Exo­ten im All: Wir

Trotz des Fun­des die­ser Wo­che: Kaum ein Exo­pla­net passt in un­ser Pla­ne­ten­sys­tem und die an ihm ent­wi­ckel­te Theo­rie der Ent­ste­hung al­ler.

Die Presse am Sonntag - - Wissen - VON JÜR­GEN LANGENBACH

Nun ist er al­so ge­sich­tet, der ers­te Pla­net au­ßer­halb un­se­res Sys­tems, der et­wa die Grö­ße der Er­de hat und viel­leicht auch flüs­si­ges Was­ser: Pro­xi­ma Cen­tau­ri b, in sei­nem Na­men steckt der sei­nes Mut­ter­ge­stirns, und das heißt so, weil es der nächs­te Nach­bar der Son­ne ist, 4,2 Licht­jah­re weit weg.

So ei­nen hat man lang ge­sucht: Als man 1995 den al­ler­ers­ten Exo­pla­ne­ten ent­deck­te, 51 Pe­gasi b, wur­den die Ge­sich­ter so lang wie breit. Breit vor Freu­de, und lang des­halb, weil der Fund rät­sel­haft war: Er war rie­sen­groß, hat­te die hal­be Mas­se des ei­si­gen Gas­pla­ne­ten Ju­pi­ter – der hat 318-mal so viel wie die Er­de –, aber er um­kreis­te sein Mut­ter­ge­stirn ex­trem eng, in nur vier Ta­gen. Der 0,055 Erd­mas­sen win­zi­ge Mer­kur, der in­ners­te Pla­net un­se­res Sys­tems, braucht 68. War 51 Pe­gasi b ein Exot? Nein, die nächs­ten Fun­de wa­ren ähn­lich, man nann­te sie hei­ße Ju­pi­ter. Das klang ver­däch­tig an „höl­zer­nes Ei­sen“an: Nach al­lem, was man wuss­te, konn­te es sol­che Pla­ne­ten nicht ge­ben.

Und fast al­le an­de­ren 3500, die man in­zwi­schen kennt, auch nicht: Vie­le sind Su­per­er­den, ha­ben die viel­fa­che Mas­sen un­se­res Pla­ne­ten, sind oft zu meh­re­ren und zie­hen in ge­rin­gem Ab­stand um ih­re Ster­ne, man­che in el­lip­ti­schen Bah­nen, an­de­re rück­wärts, ge­gen die Dreh­rich­tung des Sterns. Nichts passt ins Bild un­se­res Pla­ne­ten­sys­tems und die an ihm ent­wi­ckel­ten Theo­rie der Ent­ste­hung al­ler. Die geht so: Am An­fang ist ei­ne Wol­ke aus ro­tie­ren­dem Staub und Gas, sie bricht un­ter ih­rer Gra­vi­ta­ti­on zu­sam­men. Das meis­te Ma­te­ri­al bil­det ein Zen­tral­ge­stirn, das in Kern­fu­si­on zün­det und ver­brennt, der Rest kreist als Schei­be dar­um her­um.

Die be­steht vor al­lem aus Gas, Staub ist we­nig da­bei, aber wenn Körn­chen auf­ein­an­der tref­fen, kön­nen sie sich elek­tro­ma­gne­tisch zu­sam­men­bal­len, bis zu ki­lo­me­ter­gro­ßen Pla­ne­te­si­ma­len. Ir­gend­wann über­nimmt die Gra­vi­ta­ti­on: Sie zieht klei­ne­re Pla­ne­te­si­ma­le in grö­ße­re hin­ein und den rest­li­chen Staub bzw. die Ga­se auch. Da­von ist in der Nä­he des Sterns al­ler- dings bald nichts mehr da, sie sind ent­we­der von ihm auf­ge­nom­men oder von sei­nem „Wind“ver­bla­sen – den Teil­chen, die er aus sich her­aus­schleu­dert –, des­halb wer­den in­ne­re Pla­ne­ten St­ein­pla­ne­ten mit dün­nen At­mo­sphä­ren. Wei­ter drau­ßen kommt die Snow Li­ne, hin­ter ihr ist es so kalt, dass Was­ser­dampf ge­friert, die­ses zu­sätz­li­che Ma­te­ri­al – das Eis – er­laubt ei­ne ra­sche­re Bildung der äu­ße­ren Pla­ne­ten, sie ha­ben ei­nen Kern von fünf bis zehn Erd­mas­sen, der zieht viel Gas an, so ent­ste­hen Rie­sen wie Ju­pi­ter.

Je wei­ter drau­ßen sie sind, des­to klei­ner wer­den sie wie­der, weil sie we­ni­ger Ma­te­ri­al sam­meln kön­nen. Und wo sie ein­mal sind, das ist der Schluss­stein, da blei­ben sie auch. Die Theo­rie passt, für un­ser Pla­ne­ten­sys­tem – mit Ein­schrän­kun­gen, wo­zu gleich –, für al­le an­de­ren passt sie nicht: Hei­ße Ju­pi­ter et­wa hät­ten nie so na­he an ih­ren Ster­nen ent­ste­hen kön­nen, es gab dort nicht ge­nug Ma­te­ri­al. Sind sie von weit her­ein ge­wan­dert, durch ih­re Gra­vi­ta­ti­on, die in der pla­ne­ta­ren Schei­be dich­te­re Re­gio­nen bil­de­te, die ih­rer­seits die Pla­ne­ten nach in­nen zo­gen? Wan­de­rer. Ei­ne Hy­po­the­se ver­mu­tet das. Und aus­ge­schlos­sen ist es nicht, auch bei uns hat es wohl Wan­de­run­gen ge­ge­ben, dar­auf deu­tet et­wa, dass man­che Nach­barn ih­re Bah­nen in sta­bi­ler Re­so­nanz zie­hen: Die Um­lauf­zei­ten ste­hen in ei­nem fi­xen ganz­zah­li­gen Ver­hält­nis zu­ein­an­der. So ist es et­wa bei Plu­to – sei er nun ein Pla­net oder nicht – und Nep­tun: Wenn Letz­te­rer zwei Um­läu­fe voll­endet hat, sind es bei Ers­te­rem drei. Ein Zu­fall wird die bei­den kaum in sol­che Po­si­tio­nen ge­bracht ha­ben, sie müs­sen ge­wan­dert sein und sich dann ins Be­neh­men bzw. die Bah­nen ge­setzt ha­ben.

