Während wir in der Milchstraße immer mehr Exoplaneten entdecken – es gibt bereits Tausende -, entdecken Astronomen einige seltsame Objekte, die im Sonnensystem nicht zu finden sind.
Ein solches Phänomen sind seltsamerweise “flauschige” Planeten – die Größe eines Gasriesen, aber viel weniger massereich.
Wie genau diese Planeten existieren könnten, war den Astronomen ein Rätsel. In extremen Fällen kann die Masse eines solchen Planeten weniger als ein Prozent der Masse eines Gasriesen ähnlicher Größe betragen.
Jetzt haben die Forscher eine neue Erklärung gefunden: Was ist, wenn es sich tatsächlich um kleinere Planeten mit riesigen Ringen handelt?
Dies könnte einige der seltsamen Aspekte solcher Planeten lösen und uns auch dabei helfen, ein Merkmal zu finden, das sich bei Exoplaneten bisher als schwer fassbar erwiesen hat: Planetenringe.
'Grundsätzlich sollten Ringe durch detaillierte photometrische oder spektroskopische Änderungen während des Transports erfasst werden. Die Schwierigkeit liegt in der Tatsache, dass solche Signale in den aktuellen Daten schwer fassbar und schwer zu unterscheiden sind “, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
“Offensichtlich wissen wir noch viel nicht über Exoplanetenringe.”
Super-mollige Exoplaneten werden mit der Transitmethode erkannt. Hier untersucht das Teleskop den Stern im Laufe der Zeit und sucht nach regelmäßigen Einbrüchen im Licht des Sterns. Wenn die Einbrüche in derselben Tiefe und im selben Zeitintervall zwischen ihnen auftreten, können wir daraus schließen – einen Exoplaneten.
Die Lichtmenge, die der Stern durchlässt, kann dann verwendet werden, um die physikalische Größe des angegebenen Exoplaneten zu berechnen. Eine andere Methode kann verwendet werden, um die Masse eines Exoplaneten zu berechnen – wenn Planeten ihre Sterne umkreisen, üben sie tatsächlich ihren eigenen Gravitationseinfluss aus, wodurch der Stern leicht wackelt. Das Ausmaß dieses Wackelns wird durch die Masse des Planeten bestimmt.
Da viele Planeten im Sonnensystem Ringe haben, ist es offensichtlich, dass viele Exoplaneten auch Ringe haben. Aber wir betrachten diese Objekte normalerweise viele Lichtjahre entfernt und die meiste Zeit können wir die Planeten nicht direkt sehen – daher scheint es unmöglich, Ringe zu erkennen. Oder nicht?
“Wir fragten uns, ob Sie uns aus einer fernen Welt zurückblicken würden, ob Sie Saturn als einen Planeten mit Ringen erkennen würden oder ob es ein praller Planet für einen außerirdischen Astronomen wäre.” fragt Shreyasa Vissapragada von Caltech.
Als nächsten Schritt wandten sich Astronomen Simulationen zu, um zu sehen, ob die Ringe die Größe bekannter Super-Puffy-Planeten erklären könnten. Die Antwort war ja für einige von ihnen. Aber nicht alles.
“Diese Planeten neigen dazu, in unmittelbarer Nähe ihrer Sterne zu kreisen, was bedeutet, dass die Ringe eher felsig als eisig sein sollten”, sagte Piro. “Aber die Radien der felsigen Ringe können so groß sein, es sei denn, der Fels ist sehr porös, so dass nicht jeder Planet diese Grenzen erreicht.”
Der Planet muss zu einer ovaleren Form abgeflacht werden, damit sich die Ringe nicht verformen. Saturn ist aufgrund seiner hohen Drehzahl der flachste Planet im Sonnensystem. Exoplaneten, die tidal an ihrem Stern befestigt sind – das heißt, ihre Rotation hat dieselbe Periode wie ihre Umlaufbahn -, drehen sich möglicherweise zu langsam, um diese Form zu erzeugen.
Angesichts dieser Einschränkungen haben sich einige Exoplaneten als gute Kandidaten für Ringe erwiesen. Kepler 87c und Kepler 117c sind größer als Neptun, aber mit Massen von nur dem 6,4- bzw. 7,5-fachen der Erdmasse, was sie zu einer wirklich geringen Dichte macht.
“Die Bestätigung des Vorhandenseins von Felsringen in einigen Fällen wird nicht nur eine erstaunliche Neuentdeckung sein, sondern auch wichtige Informationen über diese Planeten liefern”, schrieben die Wissenschaftler in ihrem Artikel.
Die Studie wurde im Astronomical Journal veröffentlicht.
Quellen: Foto: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science
