Einige der Exoplaneten mit extrem geringen Dichten – sogenannte „Superpuffs“ oder „Zuckerwatte-Planeten“ – könnten tatsächlich Ringe besitzen. Das ist das Ergebnis einer neuen Forschungsarbeit von Anthony Piro (Carnegie Institution for Science) und Shreyas Vissapragada (Caltech), die im Astronomical Journal veröffentlicht wurde.
Planeten dieses Typs sind bemerkenswert, weil sie für ihre Massen außergewöhnlich große Radien besitzen. Damit hätten sie eine scheinbar unglaublich geringe Dichte. Die kurios benannten Himmelskörper haben Wissenschaftlern seit ihrer Entdeckung Kopfzerbrechen bereitet, weil sie wie kein Planet unseres Sonnensystems sind. Sie fordern unsere Theorien bezüglich dessen heraus, wie ferne Planeten aussehen können.
„Wir begannen uns zu fragen: Was ist, wenn diese Planeten gar nicht so luftig wie Zuckerwatte sind?“, sagte Piro. „Was ist, wenn die Superpuffs so groß erscheinen, weil sie in Wirklichkeit von Ringen umgeben sind?“
In unserem eigenen Sonnensystem besitzen alle Gas- und Eisriesen Ringe, wobei das berühmteste Beispiel die majestätischen Ringe des Saturn sind. Aber für Astronomen war es schwierig, Planeten mit Ringen um ferne Sterne zu entdecken.
Die Radien von Exoplaneten werden während Transits gemessen, wenn der Exoplanet vor seinem Zentralstern vorbeizieht und einen Helligkeitsrückgang verursacht. Je größer der Helligkeitsabfall, desto größer der Exoplanet. „Wir fragten uns, ob man Saturn als Ringplanet erkennen würde, wenn man von einer fernen Welt auf uns blicken würde, oder ob er für den Beobachter als aufgeblasener Planet erscheinen würde“, sagte Vissapragada.
Um diese Hypothese zu überprüfen, simulierten Piro und Vissapragada, wie ein Exoplanet mit Ringen für einen Astronom aussehen würde, der mit hochpräzisen Instrumenten einen Transit des Planeten vor seinem Zentralstern beobachtet. Sie untersuchten auch die Typen an Ringmaterial, die für die Beobachtung der Superpuffs verantwortlich sein könnten. Ihre Arbeit demonstrierte, dass Ringe einige aber nicht alle von der Kepler-Mission bislang entdeckten Superpuffs erklären könnten.
„Diese Planeten tendieren dazu, ihre Zentralsterne in geringer Entfernung zu umkreisen, was bedeutet, dass die Ringe aus Gestein bestehen müssten und nicht aus Eis“, erklärte Piro. „Aber die Radien von Ringen aus Gestein können nur so groß sein, solange das Gestein nicht sehr porös ist, daher würde nicht jeder Superpuff-Planet diesen Grenzen entsprechen.“ Piro und Vissapragada zufolge sind drei Planeten besonders gute Kandidaten für Ringe: Kepler-87c, Kepler-177c und HIP 41378f.
Nachfolgebeobachtungen zur Bestätigung ihrer Arbeit werden nicht möglich sein, bis das James Webb Space Telescope der NASA nächstes Jahr startet. Existierende boden- und weltraumbasierte Teleskope haben nicht die Präzision, um die Präsenz von Ringen um diese ferne Welten zu bestätigen. Wenn einige der Superpuffs tatsächlich Ringe besitzen, würde das die Kenntnisse der Astronomen über die Entstehung und Entwicklung dieser Planetensysteme um ihre Zentralsterne verbessern.
(THK)
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