Planeten daher auch recht klein sein, so die bisherige Theorie.

LHS 3154b fällt da arg heraus: Das Massenverhältnis zwischen diesem Planeten und seinem Stern ist mehr als 100 Mal größer als das zwischen der Erde und der Sonne. Das Größenverhältnis entspricht einer Wassermelone und einer Weinrebe.

Planet LHS 3154 b (Vordergrund) und seine Sonne; Quelle. Penn State University

Guðmundur Stefánsson, Astrophysiker und Postdoktorand an der Princeton University in New Jersey, und seine Kollegen entdeckten den Planeten mit dem 10-Meter-Hobby-Eberly-Teleskop am McDonald Observatory in Texas, als sie sehr massearme Sterne untersuchten.

Dem Team stand ein neuer Nahinfrarot-Spektrograf namens Habitable-zone Planet Finder zur Verfügung. Anfang 2020 begannen sie mit der Beobachtung des Sterns LHS 3154, der als M-Zwerg (der masseärmste Spektraltyp eines Sterns) klassifiziert ist.

Schon bald sahen sie Hinweise auf eine periodische Verschiebung seines Spektrums alle 3,7 Tage – ein verräterisches Zeichen dafür, dass die Gravitationskraft eines Planeten auf einer nahen Umlaufbahn den Stern zum Wackeln bringt.

LHS 3154 b besitzt 0,35 Prozent der Masse seines Wirtssterns. Zum Vergleich: Jupiter hat weniger als 0,1 Prozent der Masse der Sonne. Jetzt wollen die Astronomen herausfinden, warum der Planet so groß werden konnte. Astronomy hat diesen Artikel zum Thema, ein deutschsprachiger Beitrag findet sich bei heise.