Zwei Planeten leichter als Zuckerwatte entdeckt

Stellen Sie sich einen Planeten vor, der größer ist als Jupiter, aber so leicht wie Zuckerwatte. Genau das haben Forscher der University of Oxford und internationaler Partner entdeckt. Die beiden Planeten mit den Namen TOI-791b und TOI-791c umkreisen einen Zwergstern im Sternbild Volans, etwa 1.110 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ihre Dichte ist atemberaubend gering: Jupiter hat eine Dichte von 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter, die neuen Planeten kommen auf nur 0,038 bzw. 0,047 Gramm pro Kubikzentimeter – das ist 28- bis 35-mal leichter. Zum Vergleich: Zuckerwatte hat eine Dichte von etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter, die Erde liegt bei 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter.

Die beiden Planeten sind sogenannte 'Super-Puffs' – extrem aufgeblähte Gasriesen, deren Atmosphäre so dünn ist, dass sie fast wie ein Vakuum wirkt. Nur eine Handvoll solcher Objekte ist bekannt, und zwei im selben System zu finden, ist eine Rarität. Die Entdeckung gelang durch eine Kombination aus Bürgerwissenschaft und internationaler Zusammenarbeit: Freiwillige des Projekts Planet Hunters TESS sichteten die ersten Hinweise in Daten des NASA-Weltraumteleskops TESS. Anschließend nutzten Forscher Teleskope auf der ganzen Welt, darunter das ASTEP-Teleskop in der Antarktis, um die Größe und Masse der Planeten zu bestimmen.

Die Antarktis spielte eine entscheidende Rolle: Während des dortigen Winters herrscht monatelange Dunkelheit, was es ermöglichte, die außergewöhnlich langen Transite der Planeten – über 11 Stunden – in einer einzigen, ununterbrochenen Beobachtung zu erfassen. Transite sind die Momente, in denen ein Planet vor seinem Stern vorbeizieht und dessen Licht leicht abschwächt. Aus der Dauer und Stärke dieser Abschwächung lässt sich die Größe des Planeten berechnen. Zusätzlich maßen die Astronomen winzige Schwankungen in der Zeitabfolge der Transite, die durch die gegenseitige Anziehung der beiden Planeten entstehen. Aus diesen Daten konnten sie die Massen und damit die extrem niedrigen Dichten ableiten.

Die Planeten sind in einer seltenen 5:3-Bahnresonanz gefangen: Während der innere Planet fünfmal um den Stern kreist, vollendet der äußere fast genau drei Umläufe. Diese Konstellation führt dazu, dass die Planeten sich immer wieder gegenseitig 'zerren', was die messbaren Transitschwankungen verursacht. Die Forscher planen nun, das James-Webb-Weltraumteleskop einzusetzen, um die Atmosphären der Super-Puffs zu analysieren. Sie wollen herausfinden, ob sie Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen enthalten – das würde Hinweise auf ihre Entstehungsgeschichte geben. Die Studie wurde im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.