Moment mal – Planeten können leichter sein als Zuckerwatte?

Okay, ich muss euch echt von etwas erzählen, das mich diese Woche umgehauen hat. Astronomen haben draußen im All zwei Planeten entdeckt, die – haltet euch fest – weniger dicht sind als Zuckerwatte. Ja, ihr habt richtig gelesen. Es gibt echte Wissenschaft, die zeigt, dass da draußen im Sternbild Volans (der Fliegende Fisch, falls ihr's wissen wollt) Welten herumschweben, die flauschiger sind als das Zeug, das man auf Jahrmärkten verkauft.

Das Team wurde von Forschern der Universität Oxford geleitet, mit Unterstützung aus Frankreich und Großbritannien. Und ehrlich? Ich finde, das könnte eine der coolsten Weltraum-Entdeckungen seit einer Weile sein.

TOI-791 b und TOI-791 c stellen sich vor

Also, womit haben wir es hier zu tun? Diese beiden Planeten umkreisen einen Stern etwa 1.110 Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie sind ungefähr so groß wie Jupiter – einer der größten Planeten in unserem eigenen Sonnensystem – aber hier wird's wild.

Jupiter ist massiv. Er hat eine Dichte von etwa 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter. Solide, wuchtig, planetarisch. Jetzt vergleicht das mal mit diesen Neulingen: Einer hat eine Dichte von nur 0,038 Gramm pro Kubikzentimeter, der andere kommt auf 0,047 Gramm pro Kubikzentimeter. Das bedeutet, Jupiter ist roughly 28 bis 35 Mal so dicht wie diese Zuckerwatte-Zwillinge.

Zur Einordnung: Zuckerwatte selbst liegt bei etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter. Wenn ihr also irgendwie ein Stück Jahrmarkt-Zuckerwatte im Weltraum zum Schweben bringen könntet, wäre es technisch gesehen dichter als diese ganzen Planeten. Wie krass ist das denn?

Die Bürgerwissenschaftler, die sie zuerst entdeckt haben

Hier ist etwas, das ich an dieser Geschichte total liebe: Normale Menschen haben geholfen, diese Planeten zu finden. Das Planet Hunters TESS-Projekt – eine Bürgerwissenschafts-Initiative, bei der Freiwillige Daten von Weltraumteleskopen durchforsten – hat diese Welten впервые 2019 und 2023 gesichtet. Das zeigt einfach, dass man keinen Doktortitel braucht, um echte astronomische Entdeckungen zu machen. Wie cool ist das?

Die Daten kamen vom NASA-Satelliten TESS, der Sterne beobachtet und nach kleinen Helligkeitseinbrüchen sucht, die darauf hindeuten könnten, dass ein Planet davor vorbeizieht. Als diese Einbrüche im TOI-791-System auftauchten, wussten die Forscher, dass sie etwas Interessantes in der Hand hatten.

Warum die Antarktis entscheidend war

Und hier kommt ein Detail, das ich total faszinierend finde: Ein Teil dieser Entdeckung wurde möglich gemacht durch Beobachtungen aus der Antarktis. Konkret hat ein Teleskop an der Concordia-Station namens ASTEP jahrelang dieses System beobachtet.

Warum die Antarktis? Naja, die Planeten brauchen über 11 Stunden, um ihren Stern zu durchqueren – 11 Stunden! Das ist unglaublich lang für eine Transit-Beobachtung. Die meisten erdgebundenen Teleskope können so etwas nicht ohne Unterbrechung durch Tageslicht oder Wetter beobachten. Aber die Antarktis hat während des Winters monatelange durchgehende Dunkelheit. Die Forscher konnten diese Planeten buchstäblich stundenlang bei der Sterndurchquerung beobachten, ohne anzuhalten. Laut der Studie sind dies die längsten durchgehenden Planeten-Transits, die jemals vollständig vom Boden aus beobachtet wurden.

Das ist Hingabe. Antarktische Astronomen, die unter brutalen Bedingungen arbeiten, nur um Planeten vorbeiziehen zu sehen. Ich habe absoluten Respekt vor diesem Niveau an wissenschaftlichem Engagement.

