Astronomen der Oxford University entdeckten zwei extrem leichte Exoplaneten, TOI-791 b und TOI-791 c, die einen sonnenähnlichen Stern in 1.110 Lichtjahren Entfernung umkreisen. Die am 24. Juni 2026 veröffentlichte Studie belegt, dass diese jupitergroßen Welten eine geringere Dichte als Zuckerwatte aufweisen und damit zu den „fluffigsten“ bekannten Himmelskörpern gehören.
Die Dichte von TOI-791 b und TOI-791 c
Die neu identifizierten Planeten zeichnen sich durch eine physikalische Beschaffenheit aus, die herkömmliche Modelle von Gasriesen herausfordert. Obwohl sie in ihrer Größe mit dem Jupiter vergleichbar sind, ist ihre Masse nur ein Bruchteil davon. Laut Daten, die FOCUS online veröffentlicht hat, liegt die Dichte von TOI-791 b bei etwa 0,038 Gramm pro Kubikzentimeter. Sein Begleiter, TOI-791 c, weist einen Wert von rund 0,047 Gramm pro Kubikzentimeter auf.
Zum Vergleich: Herkömmliche Zuckerwatte hat eine Dichte von etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter. Damit sind beide Himmelskörper leichter als die Süßware. Die NASA präzisierte in einer Pressemitteilung, dass TOI-791 b nur 3,0 Prozent der Masse des Jupiters besitzt, während TOI-791 c bei 5,9 Prozent liegt.
| Planet | Dichte (g/cm³) | Masse (im Vergleich zu Jupiter) |
|---|---|---|
| TOI-791 b | 0,038 | 3,0 % |
| TOI-791 c | 0,047 | 5,9 % |
| Zuckerwatte | 0,050 | – |
Jupiter ist im Vergleich dazu bis zu 35-mal dichter als dieses Duo.
Die Rolle von TESS und dem ASTEP-Teleskop
Die Entdeckung basierte auf einer Kombination verschiedener Beobachtungsmethoden. Zunächst identifizierte das NASA-Weltraumteleskop TESS die Planeten im südlichen Sternbild Volans, dem „fliegenden Fisch“. TESS nutzt die Transitmethode, bei der winzige Helligkeitsschwankungen eines Sterns registriert werden, wenn ein Planet vor ihm vorbeizieht. Diese Methode erlaubt es Astronomen, den Radius eines Planeten präzise zu bestimmen, gibt jedoch allein keinen Aufschluss über dessen Masse oder Dichte.
Um die Masse der Planeten präzise zu bestimmen, nutzte das Forschungsteam zusätzlich Daten des ASTEP-Teleskops in der Antarktis. Ein entscheidender Faktor war dabei die gegenseitige Anziehung der beiden Planeten. Wie t3n berichtet, beeinflussen sich TOI-791 b und TOI-791 c gegenseitig in ihren Umlaufbahnen. Diese Variationen der Transitzeit (Transit Timing Variations, TTV) führen dazu, dass die Planeten nicht in exakt gleichen Zeitabständen vor ihrem Stern vorbeiziehen.
In der Astrophysik ermöglichen TTVs die Berechnung der Masse, ohne dass die oft aufwendige Radialgeschwindigkeitsmethode (die das „Wackeln“ des Sterns misst) eingesetzt werden muss. Durch die mathematische Analyse dieser gegenseitigen Gravitationsstörungen konnten die Wissenschaftler die extrem geringe Masse der Körper ableiten.
Die Ergebnisse wurden am 24. Juni 2026 in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ veröffentlicht.
Warum diese „Super-Puffs“ so selten sind
In der Astronomie werden solche extrem aufgeblähten Planeten als „Super-Puffs“ bezeichnet. Von den fast 6.300 von der NASA katalogisierten Exoplaneten sind weniger als 40 dieser Art bestätigt. Dass zwei solcher Planeten im selben System existieren, ist laut George Dransfield, Physiker an der Universität Oxford, eine Seltenheit.
„Diese beiden Planeten haben eine Dichte wie ein ordentlicher Klecks Rasierschaum, frisch aus der Dose“ George Dransfield, Universität Oxford, via Euronews.com
Die Existenz von Super-Puffs stellt die gängige Theorie der Kernakkretion infrage. Normalerweise geht man davon aus, dass ein Planet einen massiven festen Kern aus Gestein und Eis benötigt, um genügend Gravitation zu entwickeln, um eine riesige Gashülle aus Wasserstoff und Helium anzuziehen. Die extrem geringe Masse von TOI-791 b und c deutet jedoch darauf hin, dass sie entweder einen ungewöhnlich kleinen Kern besitzen oder ihre ursprüngliche Masse verloren haben.
Die Forscher diskutieren derzeit zwei Szenarien für die Entstehung dieser geringen Dichte. Eine Theorie besagt, dass die starke Strahlung des nahen Sterns die Atmosphären der Planeten aufbläht. Eine alternative Hypothese vermutet, dass die Planeten ursprünglich in kalten, äußeren Regionen ihres Systems entstanden sind und dort große Eismassen im Inneren ansammelten. Bei einer späteren Wanderung näher zum Stern verdampfte dieses Eis, was die Gashülle massiv ausdehnte.
Man geht davon aus, dass sich Super-Puffs in gasreichen Scheiben um junge Sterne bilden und im Laufe der Zeit einen Großteil ihrer Masse verlieren.
Nächste Schritte mit dem James-Webb-Teleskop
Trotz der vorliegenden Daten bleibt die exakte chemische Zusammensetzung der Planeten hypothetisch. Die Forscher vermuten, dass die Hüllen überwiegend aus Wasserstoff und Helium bestehen. Um dies zu verifizieren, sind Nachbeobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) der NASA erforderlich.
Das JWST kann die sogenannte Transmissionsspektroskopie anwenden. Dabei wird das Sternenlicht analysiert, das während eines Transits durch die Atmosphäre des Planeten filtert. Da verschiedene chemische Elemente und Moleküle spezifische Wellenlängen des Lichts absorbieren, kann das Team so präzise bestimmen, welche Gase in den „fluffigen“ Atmosphären vorhanden sind.
Neben der Chemie interessiert das Team die Rotation der Planeten und deren Einfluss auf die Form sowie die Neigung der Umlaufbahnen im Verhältnis zum Zentralstern. Optisch könnten die Welten, je nach Bewölkung der Atmosphäre, weiß oder blau erscheinen, wie Spiegel berichtet.
Die Untersuchung solcher exotischer Systeme dient dazu, das Puzzle der Planetenentstehung zu vervollständigen und das Verständnis darüber zu vertiefen, wie sich Planetensysteme über Millionen von Jahren entwickeln und welche Bedingungen notwendig sind, um Materie in solch extrem niedrigen Dichten zu stabilisieren.
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