Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, das Planetensystem TOI-178 genauer unter die Lupe zu nehmen, das rund 200 Lichtjahre von uns entfernt liegt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift «Astronomy and Astrophysics» veröffentlicht.
Mit Hilfe des Cheops-Weltraumteleskops der Europäischen Weltraumagentur ESA konnten die Forschenden feststellen, dass schlappe sechs Planeten das Muttergestirn umkreisen. Und eine weitere Sensation: Fünf dieser Planeten bewegen sich in einer Bahnresonanz zueinander!
Was heisst Bahnresonanz?
Die fünf Planeten bewegen sich, genau wie die Planeten in unserem Sonnensystem, unterschiedlich schnell um das Muttergestirn. Bahnresonanz bedeutet, dass die Umlaufzeiten der Planeten in einem Verhältnis von niedrigen natürlichen Zahlen zueinander stehen. Ein Beispiel aus unserem Sonnensystem: Während Neptun 3 Mal um die Sonne wandert, dreht Pluto genau 2 Runden.
Beim Planetensystem von TOI-178 sieht die Resonanzkette folgendermassen aus: Der zweitinnerste Planet im System macht 18 Umläufe, während der dritte Planet 9, der vierte 6, der fünfte 4 und der sechste 3 Umläufe macht. Es handelt sich hierbei um eine der längsten bisher bekannten Resonanzketten von Planeten.
Nach der Harmonie folgt Chaos
Was die Forscher, dazu gehören auch Astronomen der Universitäten Bern und Genf, überraschte: Die sechs Planeten von sehr unterschiedlicher Grösse und Masse sind im Planetensystem wild durcheinander gemischt worden. Normalerweise ist in einem System mit solch harmonischen Resonanzen eine gewisse Ordnung der Planeten erkennbar – so auch in unserem Sonnensystem. Dabei liegen jeweils die dichtesten, kompaktesten Steinplaneten Innen. Gegen Aussen nimmt die Dichte der Planeten stetig ab – hier finden wir die Gasriesen und Eisplaneten.
Nicht so bei TOI-178. Die Masse der Planeten variiert zwischen 1.5 und 30 Erdmassen, und sie sind ein bis dreimal so gross wie die Erde. Dabei liegt ein sehr dichter Planet neben einem viel weniger dichten und so weiter. Die Reihenfolge scheint unsystematisch.
Eine chaotische Ordnung der Planeten könnte bei einer Kollision entstehen. Allerdings spricht die Resonanzkette der fünf Planeten gegen eine solche Störung. «Dieser Kontrast zwischen der rhythmischen Harmonie der Orbitalbewegung und den ungeordneten Dichten stellt unser Verständnis von der Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen sicherlich in Frage», so Astrophysiker Adrien Leleu.