Ein Planet, der nicht existieren sollte, schwebt um einen sterbenden Stern!

Der Planet 8 Ursae Minoris b umkreist einen etwa 530 Lichtjahre entfernten Stern, der im Sterben liegt. Der Stern, ein aufgeblähter roter Riese, hätte sich über die Umlaufbahn des Planeten hinaus ausdehnen müssen, bevor er sich auf seine heutige Größe zurückzieht. Mit anderen Worten: Der Stern hätte jeden Planeten, der ihn umkreist, verschlungen und zerstört.

Der Planet befindet sich jedoch auf einer stabilen, nahezu kreisförmigen Umlaufbahn. Die Entdeckung dieser scheinbar unmöglichen Situation wurde mit dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA gemacht. Sie zeigt, dass die Entstehung (und Zerstörung) von Planeten wahrscheinlich viel komplexer und unvorhersehbarer ist, als man bisher dachte.

Der Artikel "A nearby giant planet escapes being engulfed by its star", der das TESS-Ergebnis beschreibt, wurde im Juni 2023 in Nature von einem internationalen wissenschaftlichen Team unter der Leitung des Astronomen Marc Hon von der University of Hawaii veröffentlicht.

Rote Riesen, ein unerwartetes Ende

Wenn sich Sterne wie unsere Sonne dem Ende ihres Lebens nähern, beginnen sie, ihren nuklearen Brennstoff zu verbrauchen. Sie werden zu Roten Riesen und wachsen auf ihre maximale Größe an. Wäre das in diesem Fall geschehen, wäre der Stern von seinem Zentrum aus um bis zu 0,7 Astronomische Einheiten gewachsen, was etwa drei Viertel der Entfernung zwischen der Erde und der Sonne entspricht.

Er hätte dabei alle nahe gelegenen Planeten in seiner Umlaufbahn verschluckt und zerstört. Der Planet B, eine große Gaswelt, ist jedoch etwa 0,5 Astronomische Einheiten (AE) entfernt. Da der Planet den Sturzflug nicht überlebt haben könnte, schlägt Marc Hon, Hauptautor eines kürzlich erschienenen Artikels über diese Entdeckung, zwei Möglichkeiten vor:

1. Der Planet ist eigentlich der Überlebende einer Verschmelzung zwischen zwei Sternen, oder...
2. Es ist ein neuer Planet, der aus den Trümmern dieser Fusion entstanden ist. Unvereinbare Szenarien.

Unvereinbare Szenarien

Das erste Szenario beginnt mit zwei Sternen von der Größe unserer Sonne, die sich in einer engen Umlaufbahn befinden, und der Planet umkreist beide. Einer der Sterne "entwickelt" sich etwas schneller als der andere, er durchläuft seine Rote-Riesen-Phase, stößt seine äußeren Schichten ab und wird zu einem Weißen Zwerg.

Der andere erreicht kaum das Stadium eines Roten Riesen, bevor die beiden zusammenstoßen; übrig bleibt der Rote Riese, den wir heute sehen. Die Verschmelzung verhindert jedoch, dass sich der Rote Riese weiter ausdehnt und der Planet in der Umlaufbahn zerstört wird.

Im zweiten Szenario stößt die heftige Verschmelzung der beiden Sterne eine große Menge an Staub und Gas aus, die eine Scheibe um den verbleibenden Roten Riesen bildet. Diese "protoplanetare" Scheibe liefert das Rohmaterial für die Verschmelzung eines neuen Planeten in einer Art zweitem Leben für ein Planetensystem, obwohl der Stern noch am Ende ist.

Neue Erkennungstechniken

Wie können die Astronomen aus den aktuellen Beobachtungen auf eine solch chaotische Abfolge von Ereignissen schließen? Alles hängt von der gut verstandenen Sternenphysik ab. Das Planetenjagdsystem TESS kann auch zur Beobachtung von Vibrationen und Erdbeben in fernen Sternen eingesetzt werden, indem asteroseismology beobachten, und diese folgen bekannten Mustern während der Phase des Roten Riesen.

Das Muster der Schwingungen, das das Forscherteam in 8 Ursae Minoris entdeckte, stimmt mit dem von Roten Riesen in einem späten Stadium des Heliumbrennens überein, da sich ein Stern immer noch ausdehnt, während er sich weiterentwickelt und immer noch Wasserstoff verbrennt. Es ist also nicht so, dass der Stern noch im Wachstum begriffen ist und den Planeten noch nicht erreicht hat.