Frei durchs All schwebender Planet erstmals vermessen

Ein frei durchs All vagabundierender Planet ermöglicht Astronomen erstmals tiefe Einblicke in seine Eigenschaften. Solche Himmelskörper sind zwar schon länger bekannt, doch bislang ließ sich weder ihre Masse noch ihre Entfernung genau bestimmen.

Dem Team um Subo Dong von der Universität Peking gelangen nun entscheidende Beobachtungen. Es blickte gleichzeitig von zwei Standorten aus auf den Planeten: mit Teleskopen auf der Erde und mit einem Observatorium im All. Dies brachte die neuen Erkenntnisse zu Entfernung und Masse.

Nach Angaben des Astronomenteams ist der Planet vermutlich in einer sogenannten protoplanetaren Scheibe entstanden – also wie ein normaler Planet – und nicht isoliert im All. «Dynamische Prozesse schleuderten ihn später aus seiner Entstehungsregion heraus und machten ihn zu einem frei schwebenden Objekt», schreibt das Team in Fachjournal «Science».

Satellit und Teleskope auf der Erde ermöglichen die Lösung

Freifliegende Planeten seien erstmals im Jahr 2000 entdeckt worden, erklärt Gavin Coleman von der Queen Mary University of London in einem «Science»-Begleitkommentar. Ihre Beobachtung sei jedoch extrem schwierig: Sie sind weit von Lichtquellen entfernt und kreisen nicht um einen Stern. Nachweisbar seien sie bislang nur dann, wenn sie zufällig vor einem Hintergrundstern vorbeiziehen und dessen Licht durch ihre Masse ablenken. Das funktioniert ähnlich wie bei einem Brennglas – diesen Effekt bezeichnen Astronomen als Gravitations-Mikrolinseneffekt. 

Dieses Phänomen erlaubt jedoch normalerweise keine genaue Bestimmung von Entfernung und Masse. Das Team um Dong überwand dieses Problem, indem es den rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Gaia-Satelliten mit mehreren bodengebundenen Teleskopen kombinierte. Mit Hilfe der kleinen Zeitdifferenz, mit der das Licht des Hintergrundsterns die Erde und das Weltraumteleskop erreichte, und weiteren Daten konnte das Team die Eigenschaften des Planeten berechnen.

Masse des Saturns und 10.000 Lichtjahre entfernt

Demnach besitzt der Planet etwa die Masse des Saturns und ist rund 10.000 Lichtjahre entfernt. Kleinere vagabundierende Planeten entstehen laut der Studie vermutlich wie andere Planeten in einem Planetensystem und werden später hinausgeschleudert. Größere freie Objekte könnten dagegen ähnlich wie kleine Sterne direkt in molekularen Wolken entstehen.

Bislang sind Tausende von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt worden, die einen Stern umkreisen. Es gebe dagegen nur wenige bekannte vagabundierende Planeten, schreibt Coleman. Das könne sich mit dem Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop (NGRST) der US-Weltraumbehörde Nasa ändern. Das Infrarot-Weltraumteleskop soll 2027 starten. 

Die Forscher sind sich noch nicht ganz sicher, ob der nun entdeckte Planet tatsächlich völlig frei durchs All schwebt oder ob er sich auf einer sehr weiten Umlaufbahn um einen Stern herum befindet. Der Planet hat noch keinen Namen, sondern wird durch eine sperrige Nummer gekennzeichnet: KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516.