Viel­leicht wa­ren auch viel grö­ße­re Pla­ne­ten ein­mal un­ter­wegs, Ju­pi­ter et­wa. Der ent­stand ei­nem Sze­na­rio zu­fol­ge in ei­ner Ent­fer­nung von 3,5 As­tro­no­mi­schen Ein­hei­ten (AE) von der Son­ne (Er­de: 1 AE). Dann wur­de er durch den Staub der pro­to­pla­ne­ta­ren Schei­be ge­bremst und zum Zen­trum ge­zo­gen, auf 1,5 AE. Dort kehr­te er um, weil nach ihm Sa­turn ent­stan­den war, der auch nach in­nen wan­der­te und mit Ju­pi­ter in ei­ne Re­so­nanz ge­riet, die bei­de wie­der hin­aus­trieb, in ih­re heu­ti­gen Bah­nen, Ju­pi­ter: 5,2 AE, Sa­turn: 9,5 (Na­tu­re 475, S. 206).

Das Sze­na­rio heißt Grand Tack – nach der Wen­de beim Se­geln –, man hat es er­son­nen, um et­wa zu er­klä­ren, war­um der Mars klei­ner ist als die Er­de, ob­wohl er in sei­ner wei­te­ren Bahn mehr Ma­te­ri­al hät­te sam­meln müs­sen: Ju­pi­ter nahm es weg, als er in Son­nen­nä­he war. Und falls es dort Su­per­er­den gab, hat er sie viel­leicht so aus ih­ren Bah­nen ge­bracht, dass sie kol­li­dier­ten und ein­an­der aus­lösch­ten.

Sind die hei­ßen Ju­pi­ter auch so ge­wan­dert, aber in­nen ge­blie­ben? Und wo­her sind die Su­per­er­den? Fest steht nur, dass bei­de na­he an ih­ren Zen­tral­ge­stir­nen sind, dort gin­gen sie den Pla­ne­ten­jä­gern in die ers­ten Net­ze: Bei de­nen zei­gen sich Pla­ne­ten nur in­di­rekt, an ih­rer Wir­kung auf ih­re Mut­ter­ge­stir­ne, die­se brin­gen sie mit ih­rer Gra­vi­ta­ti­on ins Zit­tern – so ist es bei der Ent­de­ckung die­ser Wo­che –, und de­ren Leucht­kraft be­ein­flus­sen sie beim Vor­bei­zie­hen: Bei­des tun sie um so stär­ker, je nä­her sie beim Mut­ter­ge­stirn sind, des­halb de­tek­tier­te man sie als Ers­te.

In­zwi­schen hat man Te­le­sko­pe ent­wi­ckelt, mit de­nen man Pla­ne­ten di­rekt sich­ten kann – sie blen­den das Licht der Ster­ne aus –, am leich­tes­ten dies­mal die­je­ni­gen, die sehr weit weg sind. Sie brach­ten die nächs­te Über­ra­schung: Ein Stern, HR 8799 in 130 Mil­lio­nen Licht­jah­ren Ent­fer­nung, hat vier

Von der Theo­rie Ver­bo­te­nes gibt es ganz in­nen in den Sys­te­men: hei­ße Ju­pi­ter et­wa. Was es ganz au­ßen in den Sys­te­men gibt, ist auch ein Ding der Un­mög­lich­keit.

Pla­ne­ten, die viel wei­ter drau­ßen sind als Ju­pi­ter, bis zu 65 AE, zu­dem ha­ben sie viel mehr Mas­se als er, bis zum 13-Fa­chen (Sci­ence 322, S. 1348). Das ist wie­der ein Ding der Un­mög­lich­keit, so groß kann man in sol­chen Dis­tan­zen nicht wach­sen. Aber vie­le der di­rekt Ge­sich­te­ten sind so.

So spielt sich al­ler­or­ten Ver­bo­te­nes ab, ganz in­nen in Pla­ne­ten­sys­te­men, ganz au­ßen auch, in der Mit­te kann man noch nicht be­ob­ach­ten. „Die Din­ge ha­ben von An­fang an nicht ge­passt“, kom­men­tiert Bru­ce Ma­c­in­tosh (St­an­ford): „Die Theo­rie konn­te mit den Be­ob­ach­tun­gen nie Schritt hal­ten“(Sci­ence 353, S. 438). Wird sie es je kön­nen? Ro­man Ra­fi­k­ov (Prin­ce­ton) winkt ab: „Die Na­tur ist viel smar­ter, als es un­se­re Theo­ri­en sind.“

Newspapers in German

Newspapers from Austria

© PressReader. All rights reserved.