Der erdgroße Himmelskörper fliegt durch die Galaxie

Ein Planet von der Größe der Erde kann sich wahrscheinlich frei durch die Milchstraße bewegen. Forscher unter der Leitung von Przemyslaw Mróz von der Universität Warschau schreiben, dass es sich um den kleinsten der bisher entdeckten Planeten handelt, für den noch kein Stern entdeckt wurde. Solche Himmelskörper, auch Schurkenplaneten genannt, sind äußerst schwer zu finden, daher gibt es nur sehr wenige Hinweise darauf.

Bisher ist bekannt, dass über 4000 kleine und große Exoplaneten einen Stern umkreisen. Forscher können dies beispielsweise erkennen, wenn die Planeten vor ihrem Stern vorbeiziehen und ihn geringfügig abdunkeln. Um nach frei fliegenden Planeten zu suchen, verwendeten die Forscher nun einen Spezialeffekt, den Albert Einstein bereits in seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt hatte.

Extrem seltenes Weltraumereignis

Nach Einsteins Theorie verbiegt die Schwerkraft eines Himmelskörpers den Raum. Somit werden die Strahlen eines Sterns auch von einem vorbeiziehenden Planeten gebogen. Infolgedessen erscheint der Stern für kurze Zeit etwas heller, wenn der Planet zwischen ihm und dem Beobachter auf der Erde schwebt. Der Stern muss nicht derjenige sein, den der Planet umkreist.

Mit diesem Mikrolinseneffekt wurden bereits einige häufig vorkommende Exoplaneten entdeckt, die einen Stern umkreisen. Es ist viel schwieriger, einen Himmelskörper zu entdecken, der frei im Raum schwebt. Die Chance ist äußerst gering, den Moment einzufangen, in dem Beobachter, Planet und Stern in einer Linie stehen. „Wenn wir nur einen Stern beobachten würden, müssten wir fast eine Million Jahre warten, bis ein solches Mikrolinsenereignis eintritt“, sagte Mróz, der auch am California Institute of Technology arbeitet. Daher beobachten verschiedene Astronomenteams Hunderte Millionen Sterne im Zentrum der Milchstraße.

Die Entdeckung gelang mit dem Gravitationslinseneffekt

Die Forscher um Mróz hatten wenig Zeit, um den Planeten OGLE-2016-BLG-1928 zu entdecken. Das entscheidende Ereignis, bei dem der Planet vor einem Stern vorbeikam und die Strahlung des Sterns durch die Gravitationslinse verstärkte, dauerte nur 42 Minuten. Die Forscher schreiben, dass dies die kürzeste Zeit für ein Mikrolinsenereignis war und es daher der kleinste bisher entdeckte All-Vagabund ist.

„Sobald wir das Ereignis aufgezeichnet haben, war klar, dass es durch ein sehr kleines Objekt verursacht wurde“, sagte Co-Autor Radoslaw Poleski, ebenfalls von der Universität Warschau. Es gibt Hinweise darauf, dass der Schurkenplanet noch kleiner als die Erde und wahrscheinlich größer als der Mars ist.

Aufgrund der mit der Mikrolinsenmethode gemessenen Strahlungsbeugung kann jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass der Planet einen Stern umkreist, gibt Poleski zu. Dies muss nach den Daten mindestens achtmal so weit von der Sonne entfernt sein wie die Erde. „Mit dieser Methode kann man keine Planeten unterscheiden, die gebunden sind, sich aber sehr weit von frei schwebenden Planeten entfernen“, sagt Ruth Titz-Weider vom Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt auf Anfrage. Sie können jedoch einen Mindestabstand zu einem möglichen Zentralstern angeben.

Der Planet muss nicht unbedingt einen Stern umkreisen

Bisher wurden rund ein Dutzend Schurkenplaneten entdeckt, sagte Co-Autor Andrew Gould vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Selbst bei ihnen ist noch nicht endgültig geklärt, ob sie einen Stern umkreisen. Die Chancen, dass sie frei schweben, stehen jedoch gut: Die Modelle der Planetenbildung besagten, dass viele kleine Planeten aus ihrem System katapultiert werden. Gould hält es für möglich, dass es fünf- bis zehnmal so viele frei schwebende Planeten gibt wie Sterne.

„Die dynamischen Modelle gehen davon aus, dass eine große Anzahl von Planeten durch Interaktion mit anderen Planeten oder Sternen aus dem System geworfen wird“, sagt Titz-Weider. Ein Planet muss daher nicht unbedingt einen Stern umkreisen. „Man spricht von einem Planeten, wenn die Masse groß genug ist, dass das Objekt unter seiner Schwerkraft mehr oder weniger zu einer Kugel verformt wird und kein Klumpen mehr ist wie beispielsweise der Komet Churyumov-Gerasimenko.“

Das Experiment läuft seit fast 30 Jahren

Die Internationale Astronomische Union (IAU) hat darüber diskutiert, aber noch nicht entschieden, ob Schurkenplaneten offiziell als Planeten ausgewiesen werden sollen oder nicht, erklärte ihr Pressesprecher Lars Lindberg Christensen.

Das Team der Universität Warschau startete vor 28 Jahren das sogenannte Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), bei dem der Planet entdeckt wurde. Derzeit wird in Chile ein 1,3-Meter-Teleskop verwendet, um den Himmel nach winzigen Helligkeitsänderungen von Hunderten Millionen Sternen zu durchsuchen, berichtet die Universität.