Riesenplaneten drehen sich schneller als erwartet

Die Rotation eines Planeten ist wie ein Fossil aus seiner Entstehungszeit. Sie verrät, ob er langsam aus einer Staubscheibe gewachsen ist oder durch einen schnellen Kollaps entstand – ähnlich wie ein Stern. Bislang gingen Astronomen davon aus, dass schwerere Objekte sich schneller drehen. Doch eine neue Studie mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii zeigt: Das stimmt nicht immer.

Ein internationales Team um Dino Chih-Chun Hsu von der Northwestern University untersuchte 32 ferne Gasriesen und Braune Zwerge – Himmelskörper, die zu schwer für Planeten, aber zu leicht für Sterne sind. Mit dem Spezialinstrument KPIC (Keck Planet Imager and Characterizer) fingen sie das schwache Licht dieser Welten ein und analysierten, wie sich ihre Spektren durch die Rotation verbreitern. Das Ergebnis: Einige Gasriesen mit nur der siebenfachen Jupitermasse rotieren sechsmal schneller als ein Brauner Zwerg mit der 24-fachen Jupitermasse.

Die Forscher vermuten, dass Magnetfelder eine entscheidende Rolle spielen. Ein stärkeres Magnetfeld bremst die Rotation eines Himmelskörpers ab, weil es mit der umgebenden Materiescheibe wechselwirkt. Massereichere Braune Zwerge haben stärkere Magnetfelder und verlieren daher mehr Drehimpuls. „Spin ist ein Fossil der Planetenentstehung“, erklärt Hsu. „Mit KPIC können wir winzige Signale messen, die die Rotation verraten – und so die Physik hinter der Entstehung ganzer Systeme entschlüsseln.“

Die Erkenntnisse helfen nicht nur, ferne Welten zu verstehen, sondern auch unser eigenes Sonnensystem. Die Verteilung des Drehimpulses unter den Planeten beeinflusst die gesamte Architektur eines Systems – sogar die Rotation der Erde und ihr Magnetfeld hängen davon ab, wie dieser „Spin-Budget“ vor Milliarden Jahren aufgeteilt wurde. Die Studie wurde im Astronomical Journal veröffentlicht.

Das Team plant, als Nächstes die Rotation von frei fliegenden Planeten zu messen – sogenannten Rogue Planets, die ohne Mutterstern durch die Galaxie treiben. Zukünftige Instrumente wie HISPEC, das 2027 am Keck-Observatorium in Betrieb gehen soll, werden noch empfindlicher sein und die Untersuchung kleinerer, erdähnlicherer Welten ermöglichen. „Wir fangen gerade erst an zu verstehen, was uns die Rotation über die Geschichte der Planeten verrät“, sagt Hsu.