Astronomen haben ein Planetensystem entdeckt, das grundlegenden Vorstellungen über die Entstehung von Planeten widerspricht. Die ungewöhnliche Anordnung der Welten um den Stern LHS 1903 deutet darauf hin, dass Planeten unter Bedingungen entstehen können, die bislang als höchst unwahrscheinlich galten. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Science veröffentlicht.

So sieht das bekannte Muster aus

In unserem Sonnensystem folgt die Anordnung der Planeten einer klaren Logik. Nahe an der Sonne kreisen kleine, feste Gesteinsplaneten wie Merkur, Venus, Erde und Mars. Weiter draußen, wo es deutlich kälter ist, befinden sich die großen Gasriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Diese Reihenfolge galt lange als eine Art kosmischer Standard. Auch in anderen Planetensystemen, so die Annahme, sollten sich zunächst felsige Planeten bilden, gefolgt von gasreichen Welten in größerer Entfernung zum Stern.

Ein System, das aus der Reihe tanzt

Genau dieses Muster scheint das neu entdeckte System um den Stern LHS 1903 zu durchbrechen. Der Stern ist ein sogenannter Roter Zwerg. Er ist kühler und lichtschwächer als unsere Sonne und liegt in der dicken Scheibe der Milchstraße.

Ein internationales Forschungsteam hatte dort zunächst drei Planeten identifiziert. Die Reihenfolge schien zunächst vertraut: Ein kleiner Gesteinsplanet nahe am Stern, danach zwei größere Gasplaneten. Alles entsprach den Erwartungen. Doch dann stießen die Forscher auf eine Überraschung.

Ein Gesteinsplanet, wo keiner sein sollte

Bei einer erneuten Analyse von Beobachtungen des europäischen Weltraumteleskops CHEOPS entdeckte das Team einen vierten Planeten, der noch weiter außen um den Stern kreist. Und dieser Planet besteht – anders als erwartet – nicht aus Gas, sondern aus Gestein. „Das macht dieses System zu einem sogenannten Inside-out-System“, sagte der leitende Autor der Studie, der Astrophysiker Thomas Wilson von der Universität Warwick. Die Reihenfolge laute hier: Gestein, Gas, Gas – und dann erneut ein Gesteinsplanet.

Das widerspricht bisherigen Modellen. Denn weit vom Stern entfernt fehlt es normalerweise an Bedingungen, die für die Entstehung fester Planeten nötig sind.

Warum das ein Problem für die Theorie ist

Nach gängiger Lehrmeinung entstehen Planeten in einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub, die einen jungen Stern umgibt. Dieses Material verteilt sich dabei nicht gleichmäßig. In der Nähe des Sterns ist es sehr heiß. Die starke Strahlung bläst leichte Gase fort, sodass dort vor allem feste Bestandteile zurückbleiben. Aus ihnen entstehen kleine, felsige Planeten wie die Erde.

Weiter entfernt vom Stern sind die Temperaturen deutlich niedriger. Dort kann Gas an festen Kernen haften bleiben und sich über lange Zeit ansammeln. Auf diese Weise wachsen große Planeten mit dicken Gashüllen – sogenannte Gasriesen.

Diese Abfolge gilt bislang als Grundprinzip der Planetenentstehung. Ein kleiner, fester Gesteinsplanet in großer Entfernung vom Stern passt nicht in dieses Bild, weil dort normalerweise genügend Gas vorhanden ist, um einen deutlich größeren Planeten entstehen zu lassen.

Eine neue Erklärung: Planeten auf Zeit

Um das Rätsel zu lösen, prüfte das Forschungsteam verschiedene Szenarien. Am plausibelsten erscheint eine Erklärung, die mit dem zeitlichen Ablauf der Planetenentstehung zu tun hat.

Demnach könnten sich die Planeten nicht gleichzeitig gebildet haben. Als der äußerste Planet entstand, könnte das Gas in der Scheibe bereits weitgehend verbraucht gewesen sein. Übrig blieb nur noch festes Material – genug für einen kleinen Gesteinsplaneten, aber nicht mehr für einen Gasriesen. „Es scheint, als hätten wir erstmals Hinweise auf einen Planeten gefunden, der in einer gasarmen Umgebung entstanden ist“, sagte Wilson.

Ein Fund mit größerer Bedeutung

Seit den 1990er-Jahren haben Astronomen mehr als 6000 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Die meisten davon wurden indirekt nachgewiesen, indem sie beim Vorbeiziehen vor ihrem Stern dessen Helligkeit leicht abdunkelten. Mit jeder neuen Entdeckung wächst die Vielfalt bekannter Planetensysteme – und damit auch der Zweifel an einfachen Erklärungen.

„Historisch basieren unsere Theorien zur Planetenentstehung stark auf dem, was wir aus unserem eigenen Sonnensystem kennen“, sagte Isabel Rebollido, Forscherin bei der European Space Agency. Je mehr unterschiedliche Systeme beobachtet würden, desto häufiger müssten diese Theorien überarbeitet werden. Das „verkehrte“ Planetensystem von LHS 1903 ist dafür ein weiteres Beispiel. Es zeigt, dass die Entstehung von Welten offenbar komplexer ist als lange angenommen – und dass das Universum immer noch für Überraschungen gut ist.