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Rogue-Planeten wandern durch den Kosmos, ohne an einen Stern gebunden zu sein.(Bildnachweis: PHOTOSTOCK-ISRAEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)Springe zu:

• Wie viele Schurkenwelten gibt es in der Milchstraße?
• Detektion
• Sind sie gefährlich?
• Zukunftsbeobachtungen und Verständnis
• Zusätzliche Ressourcen

Ein abtrünniger Planet ist eine Welt, die aus dem Planetensystem, in dem sie ursprünglich entstanden ist, herausgeschleudert wurde.

Da Schrottplaneten keinen Mutterstern umkreisen, werden sie in den interstellaren Raum geschleudert. Auf ihren Wanderungen werden sie von großen, gravitativ anziehenden Körpern angezogen, an denen sie zufällig vorbeikommen.

Die meisten abtrünnigen Planeten werden in den frühen Stadien der Planetenentstehung herausgeschleudert, wenn die Planetensysteme chaotischer sind und es mehr Wechselwirkungen zwischen den Planeten gibt, so David Bennett, ein leitender Forscher am Goddard Space Flight Center der NASA, gegenüber kosmischeweiten.de. Die Instabilitäten in den Umlaufbahnen und die Unsicherheiten in den Wechselwirkungen zwischen den Planeten bedeuten jedoch, dass unglückliche Welten während der gesamten Lebensdauer eines Planetensystems in den Abgrund des Weltraums geschleudert werden können.

„Dieser Auswurfprozess hört eigentlich nie auf“, sagte Bennett. „Er verlangsamt sich nur.“

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David Bennett ist Leiter der Gravitationsmikrolinsengruppe am NASA Goddard Space Flight Center und setzt sowohl bodengestützte als auch Mikrolinsenuntersuchungen ein, um nach Exoplaneten und frei schwebenden Welten zu suchen.

Binäre Sternsysteme könnten die karge Wüste des interstellaren Raums besser mit Schurkenwelten versorgen als Einzelsternsysteme wie das unsere, so Bennett.

„Es scheint jedoch wahrscheinlich, dass Planeten in Doppelsternsystemen mehr Planeten ausstoßen als in Einzelsternsystemen“, so Bennett. „Dies gilt sogar für sehr große Doppelsternsysteme. Die Exzentrizität sehr breiter Doppelsternsysteme kann durch vorbeiziehende Sterne gestört werden, was die beiden Sterne gelegentlich sehr nahe aneinander heranbringt, um mehr Auswurf zu verursachen oder sogar Planeten von ihrem binären Begleiter zu stehlen.“

Wie viele Schurkenwelten gibt es in der Milchstraße?

Die jüngste Schätzung der Anzahl von Schurkenplaneten in der Milchstraße geht davon aus, dass es etwa 20 Schurkenplaneten für jeden Stern in der Galaxie gibt. Aktuelle Schätzungen der Anzahl der Sterne in der Milchstraße reichen von 100 Milliarden bis 400 Milliarden. Wenn wir also davon ausgehen, dass es in der Milchstraße 200 Milliarden Sterne gibt, was eine vernünftige Schätzung ist, dann könnte es in unserer Galaxie sage und schreibe 4 Billionen bösartige Planeten geben.

In einer Studie aus dem Jahr 2022, in der die Anzahl der Schurkenwelten in der Galaxie geschätzt wurde, schlugen Bennett und Kollegen vor, dass es sich bei den meisten dieser frei schwebenden Planeten um Welten mit etwa der Masse der Erde oder sogar weniger handelt, und nicht um schwerere Gasriesen wie Jupiter und Saturn. Schwerere Welten bräuchten größere Gravitationsinstabilitäten, um aus ihren Bahnen geschleudert zu werden.

„Der offensichtliche Überschuss an Schurkenplaneten mit sehr geringer Masse ist das, was wir von einem Ausstoß durch die Wechselwirkung zwischen Planeten erwarten“, sagte Bennett.

Wie erkennen Astronomen Schurkenwelten, und wie viele haben wir entdeckt?

Die Schwerkraft eines frei schwebenden Schurkenplaneten kann das Licht eines fernen Sterns ablenken und bündeln, wenn er dicht vor ihm vorbeizieht. Aufgrund des verzerrten Bildes erscheint der Stern vorübergehend viel heller. (Bildnachweis: J. Skowron/Warsaw University Observatory)

Junge, massereiche Schurkenplaneten von der Größe des Jupiters und darüber hinaus können durch ihr eigenes Licht entdeckt werden. Mit einer anderen Methode, dem so genannten Gravitations-Microlensing, können Astronomen jedoch auch massearme Schurkenplaneten identifizieren. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass die Astronomen diese Welten über ihre Gravitationswirkung aufspüren können und nicht durch direkte Beobachtung ihres Lichts.

Astronomen schließen auf die Existenz eines Exoplaneten oft aus dem „Wobbeln“, das er auf seinen Heimatstern ausübt, oder wenn er zwischen uns und dem Heimatstern des vermuteten Planeten vorbeizieht. In diesem Fall wird das Licht des Sterns, der sich hinter dem Planeten befindet, durch die Schwerkraft gelinsert, wodurch das Licht des Sterns, der sich hinter ihm befindet, vergrößert wird. Je größer die Masse des Objekts zwischen der Erde und dem Licht emittierenden Objekt ist, desto größer ist der Linseneffekt.

