Gasriese oder Brauner Zwerg? Definition eines Planeten erneut auf dem Prüfstand

Vielleicht haben viele Leute eine ziemlich klare Vorstellung davon, was ein Planet ist, aber die offizielle Definition ist überraschenderweise bei manchen Menschen noch immer umstritten. Die Degradierung von Pluto zum Zwergplaneten im Jahr 2006 zeigt einfach, wie sich unser Verständnis von Himmelsobjekten im Laufe der Zeit verändern kann, insbesondere wenn immer wieder neue Entdeckungen gemacht werden. Nun hat ein Astrophysiker von der Johns Hopkins Universität eine Revision der Planeten-Definition vorgeschlagen, um besser zwischen Gasriesen und Braunen Zwergen unterscheiden zu können.

Im Jahr 2005 erschütterte die Entdeckung von drei großen Transneptun-Objekten unser Verständnis über die Objekte unseres Sonnensystems. Jene Objekte, welche heute die Namen Eris, Haumea und Makemake tragen, schienen der Definition von Planeten zu entsprechen. Aber Astronomen waren besorgt, dass, wenn sie so klassifiziert werden, dies die Schleusen für eine ganze Reihe weiterer Objekte (Asteroiden, Monde) öffnen würde als Planeten zu gelten, da sie technisch in diese Beschreibung passen würden. Die IAU hatte keine offizielle Definition auf die sie hinweisen konnte und skizzierte daher klare Richtlinien dafür, was ein Planet ist oder nicht.

Im August 2006 wurde die Entscheidung gefällt. Offiziell musste ein Planet in unserem Sonnensystem drei Standards erfüllen: Er muss sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befinden. Er muss über ausreichend Masse verfügen, um durch seine Eigengravitation eine annähernd kugelförmige Gestalt anzunehmen (hydrostatisches Gleichgewicht) und er muss die nähere Umgebung seiner Bahn von anderen Körpern bereinigt haben. Dadurch werden Asteroiden und andere Objekte innerhalb des Kuiper-Gürtels wie Eris, Haumea, Makemake und der berühmteste, Pluto, praktisch ausgeschlossen.

Diese Definition gilt jedoch nur für unser Sonnensystem. Die IAU hat noch nicht entschieden, wie Exoplaneten offiziell beschrieben werden sollen, aber 2003 wurde in einem Statement eine Definition skizziert, die sich mit künftigen Entdeckungen ändern könnte. Im Grunde ist ein Planet ein Objekt das einen Stern umkreist, jedoch eine zu geringe Masse hat, um thermonukleare Reaktionen in Gang zu setzen, das ihn in einen Stern verwandeln könnte.

Aber einige Objekt komplizieren die Dinge. Braune Zwerge besetzen das bizarre Gebiet zwischen Planeten und Sternen. Diese großen Jupiter-ähnlichen Objekte haben eine ausreichende Masse, um thermonukleare Reaktionen starten zu können – allerdings zünden sie nicht wirklich, sondern werden allgemein als „gescheiterte Sterne“ bezeichnet. Von der Erde aus kann es anstrengend sein zu identifizieren, ob es ein großer Planet oder ein an Masse armer Brauner Zwerg ist.

Die Forschungsziele der Johns Hopkins Universität sind, die Unterscheidung zwischen den beiden zu klären. Um dies zu erreichen, untersuchte Astrophysiker Kevin Schlaufman 146 Sternsysteme und fand eine Reihe von wiederkehrender Details, die helfen würden, eine Grenze zu ziehen.

„Während wir davon ausgehen, dass wir im großen und ganzen wissen wie Planeten entstehen, gibt es dennoch eine Menge an Details, die noch zu beachten wären“, sagte Schlaufman. „Eine höhere Massengrenze für Planeten ist das bekannteste Detail, welches fehlt.“

Basierend auf seinen Beobachtungen hat Schlaufman festgelegt, dass die Obergrenze bei 10 Jupitermassen liegt. Aber das ist nur eine Zahl um eine Trennlinie zu ziehen – es scheint, dass größere Objekte durch andere Prozesse entstehen als kleinere Objekte.

Schlaufman entdeckte Hinweise auf diese Entstehungs-Geschichten innerhalb der Sterne, die diese Objekte umkreisen. Planeten zwischen 4 und 10 Jupiter-Massen wurden vornehmlich bei eisenreichen Sternen gefunden, die aufgrund ihres höheren Anteils an Gestein produzierenden Elementen zur Planetenbildung führen. Braune Zwerge dagegen haben diese Möglichkeit nicht, da sie normalerweise aus kollabierenden Gas- und Staubwolken geformt werden, so wie die Sterne auch.

So wie die Arbeitsdefinition der IAU erkennt auch Schlaufman an, dass seine Definition einer Änderung bedarf, da zukünftige Beobachtungen zusätzliche Entdeckungen bringen werden.

Die Studie wurde im Astrophysical Journal veröffentlicht.

26. Jänner 2018/SP
Verein Kuffner-Sternwarte