Planeten: Geisterflieger an fernen Sternen

„Eigentlich hatten wir das nicht für möglich gehalten“, staunt Heike Rauer vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin-Adlershof. Sie erforscht fremde Planetensysteme, in denen die Himmelskörper nach der gängigen Theorie in der gleichen Richtung und Ebene um ihre Sonne kreisen sollten, wie diese sich um ihre eigene Achse dreht. Genau das aber tun mehr als die Hälfte der 27 Planeten nicht, die jetzt von der europäischen Südsternwarte (Eso) in Chile genauer untersucht wurden.

Planetensysteme entstehen aus riesigen Staubscheiben, die um ihr Zentrum kreisen. Im Inneren zieht sich die Materie dann zu einer Sonne zusammen, außen kondensieren die viel kleineren Planeten. „Um die Umlaufbahn dieser Planeten aus der Scheibe herauszubringen, braucht man sehr viel Energie“, sagt Rauer. Deshalb kreisen in unserem Sonnensystem alle Planeten nach wie vor in der gleichen Ebene und Richtung, wie sich einst die Scheibe drehte, aus der alles entstand.

Seit Michel Mayor und Didier Queloz von der Universität Genf 1995 die ersten Planeten entdeckten, die um ferne Sterne kreisen, hat dieses Modell mit Schwierigkeiten zu kämpfen. So sollten große Gasplaneten relativ weit entfernt von ihrer Sonne entstehen und für einen Umlauf einige Jahre benötigen. Sehr viele dieser seither entdeckten Riesenplaneten aber kreisen tatsächlich in wenigen Tagen und sehr nah um ihre Sonne.

Bisher vermutete man, dass solche „heißen Jupiter“ zwar weit draußen in der Staubscheibe entstehen, dann aber von der Scheibe abgebremst werden und so im Laufe weniger Millionen Jahre nach innen wandern. Aus den Resten der Scheibe könnten dann außerhalb ihrer heißen Innenbahn kleine und schwere Planeten entstehen, die ähnlich wie die Erde oder der Mars aufgebaut sind.

Nach diesem Modell aber müssten die heißen Jupiter in der gleichen Ebene und Richtung wie diese selbst um ihre Sonne kreisen. Genau das aber tun einige der jetzt untersuchten 27 Riesenplaneten nicht, sie fliegen jeweils in Ebenen, die mindestens zehn Grad gegen die Hauptebene gekippt sind. Sechs der Exoplaneten sausen sogar entgegen der Drehrichtung ihrer Sonne um diese herum.

Die Energie für das Kippen der Umlaufbahnen kann kaum von der Staubscheibe kommen, glauben die Eso-Forscher um Didier Queloz. Vielmehr könnten dafür andere Planeten oder Sterne verantwortlich sein, die einem zunächst „kalten Jupiter“ zu nahe kommen. Deren riesige Schwerkraft könnte groß genug sein, um den Planeten aus seiner Bahn zu kippen und ihn dabei in eine exzentrische Ellipsenbahn zu bringen. Kommt der gekippte Planet dann in die Nähe seiner Sonne, bremsen ihn die Gezeitenkräfte etwas ab. Der Theorie zufolge machen diese kleinen, aber immer wiederkehrenden Bremsmanöver nach ein paar 100 Millionen Jahren den Planeten zu einem heißen Jupiter – indem sie ihn in eine kreisförmige enge Umlaufbahn um den Stern zwingen, die zur Drehrichtung der einstigen Staubscheibe völlig willkürlich geneigt sein kann.