Um diese Linseneffekte zu beobachten, müssen die Astronomen die Sterne ständig im Auge behalten, in der Hoffnung, dass sich etwas zwischen uns und den Stern schiebt. Mit dieser Technik haben Astronomen nicht nur Exoplaneten entdeckt, die um Sterne kreisen, sondern auch frei schwebende Welten, die im Kosmos treiben.

Ein aktuelles Beispiel dafür ist die Studie Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), die fast ein Jahrzehnt lang bestimmte Sterne beobachtet hat. Die von Astronomen der NASA und der japanischen Universität Osaka durchgeführte Untersuchung lieferte die Daten für die aktuellsten Schätzungen der Anzahl von Schurkenwelten.

Mit Hilfe des Microlensing, der Hauptmethode zur Entdeckung von Schurkenplaneten, „wurden vielleicht 25 Schurkenplaneten entdeckt“, so Bennett.

Sind sie gefährlich?

Angesichts der Tatsache, dass es schätzungsweise Billionen von Schurkenplaneten in unserer Galaxie gibt, könnte man annehmen, dass sie eine erhebliche Bedrohung für die Stabilität des Sonnensystems darstellen – oder sogar für die Erde selbst, wenn einer zu nahe vorbeizieht.

Bennett sagte jedoch, es sei „nicht sehr wahrscheinlich“, dass ein Schurkenplanet in unser Sonnensystem eindringen und es stören würde. Trotz der riesigen Anzahl von Schurkenwelten in der Galaxie gibt es zwischen den Sternen genügend Platz, damit diese Welten keine allzu große existenzielle Bedrohung für die Erde und den Rest des Sonnensystems darstellen.

Die früheren Befürchtungen, dass dieses Szenario eintreten könnte, basierten auf der Vorstellung, dass ein Schurkenplanet von der Größe des Jupiters in das Sonnensystem eintritt. Heute gehen die Astronomen jedoch davon aus, dass die überwiegende Mehrheit der Schurkenplaneten kleiner ist. Fremdplaneten von der Größe der Erde hätten wahrscheinlich einen weniger destabilisierenden Einfluss, wenn sie in der Nähe vorbeiziehen würden.

Wie werden zukünftige Beobachtungen unser Verständnis von Schurkenplaneten verbessern?

Das Nancy Grace Roman Space Telescope ist das zukünftige Infrarot-Weltraumobservatorium der NASA, das versuchen wird, einige der drängendsten Fragen der Kosmologie zu beantworten, indem es sich mit den Geheimnissen der dunklen Energie befasst. (Bildnachweis: NASA)

Bennett wird zusammen mit Scott Gaudi von der Ohio State University der leitende Forscher des Roman Galactic Exoplanet Survey sein. Die Untersuchung, die mit dem Nancy Grace Roman Space Telescope durchgeführt wird, hat das Potenzial, 400 erdgroße Schurkenplaneten zu beobachten, basierend auf den Ergebnissen der MOA-Untersuchung.

Bennett sagte, dass sein Team neben Roman auch bodengestützte Observatorien wie das Vera C. Rubin-Observatorium nutzen wird.

„Rubin wird keine ausreichend hohe Beobachtungsfrequenz haben, um selbst überzeugende Entdeckungen von Schurkenplaneten zu machen“, sagte Bennett. „Aber es wird helfen können, die Masse der von Roman entdeckten Schurkenplaneten zu messen. Die Lichtkurven werden für Beobachter auf der Erde anders aussehen als für Roman in seiner L2-Halo-Umlaufbahn, und dieser Unterschied kann helfen, die Masse der Schurkenplaneten zu bestimmen.“

Durch neue Beobachtungsmöglichkeiten mit Roman, Rubin und vielleicht dem Euclid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) erhoffen sich die Astronomen ein besseres Verständnis der Massenverteilung von Schurkenplaneten sowie mehr Daten, um ihre Schätzungen über die Anzahl der frei schwebenden Welten in unserer Galaxie einzuschränken.

„Wir sind besonders daran interessiert, dass das Euclid-Teleskop der ESA uns dabei hilft, da der Unterschied zwischen Euclids und Romans L2-Halo-Bahnen auch ausreicht, um diesen ‚Mikrolinsen-Parallaxen‘-Effekt zu sehen, den wir zur Bestimmung der Massen nutzen werden“, sagte Bennett.

Zusätzliche Ressourcen

Animatoren der NASA haben diese kurze Visualisierung eines Schurkenplaneten erstellt, der durch den Weltraum rast. Forscher haben auch die möglichen Bedingungen erörtert, unter denen Schurkenplaneten oder ihre Monde möglicherweise Leben erhalten könnten. Eine ausführliche Diskussion über die Möglichkeit, ob Leben und flüssiges Wasser auf Monden von Schrottplaneten existieren könnten, finden Sie bei der University of Cambridge Press. Wissenschaftler haben auch über die Möglichkeit spekuliert, dass fortgeschrittene technologische Zivilisationen Schurkenplaneten als Mittel zur Reise durch den interstellaren Raum nutzen könnten.

Bibliographie

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