Die Exoplanetenforschung, die es erst seit 30 Jahren gibt, weitet sich dank erfolgreicher Weltraumteleskope immer stärker aus: Vor kurzem wurde die Schwelle von 5.000 bestätigten Planeten fern unseres eigenen Sonnensystems überschritten. Durch verbesserte Methoden gelingt es Astronominnen und Astronomen auch, immer mehr über diese Himmelskörper zu erfahren. Nun berichtete ein Forschungsteam von einer weiteren bemerkenswerten Dokumentation: Noch nie zuvor wurde eine Planetenwerdung in so früher Phase beobachtet.

Schon vor knapp zwei Jahren berichtete eine Gruppe der Europäischen Südsternwarte (Eso) über Hinweise darauf, dass im System um den jungen Stern AB Aurigae ein neuer Planet entstehe. Der Stern ist nur rund zwei Millionen Jahre alt, dürfte also entstanden sein, als sich die ersten Menschenarten entwickelten. Er befindet sich in etwa 508 Lichtjahren Distanz von der Erde, umgerechnet wären das etwa 4.800 Billionen Kilometer. Seine Masse ist 2,4-mal größer als die unserer Sonne, und er scheint 60-mal heller. Im Ende 2021 erschienenen Katastrophenfilm "Don't Look Up" hatte ein Bild des Sterns sogar einen Gastauftritt.

Um diesen Stern also kreist eine Scheibe aus Gas und Staub, in der sich der Protoplanet befindet – in ungewöhnlich weiter Umlaufbahn, schreibt das internationale Forschungsteam im Fachjournal "Nature Astronomy". Es handelt sich um einen sogenannten Gasriesen, der nur einen kleinen Kern aus festem Material besitzt. Vergleichbar ist er mit großen Gasplaneten wie dem Jupiter, wobei der neue Planet mit dem Namen AB Aurigae b die neunfache Masse unseres größten Sonnensystem-Planeten hat.

Ungewöhnlich groß und weit entfernt

Für die neue Studie kam nicht das Very Large Telescope der Eso in Chile zum Einsatz, sondern das Subaru-Teleskop in Hawaii – und das Weltraumteleskop Hubble. Dabei stellte das Team fest, dass der Protoplanet bereits in seinem aktuellen Beobachtungszustand einer der größten bekannten Exoplaneten sein dürfte – nicht nur neunmal so massereich wie der Jupiter, sondern auch mit dem 2,75-Fachen seines Radius ausgestattet. Bei den gemessenen Ausmaßen fällt er aber noch nicht in die nächste Himmelskörperkategorie "Brauner Zwerg". Besonders interessant ist, dass es sich um das früheste bisher beobachtete Entwicklungsstadium handelt, in dem ein Gasriese bisher registriert wurde.

Doch das ist nicht das einzige Erstaunliche an diesem fernen Gebilde. Wie erwähnt umkreist AB Aur b seinen Stern in äußerstem Sicherheitsabstand. Während der Großteil der Exoplaneten den Sternen etwa so nah ist wie der Neptun der Sonne, ist der werdende Planet in einer dreimal so großen Distanz unterwegs, nämlich in 93 Astronomischen Einheiten (AU), also der 93-fachen Entfernung der Erde von der Sonne. Es gibt aber auch Gasriesen, die bis zu 300 AU von ihrem Stern entfernt sind. Der nun dokumentierte Protoplanet könnte also auch für deren ungewöhnlich große Abstände neue Informationen liefern.

Abkühlender Sternenstaub und kochende Eier

Und auch in einem weiteren Aspekt zeigt der Exoplanet seine Ungewöhnlichkeit. "Die herkömmliche Theorie besagt, dass die meisten, wenn nicht alle Planeten durch das langsame Ansammeln von Feststoffen an einem festen Kern entstehen und dass Gasriesen diese Phase durchlaufen, bevor ihr fester Kern stark genug ist, um mit der Gasbildung zu beginnen", sagt einer der Studienautoren, Olivier Guyon von der Universität Arizona.

Bei AB Aur b scheint die Sache anders auszusehen. Er entsteht, weil die Materialscheibe um seinen Stern sich allmählich abkühlt, vermutet die Forschungsgruppe. Demnach passt sein Werden besser zum Gravitations-Instabilitäten-Modell, dem zufolge die Scheibe aus Gas und Staub um einen Stern immer instabiler wird und quasi zu Planeten "verklumpt". Wenn dem so ist, dürfte dies freilich nicht die letzte unerwartete und hypothesenverändernde Beobachtung sein, sagt Guyon: "Die Entstehung von Planeten ist sehr komplex und ungeordnet, da warten noch viele Überraschungen auf uns."

Sein Kollege, der Erstautor Thayne Currie vom Nasa-Ames-Forschungszentrum, wartet mit einem anschaulichen Vergleich auf: "Es gibt mehr als eine Art, ein Ei zu kochen. Und anscheinend gibt es auch mehr als eine Art, einen jupiterähnlichen Planeten zu bilden." (sic, 6.4.2022)