Planeten mit extrem großen Umlaufbahnen – wie der mögliche neunte Planet des Sonnensystems – sind gar keine Anomalie, sondern ein normales Nebenprodukt der chaotischen Entstehungsphase von Sonnensystemen. Das jedenfalls haben Simulationen eines internationalen Forschungsteams ergeben, das verschiedene Planetensysteme und ihre Entwicklung modelliert hat. Dabei seien immer wieder Planeten in besonders große und exzentrische Umlaufbahnen katapultiert worden, in denen sie trotzdem stabilisiert wurden. Exoplaneten mit großen Halbachsen der Ellipse zwischen 100 und 10.000 Astronomischen Einheiten (AE) dürften deshalb deutlich häufiger sein als angenommen.

Im Sonnensystem gar nicht so unwahrscheinlich

Wie die Gruppe um André Izidoro von der Rice University im US-Bundesstaat Texas erläutert, war es seit Jahren ein Rätsel, wie große Planeten in derart weite Umlaufbahnen gelangen konnten und dass sie teilweise tausendmal so weit von ihnen entfernt unterwegs sind wie die Erde von der Sonne. Auch im Sonnensystem gibt es immer wieder Hinweise auf einen weit entfernt kreisenden Planeten, der als „Planet 9“ zuletzt mehr Aufmerksamkeit bekommen hat. Die Simulationen hätten nun eine mögliche Antwort auf die Frage geliefert und nahegelegt, dass solche Planeten ein gar nicht allzu seltener Teil von Planetensystemen sind. Vorgestellt wird die Arbeit im Wissenschaftsmagazin Nature Astronomy.

Die Simulationen hätten nun nahegelegt, dass in der chaotischen Frühphase eines Sternsystems regelmäßig Planeten in besonders breite Umlaufbahnen gestoßen werden. In den Sternenhaufen, in denen das normalerweise passiert, würden sie dann oft von anderen Sternen stabilisiert und kreisen abgekoppelt von den Vorgängen im inneren System um ihre Sterne. Sobald sich die Sterne, die gemeinsam entstanden sind, danach weiter voneinander entfernt haben, würden diese Planeten in ihren Orbits gewissermaßen eingefroren. Nicht stabilisierte Planeten würden stattdessen ihr System ganz verlassen und jene Population aus einsamen Planeten bilden, die wir gerade erst beginnen, zu verstehen.

Im Sonnensystem hat das Forschungsteam zwei Phasen identifiziert, in denen ein großer Planet dermaßen herausgeschleudert werden konnte. Das sei einmal während der Entstehung von Uranus und Neptun sowie später während der Instabilitätsphase der Gasriesen der Fall gewesen. Insgesamt sehen sie eine Wahrscheinlichkeit von „bis zu 40 Prozent“, dass ein Objekt von der postulierten Größe des theoretischen neunten Planeten dabei an den Rand des Sonnensystems katapultiert wurde. Insgesamt meinen sie, dass etwa jedes eintausendste Sternsystem einen solchen extrem fernen Exoplaneten besitzen sollte, wobei unterschiedliche zusammengesetzte Planetensysteme unterschiedlich effizient bei deren Positionierung seien.

Gibt es noch einen großen Planeten – und wenn ja, wo?

Über einen weiteren Planeten weit außen im Sonnensystem wird schon lange spekuliert. Weil der Pluto seit fast 20 Jahren nicht mehr als Planet zählt, wäre ein solcher Himmelskörper der neunte Planet. Besonders die Astronomen Mike Brown und Konstantin Batygin vom California Institute of Technology (Caltech) forschen umfangreich dazu und legen immer wieder Arbeiten dazu vor. Erst vor wenigen Tagen hat ein internationales Forschungsteam einen direkten Hinweis auf einen solchen Planeten vorgestellt, der würde aber nicht zu dem passen, den die beiden Kalifornier am Sonnensystem vermuten. Auch ein neu entdeckter Zwergplanet mit einem extremen Orbit passt wohl nicht zu den Theorien von Brown und Batygin.

(mho)

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