Sie tanzen umeinander

Diese Planeten hängen nicht einfach unabhängig voneinander rum – sie sind in einem Gravitationstanz gefangen. Genauer gesagt befinden sie sich in einer sogenannten 5:3-Resonanz. Was bedeutet das auf Deutsch? Für каждые fünf Umläufe des inneren Planeten macht der äußere Planet fast genau drei. Sie ziehen ständig aneinander, während sie um ihren Stern kreisen, und diese gravitatorischen Zerrungen erzeugen winzige Zeitabweichungen bei den Transitzeitpunkten.

Wissenschaftler haben diese kleinen Zeitverschiebungen gemessen, um die Massen der Planeten herauszufinden. Das ist echt clever, eigentlich – wie wenn man zwei Musikern zuhört, die leicht aus dem Takt spielen, und diese Information nutzt, um herauszufinden, wo jeder steht.

Wie wird ein Planet überhaupt so leicht?

Hier wird's wirklich mysteriös. Wie kommt man überhaupt dazu, dass ein ganzer Planet weniger dicht ist als Zuckerwatte?

Die führende Theorie besagt, dass diese Planeten enorme Atmosphären aus Wasserstoff und Helium haben. Stellt es euch so vor: Ihr habt einen kleinen felsigen Kern, aber darum herum befindet sich diese massive, aufgeplusterte Gashülle. Dieses Gas nimmt viel Platz ein, fügt aber nicht viel Masse hinzu, was zu einer insgesamt überraschend niedrigen Dichte führt.

Wissenschaftler vermuten, dass diese aufgeplusterten Atmosphären entstehen könnten, wenn Planeten viel weiter entfernt von ihrem Stern entstehen – in kälteren Regionen der protoplanetaren Scheibe, der wirbelnden Gas- und Staubwolke um junge Sterne. In diesen eisigen äußeren Bereichen kann sich Gas viel leichter um einen festen Kern herum ansammeln.

Das Problem? Diese Planeten scheinen jetzt viel näher am Stern zu sein als dort, wo sie wahrscheinlich entstanden sind. Also muss sie irgendetwas im Laufe der Zeit nach innen gezogen haben. Aber was? Das ist das Rätsel, das Wissenschaftler noch lösen müssen.

Es gibt nur eine Handvoll davon

Hier ist, wie selten diese Super-Puff-Planeten sind: Nur vier andere Planetensysteme im gesamten Universum sind bekannt, die mehrere Super-Puff-Planeten enthalten. Vier! Von den Milliarden da draußen können wir diese Systeme an den Fingern abzählen. Deshalb ist es so ein großes Ding, zwei zusammen im TOI-791-System zu finden – es ist eine extrem seltene Gelegenheit zu studieren, wie sich diese ungewöhnlichen Welten bilden und entwickeln.

Dr. George Dransfield von der Universität Oxford hat es gut ausgedrückt: „Nur eine Handvoll dieser Super-Puff-Planeten ist bekannt, und es ist noch seltener, zwei im selben System zu finden. Ihre extrem niedrigen Dichten machen sie zu faszinierenden Zielen für das Verständnis davon, wie Planetensysteme entstehen und sich entwickeln."

Was kommt als Nächstes?

Das Team möchte das James-Webb-Weltraumteleskop auf diese Welten richten, um zu sehen, was sich in ihren Atmosphären befindet. Sie hoffen, Kohlenstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen nachzuweisen, die Hinweise darauf geben könnten, woher diese Planeten kommen und woraus sie bestehen.

Ich weiß nicht wie euch, aber ich kann wirklich nicht abwarten zu hören, was sie finden. Das Universum überrascht uns immer wieder mit Welten, die sich nicht so verhalten, wie wir es erwarten. Und ehrlich? Genau das macht Astronomie so aufregend. Jedes Mal, wenn wir denken, wir verstehen, wie Planeten funktionieren, kommt etwas wie hier vorbei und erinnert uns daran, wie viel wir noch lernen müssen.

Also, auf zu den flauschigen Planeten – den Zuckerwattte-Riesen, die um einen fernen Stern kreisen, Lichtjahre entfernt von allem, was wir leicht erklären können. Macht euer Ding, TOI-791 b und c. Ihr seid seltsam, und wir lieben euch dafür.