EXTRASOLARE PLANETEN
Neptun-großer Planet um Fomalhaut
von Stefan Deiters
astronews.com
18. Juni 2007

Um den Stern Fomalhaut dürfte ein Neptun-großer Planet kreisen. Eine Astronomin der Universität im amerikanischen Rochester folgerte dies aus dem verräterisch verschobenen Staubring, der die ferne Sonne umgibt. Die Existenz eines Planeten um Fomalhaut war schon früher vermutet worden. Dank neuer Berechnungen kann jetzt aber auch etwas über Masse und Orbit des Planeten gesagt werden.

Hubble-Bild des Staubrings um Fomalhaut. Bild: NASA, ESA, P. Kalas und J. Graham (University of California, Berkeley) und M. Clampin (NASA Goddard Space Flight Center) [Großansicht]

Sterne sind zu Beginn ihrer Existenz von einer Staubwolke umgeben. Diese wird mit der Zeit zu einem Ring, der dann irgendwann schließlich auch verschwindet.  Staubringe um junge Sonnen sind also im Grunde genommen nichts Besonders. Nur der Staubring um den Stern Fomalhaut passte irgendwie nicht ins Bild und hat Astronomen schon seit Jahren Rätsel aufgegeben: Der Staubring um die Sonne war nämlich verschoben und glich mehr einer Ellipse als einem Kreis (astronews.com berichtete). Der Stern selbst lag - in Bezug auf den Ring - mehr als zwei Milliarden Kilometer von dem Punkt entfernt, wo er eigentlich hätte liegen sollen.

"Wir wollten herausfinden, warum dieser Ring so verschoben war", erzählt Alice C. Quillen, Astronomie-Professorin in Rochester und Autorin eines Artikels, der in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist. "Man hatte lange vermutet, dass ein Planet die Ursache dafür ist, aber niemand hatte eine Idee, wo genau der sein sollte oder wie groß er ist. Jetzt wissen wir das sehr gut."

Inzwischen kennt man rund 250 Planeten um andere Sonnen und die meisten wurden durch den Einfluss entdeckt, den sie bei einem Umlauf auf ihren Zentralstern ausüben. Quillen interessiert sich im Gegensatz dazu schon seit Jahren für die Wechselwirkung eines Planeten mit der Staubscheibe um einen Stern und ist inzwischen eine Expertin dafür, aus Strukturen eines Staubrings etwas über Position und Größe eines Planeten vorherzusagen.

Mit neuen Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble hat sich Quillen nun auch an die Lösung des Rätsel um Fomalhaut gemacht. Die Hubble-Bilder zeigen den 25 Lichtjahre entfernten Stern mit bislang nicht gesehenen Details. Mit Hilfe einer Blende wurde das Licht Fomalhauts ausgeblendet, so dass die Strukturen des Staubrings noch besser zur Geltung kommen.

Eine Auswertung der Hubble-Aufnahmen bestätigte zunächst, dass der Staubring um Fomalhaut tatsächlich verschoben war- Der Ring selbst zeigte zudem eine überraschend scharfe Kante - genau danach hatte Quillen gesucht. Seit sie 2002 ihren ersten extrasolaren Planeten auf diese Weise entdeckt hat, hat die Forscherin ihr Modell immer weiter verfeinert. Eine solches abruptes Ende an der Innenkante des Staubrings lässt sich danach nur mit einem relativ kleinen, etwa Neptun-großen Planeten erklären, der mit seiner Anziehungskraft den Staub in seinem Orbit entfernt hat.

Der Staubring ist nicht kreisförmig, weil auch der Orbit des Planeten nicht kreisförmig ist. Und das ist das nächste Geheimnis von Fomalhaut, mit dem sich die Forscherin nun beschäftigen muss. Eigentlich sollten nämlich - zumindest zu Beginn - die Planeten in einer recht kreisförmigen Bahn um ihre Sonne laufen. "Irgendwas hat diesen Planeten auf eine schiefe Bahn gebracht und was das ist, wollen wir nun herausfinden", so Quillen. "Vielleicht gab es hier Kollisionen von Planeten, durch die deren Bahnen so verändert wurden. Wir arbeiten gerade daran, zu berechnen, wie viele und was für Planeten man benötigen würde, um den Orbit zu erklären und auch um zu verstehen, warum es innerhalb des Rings keinen weiteren Staub mehr gibt."

Quillens Planet muss vorerst reine Theorie bleiben, weil heutige Teleskope den potentiellen Planeten um Fomalhaut nicht direkt beobachten können. Das könnte sich aber mit einer neuen Generation von Teleskopen ändern.