Astronomen entdecken, wie „heiße Jupiter“, die extremsten Planeten in der Galaxie, gebildet werden!

Es handelt sich um Gasriesen mit einer ähnlichen Masse wie Jupiter, die als"heiße Jupiter" bezeichnet werden. Diese Planeten umkreisen ihre Sterne in unglaublich kurzen Abständen und setzen sich dabei sengenden Temperaturen von Tausenden von Grad aus.

Die Wissenschaftler haben sich lange gefragt, wie sie entstehen. Nun haben neue Forschungsarbeiten eines internationalen Teams von Astronomen, darunter Experten des Massachusetts Institute of Technology (MIT), Licht in dieses Geheimnis gebracht.

Der Ursprung des "heißen Jupiters

Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie befasst sich mit einem Planeten namens TIC 241249530 b, der etwa 1.100 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Dieser Planet, der dank des NASA-Satelliten TESS ( Transiting Exoplanet Survey Satellite ) entdeckt wurde, hat eine stark exzentrische Umlaufbahn, was bedeutet, dass er sich extrem nah an seinen Stern heran und weit von ihm weg bewegt. Darüber hinaus ist seine Umlaufbahn retrograd, d. h. er dreht sich entgegengesetzt zur Rotation seines Sterns.

Die "Hot Jupiters" sind einige der extremsten Planeten in der Galaxie. Diese heißen Welten haben die gleiche Masse wie der Jupiter, kreisen aber dicht um ihren Stern und absolvieren einen Umlauf in nur wenigen Tagen, verglichen mit den 4.000 Tagen, die der Jupiter für eine Umrundung der Sonne benötigt.

Die Wissenschaftler vermuten, dass diese Planeten nicht immer so heiß waren und sich als "kalte Jupiter" gebildet haben könnten.

Der Fall des Planeten TIC 241249530 b

Die einzigartigen Eigenschaften der Umlaufbahn von TIC 241249530 b haben die Forscher zu der Schlussfolgerung veranlasst, dass dieser Planet dabei ist, ein "heißer Jupiter" zu werden. Anhand von Modellsimulationen zeigte das Team, dass die exzentrische und retrograde Umlaufbahn des Planeten das Ergebnis einer "Migration mit hoher Exzentrizität" ist.

Dieser Prozess besteht aus der gravitativen Wechselwirkung des Planeten mit anderen Sternen oder Planeten im System, die dazu führt, dass sich seine Umlaufbahn verschiebt und allmählich abnimmt, bis sie ihre endgültige Position in der Nähe des Sterns erreicht.

Im Fall von TIC 241249530 b gehen die Forscher davon aus, dass sich der Planet zunächst in einer kalten Region des Systems, weit entfernt von seinem jetzigen Stern, gebildet hat. Durch Gravitationswechselwirkungen mit anderen Sternen wurde er jedoch in seine jetzige Umlaufbahn gebracht, wodurch er dem Stern immer näher kam und immer höheren Temperaturen ausgesetzt war.

Astronomen stellen verschiedene Theorien auf

Einige Forschungsarbeiten deuten darauf hin, dass "heiße Jupiter" durch die gravitative Instabilität der Akkretionsscheibe, die den jungen Stern umgibt, entstehen könnten. Diese Instabilität könnte dazu führen, dass die Scheibe in riesige Gas- und Staubhaufen zerfällt, von denen einige direkt zu Gasriesenplaneten in engen Umlaufbahnen um den Stern kollabieren könnten.

Andere Studien schlagen das Einfangen von bereits entstandenen Gasriesenplaneten als möglichen Mechanismus für die Entstehung einiger "heißer Jupiter" vor. In diesem Szenario könnte ein Gasriesenplanet, der sich in einer breiteren Umlaufbahn bildet, von der Schwerkraft eines nahen Sterns eingefangen werden, in einer sehr engen Umlaufbahn enden und zu einem "heißen Jupiter" werden.

Die Entdeckung von TIC 241249530 b stellt jedoch einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Entstehung von "heißen Jupitern" dar. Diese Studie zeigt, dass diese extremen Planeten nicht unbedingt in der Nähe ihrer Sterne entstehen, sondern durch komplexe Gravitationswechselwirkungen aus weiter entfernten Regionen einwandern können.

Quellenhinweis:

Gupta, A. F. et al. A hot-Jupiter progenitor on a super-eccentric retrograde orbit. Nature, 2024.