Berlin. Knapp 31 Lichtjahre von uns entfernt umkreist ein ungewöhnlicher Planet einen roten Zwergstern: GJ 367b ist etwa zwei Drittel so groß wie die Erde – besteht aber offenbar fast vollständig aus Eisen. Wie ein internationales Forschungsteam im Fachblatt „Science“ berichtet, erreicht die Temperatur auf der Oberfläche des Exoplaneten 1500 Grad Celsius. Deshalb sei vermutlich seine Kruste und der größte Teil seines Mantels aus Gestein verdampft und nur der überwiegend aus Eisen bestehende Kern zurückgeblieben, so die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

„Unser Modell der inneren Struktur dieses Planeten zeigt, dass der Eisenkern etwa 86 Prozent des Planeten ausmacht“, schreiben Kristine Lam vom Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin und ihre Kolleginnen und Kollegen. Damit ähnelt er weniger der Erde als dem Merkur, bei dem der Kern 84 Prozent des Durchmessers einnimmt. Wie der sonnennächste Planet ist auch GJ 367b starker Strahlung ausgesetzt. Zwar ist der rote Zwergstern mit 3800 Grad Celsius deutlich kühler als unsere Sonne, die eine Oberflächentemperatur von etwa 6000 Grad Celsius besitzt. Aber durch die extreme Nähe zu seinem Stern ist die Strahlung auf dem Exoplaneten 500-mal stärker als auf der Erde.

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Wie wurden Umlaufzeit, Größe oder Dichte des Planeten berechnet?

Lam und ihre Kolleginnen sowie Kollegen haben GJ 367b mit dem US-Satelliten-Observatorium TESS aufgespürt. Das Weltraumteleskop sucht nach periodischen Helligkeitsschwankungen von Sternen, ausgelöst durch Planeten, die den Stern umkreisen und dabei – von der Erde aus gesehen – regelmäßig vor ihm vorüberziehen. Diese „Transit-Methode“ liefert den Forschenden unmittelbar die Umlaufzeit eines Planeten, hier 7,7 Stunden. Und auch die Größe des Planeten ergibt sich aus der Stärke der Abschwächung des Sternenlichts bei einem Transit.

Mithilfe weiterer Beobachtungen an der Europäischen Südsternwarte ermittelten die Astronominnen und Astronomen auch die Masse von GJ 367b. Denn mit seiner Anziehungskraft zerrt ein Planet an seinem Zentralstern und versetzt ihn so in eine leichte Bewegung. Diese Bewegung lässt sich anhand kleiner Veränderungen im Spektrum des Sternenlichts nachweisen – und aus der Stärke der Bewegung können Forschende dann die Masse berechnen. Aus Größe und Masse ergibt sich schließlich die Dichte des Planeten zu 8,1 Gramm pro Kubikzentimeter, was etwa der Dichte von Eisen entspricht.

Rote Zwergsterne helfen bei Planetensuche

Rote Zwergsterne sind für Astronominnen und Astronomen von besonderer Bedeutung bei der Suche nach Planeten. Zum einen handelt es sich um die häufigste Art von Sternen in der Milchstraße. Zum anderen lassen sich Planeten dort aufgrund der geringeren Helligkeit des Sterns leichter nachweisen. Im Mittel, so schätzen die Forschenden, umkreisen jeden dieser Sterne zwei bis drei Planeten – viele davon auf sehr engen Umlaufbahnen ähnlich wie GJ 367b.

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„Bislang wissen wir nichts über die Entstehung solcher extrem kurzperiodischen Planeten“, erläutert Lam. „Aber indem wir die genauen Eigenschaften solcher Planeten bestimmen, erhalten wir einen Einblick in die Entstehung und Entwicklung solcher Systeme.“

RND/dpa