Ein seltenes außerirdisches Sonnensystem verändert sich so schnell, dass wir es in Echtzeit sehen können
Stellen Sie sich vor, die Planeten in unserem eigenen Sonnensystem würden plötzlich aus ihren gewohnten Bahnen geraten, wie Autos, die auf einer Autobahn ausscheren. Genau das haben Astronomen in einem fernen Sternsystem entdeckt – und es verändert sich so schnell, dass Menschen es in Echtzeit mitverfolgen können.
Mit dem TESS-Weltraumteleskop der NASA und einem Teleskop in der Antarktis fanden Wissenschaftler drei Exoplaneten, die den Stern TOI-201 umkreisen, etwa 370 Lichtjahre von der Erde entfernt. Diese Planeten sind grundverschieden voneinander, und ihre Umlaufbahnen verschieben sich so dramatisch, dass sie in nur 200 Jahren nicht mehr vor ihrem Stern vorbeiziehen werden – ein Wimpernschlag in kosmischen Maßstäben.
Ein System, anders als unseres
In unserem Sonnensystem umkreisen alle Planeten die Sonne auf einer relativ flachen, geordneten Ebene – wie Murmeln, die auf einem Tablett rollen. Aber das TOI-201-System gleicht eher einer Handvoll Murmeln, die in die Luft geworfen werden, jede auf einem anderen, geneigten Pfad.
Der Stern selbst ist unserer Sonne ähnlich, aber etwas größer und schwerer: etwa 1,3-fache Masse und Durchmesser. Seine drei Planeten sind:
- Eine felsige Super-Erde – sechsfache Erdmasse, die den Stern alle 5,8 Tage umrundet.
- Ein Gasriese – halbe Jupitermasse, der alle 53 Tage eine Umlaufbahn vollendet.
- Ein weiterer Gasriese – 16-fache Jupitermasse, der etwa 7,9 Jahre für einen Umlauf um den Stern benötigt.
Die meisten Planetensysteme sind „Erbsen in einer Schote“, das heißt, die Planeten sind ähnlich groß und kreisen auf derselben Ebene. Nicht so dieses. Jeder Planet ist deutlich anders, und sie ziehen sich gegenseitig gravitativ an, was ihre Umlaufbahnen verschiebt.
Warum das wichtig ist: Umlaufbahnen im Zeitraffer
Normalerweise verändern sich Planetenbahnen über Millionen oder Milliarden Jahre – zu langsam, als dass jemand es bemerken könnte. Aber im TOI-201-System geschehen die Veränderungen in menschlichen Zeiträumen. Die gestreckte, geneigte Umlaufbahn des äußeren Planeten zerrt an den inneren Planeten, sodass ihre Transits – der Moment, in dem ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht – früher oder später als erwartet eintreten.
Einer der inneren Planeten, TOI-201b, begann plötzlich etwa eine halbe Stunde später zu transiten. Das ist, als ob ein Bus, der immer zur gleichen Zeit kam, plötzlich eine halbe Stunde Verspätung hätte – und dann jeden Tag zu spät käme.
„Normalerweise sind Planeten wie Metronome, bei denen jeder Transit genau eine Umlaufperiode nach dem anderen erfolgt“, sagte Amaury Triaud, Astronom an der University of Birmingham. „Aber plötzlich begann der Planet etwa eine halbe Stunde später zu transiten.“
Wie sie es entdeckten
Die Entdeckung erforderte eine globale Zusammenarbeit. TESS entdeckte zunächst einen seltenen Transit des äußeren Planeten. Dann bemerkten Astronomen auf der ganzen Welt, dass die Transits des inneren Planeten nicht synchron waren. Ein wichtiges Werkzeug war das ASTEP-Teleskop in der Antarktis, das die langen Polarnächte nutzt, um den Himmel kontinuierlich zu beobachten.
„Diese Entdeckung wurde durch ein Teleskop in der Antarktis ermöglicht“, sagte Triaud. „Seine einzigartige Lage und der Zugang zu optimalen astronomischen Bedingungen sind entscheidend für die Untersuchung von Planetensystemen mit langen Umlaufzeiten.“
Was uns das über die Planetenentstehung sagt
Dieses System bietet eine seltene Momentaufnahme eines Planetensystems, das sich noch beruhigt – wie der Blick auf eine Baustelle, von der das Gerüst noch nicht entfernt wurde. In unserem eigenen Sonnensystem haben sich die Planeten vor Milliarden Jahren in stabile Umlaufbahnen eingependelt. Aber TOI-201 zeigt, was kurz nach der Planetenentstehung passiert, wenn gravitative Wechselwirkungen die Umlaufbahnen noch umformen.
„Im Sonnensystem sind fast alle Planeten koplanar, aber hier ist jeder Planet anders“, sagte Tristan Guillot, Astronom am Observatoire de la Côte d’Azur. „Das deutet auf eine aktive orbitale Neuorganisation innerhalb des Systems hin.“
Die wichtigsten Erkenntnisse
- Drei grundverschiedene Exoplaneten umkreisen den Stern TOI-201, jeder auf einer anderen Orbitalebene.
- Ihre Umlaufbahnen verschieben sich so schnell, dass Astronomen die Veränderungen in Echtzeit messen können.
- Innerhalb von 200 Jahren werden die inneren Planeten ihren Stern gar nicht mehr transiten.
- Die Entdeckung wurde mit dem TESS der NASA und einem Teleskop in der Antarktis gemacht.
- Das System bietet einen seltenen Einblick, wie sich Planetensysteme nach ihrer Entstehung entwickeln.
Was bedeutet das für normale Menschen?
Diese Entdeckung zeigt, dass Planetensysteme chaotisch und dynamisch sein können – nicht die ordentlichen, geordneten Orte, die wir uns oft vorstellen. Sie erinnert uns daran, dass unser eigenes Sonnensystem vor Milliarden von Jahren ähnlich ausgesehen haben könnte. Und sie beweist, dass wir, obwohl der Weltraum riesig ist, Systeme mitten in ihrer Entwicklung erwischen können, wie beim Betrachten eines kosmischen Zeitraffers.
— Editorial Team
