Astronomen haben ein Planetensystem entdeckt, das einen kleinen, alten Stern umkreist, der konventionellen Theorien zur Planetenentstehung zu widersprechen scheint. Anstelle der typischen Anordnung – Gesteinswelten in der Nähe des Sterns und Gasriesen weiter draußen – weist dieses System mit der Bezeichnung LHS 1903 größere Planeten in der Nähe des Sterns und eine kleinere Gesteinswelt am äußeren Rand auf. Diese unerwartete Struktur wirft grundlegende Fragen darüber auf, wie sich Planeten um Sterne mit geringer Masse bilden.
Die Anomalie: Planetenarchitektur von innen nach außen
Das System LHS 1903 enthält mindestens vier Planeten: drei Sub-Neptune (LHS 1903 b, c und d) und einen dichten, felsigen Planeten (LHS 1903 e) in der äußersten Umlaufbahn. Erste Beobachtungen deuteten auf eine einigermaßen vertraute Anordnung hin, doch hochpräzise Daten des CHEOPS-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation enthüllten die Anomalie. Der äußere Planet, LHS 1903 e, ist ein kahler, felsiger Kern, dem die dichte Atmosphäre fehlt, die man in kälteren, weiter entfernten Regionen erwartet, in denen es reichlich Gas und Eis gibt.
Dies ist von Bedeutung, da aktuelle Modelle vorhersagen, dass Planeten, die weiter von einem Stern entfernt entstehen, beträchtliche Gasatmosphären ansammeln sollten. Das Vorhandensein einer felsigen Welt in dieser Entfernung deutet darauf hin, dass der Entstehungsprozess drastisch anders ablief als bisher angenommen.
Gasarme Bildung: Eine neue Hypothese
Um diese ungewöhnliche Struktur zu erklären, schlug das Team einen Mechanismus der „gasarmen Formation“ vor. Diese Theorie geht davon aus, dass sich die Planeten nacheinander gebildet haben, beginnend mit denen, die dem Stern am nächsten sind. Mit zunehmendem Alter des Sterns lösten sich das umgebende Gas und der Staub auf, wodurch weniger Ressourcen für das Wachstum der äußeren Planeten übrig blieben. Der äußerste Planet, LHS 1903 e, wäre in einer gasarmen Umgebung langsam aus den verbleibenden Gesteinstrümmern zusammengewachsen, was zu seiner geringen Größe und dem Fehlen einer Atmosphäre geführt hätte.
Simulationen stützen diese Hypothese, obwohl andere Szenarien – etwa ein früherer atmosphärischer Verlust aufgrund einer Kollision – nicht vollständig ausgeschlossen werden können. Die Stabilität der Planetenbahnen verleiht dem sequentiellen Entstehungsmodell auch Glaubwürdigkeit.
Implikationen für die Exoplanetenforschung
Die Entdeckung von LHS 1903 hat umfassendere Auswirkungen auf das Verständnis der Planetenentstehung, insbesondere um M-Zwergsterne, die in der Milchstraße am häufigsten vorkommen. Dieses System könnte ein natürliches Labor für die Untersuchung des „Radius Valley“ sein – der Lücke in der Größenverteilung zwischen felsigen und gasförmigen Exoplaneten.
Durch die Beobachtung von Planeten, die denselben Stern umkreisen, können Astronomen Variablen wie Sternalter und Sternzusammensetzung kontrollieren und so genauere Einschränkungen für die Geschichte der Planetenentstehung ermöglichen. Weitere Beobachtungen mit dem James Webb-Weltraumteleskop werden entscheidend für die Analyse der Planetenatmosphären und die Verfeinerung dieser Modelle sein.
„Die Entdeckung weiterer dieser Systeme wird uns in naher Zukunft wirklich dabei helfen, Planetenentstehungsmodelle zu verfeinern und einzuschränken.“
Das LHS 1903-System stellt einen wichtigen Schritt hin zu einem umfassenderen Verständnis der Entwicklung von Planetensystemen dar, stellt lang gehegte Annahmen in Frage und eröffnet neue Wege für die Forschung.
