Zwei Wattebausch-Planeten entdeckt

Rund 1110 Lichtjahre von uns entfernt, im südlichen Sternbild Fliegender Fisch, umkreisen zwei Gasriesen einen sonnenähnlichen Stern. Das an sich wäre nichts Besonderes – es sind bereits über 8000 Exoplaneten bekannt. Doch diese beiden Welten namens TOI-791 b und c stechen heraus: Sie haben die geringste Dichte, die je gemessen wurde. TOI-791 b kommt auf 0,038 Gramm pro Kubikzentimeter, sein äußerer Nachbar auf 0,047 Gramm pro Kubikzentimeter. Zum Vergleich: Saturn, der luftigste Planet in unserem Sonnensystem, hat eine Dichte von 0,69 Gramm pro Kubikzentimeter – mehr als zehnmal so viel.

Die Hauptautorin der Studie, Georgina Dransfield von der University of Oxford, bezeichnet die beiden daher als „Wattebäusche“ oder „Zuckerwatte“. Sie bestehen überwiegend aus Wasserstoff und Helium, mit winzigen Beimengungen schwererer Stoffe. Beide Planeten haben etwa die Größe von Jupiter, aber nur einen Bruchteil seiner Masse: TOI-791 b bringt es auf 9,5 Erdmassen, TOI-791 c auf 18,6 Erdmassen – Jupiter ist dagegen 318-mal so schwer wie die Erde.

Die Planeten umrunden ihren Stern in 139 beziehungsweise 232 Tagen und stehen in einer sogenannten 5:3-Resonanz: Wenn der innere Planet fünf Umläufe geschafft hat, hat der äußere drei absolviert. Dieses Verhältnis sorgt dafür, dass sie sich gegenseitig beeinflussen. Wie solche extrem leichten Planeten entstehen, ist noch nicht geklärt. Eine Theorie besagt, dass sie sich weiter entfernt von ihrem Stern gebildet haben und dann nach innen gewandert sind. Durch die nun stärkere Einstrahlung des Sterns blähen sich ihre Atmosphären enorm auf.

Entdeckt wurden die beiden Welten mit dem Weltraumteleskop TESS der NASA, das den Himmel systematisch nach Planeten durchmustert, die vor ihrem Stern vorbeiziehen und ihn dabei periodisch geringfügig verdunkeln. Im Fall von TOI-791 dauern diese Durchläufe ungewöhnlich lange – etwa elf Stunden. Das Team um Dransfield nutzte für seine Untersuchungen auch Daten des Teleskops ASTEP in der Antarktis, das speziell für die Beobachtung von Exoplanetentransits gebaut wurde und die sechsmonatige Polarnacht ausnutzt. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.