Spannende Erkenntnis zu Planeten, die keinen Stern umkreisen, sondern im Dunkeln ihre Bahn durchs All ziehen. Laut einer neuen Studie könnten diese "sonnenlosen" Planeten in der Überzahl sein.
Dass es außerhalb unseres Sonnensystems Exoplaneten gibt, wissen wir seit einigen Jahren. Es wurden auch schon vagabundierende Planeten nachgewiesen, die alleine, d.h. ohne Sonne, durchs All fliegen (siehe Webb-Weltraumtelekop findet Objekte ohne Sternenbindung und Exoplaneten: Mehr als 5000 Kandidaten, mindestens 70 freifliegend, in unserer Nachbarschaft).
Nun wird berichtet, dass die meisten Planeten im All ohne eine Sonne unterwegs sein dürften, d.h. Planeten, die einen Stern umkreisen, sind in der Minderheit. Es ist zwar so, dass sich Planeten aus einer Staubscheibe um eine entstehende Sonne bilden.
Simulation von Sternsystemen
Ein Team von Astronomen des Technion-Israel Institute of Technology ist der Frage nachgegangen, was mit Planeten nach ihrer Entstehung passiert. Die Forscher führten dazu sogenannte N-Körper-Simulationen durch. Das sind . Computermodelle, die die Gleichungen der Schwerkraft und der Bewegung verwenden, um die Positionen und Bahnen der Planeten im Laufe der Zeit zu simulieren.
Durch wiederholte Ausführung und Variation der Eingangsparameter können diese Modelle statistische Schätzungen darüber abgeben, wie häufig bestimmte Ereignisse wie z. B. Auswürfe auftreten können. Es wurden Simulationen von 100 verschiedenen Planetensystemen durchgeführt. Die Systeme bestanden aus drei bis zehn Planeten (wie unser Sonnensystem) und die Planeten bewegten sich auf nahezu kreisförmigen, koplanaren Bahnen um einen sonnenähnlichen Stern. Anschließend ließen sie die Simulationen für eine Milliarde Jahre ablaufen.
Unfälle in Sonnensystemen die Regel
Die Simulationen zeigten, dass viele, wenn nicht sogar die meisten, Planeten schon früh in ihrem Leben aus ihrer Umlaufbahn um den Mutterstern heraus geschleudert werden. Denn es gibt viele Wechselwirkungen zwischen Planeten, wodurch einige in verlängerte Umlaufbahnen gedrängt werden. Das kann dazu führen, dass ein Planet die Bahn eines weiteren Planeten kreuzt.
Das Ergebnis kann ein direkter Zusammenstoß zweier Planeten sein, der diese zerstört oder zumindest extremen Schaden anrichtet. Das kommt im Durchschnitt 0,4 Mal pro Planetensystem vor (bei 100 Systemen kann man also mit etwa 40 Kollisionen rechnen). Die meisten ereignen sich innerhalb von einer Million Jahren nach dem Start einer Simulation.
Noch häufiger werden aber Planeten durch Bahninstabilitäten aus der Umlaufbahn um ihre Sonne ins All herausgeschleudert. Das Team stellte fest, dass im Durchschnitt bis zu 3,5 Planeten pro System nach einer Milliarde Jahren aus dem betreffenden System herausgeschleudert werden. Die meisten Vorfälle finden innerhalb der ersten 100 Millionen Jahre statt.
Dieses Ergebnis hat die Wissenschaftler überrascht, da es in den Simulationen nur drei bis 10 Planeten pro System gab. Das lässt den Schluss zu, dass Exoplaneten, die um eine Sonne kreisen, nicht der Normalfall sind, sondern die meisten Exoplaneten alleine im Weltraum unterwegs sind.
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