Ein erdgroßer Himmelskörper fliegt über die Galaxie

Ein Planet von der Größe der Erde bewegt sich wahrscheinlich frei in der Milchstraße. 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 auf ihre Existenz.

Bisher ist bekannt, dass mehr als 4.000 kleine und große Exoplaneten einen Stern umkreisen. Forscher können dies beispielsweise erkennen, wenn Planeten vor ihrem Stern vorbeiziehen und ihn geringfügig abdunkeln. Um nach frei fliegenden Planeten zu suchen, haben Forscher nun einen Spezialeffekt verwendet, den Albert Einstein zuvor in seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt hatte.

Extrem seltenes Weltraumereignis

Nach Einsteins Theorie verbiegt die Schwerkraft eines Himmelskörpers den Raum. So 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 finden, der frei im Raum schwebt. Die Chance, den Moment zu erfassen, in dem Beobachter, Planet und Stern online sind, ist äußerst gering. „Wenn wir einen einzelnen 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. Infolgedessen beobachten verschiedene Astronomenteams Hunderte Millionen Sterne im Zentrum der Milchstraße.

Die Entdeckung gelang mit dem Gravitationslinseneffekt

Forscher um Mróz hatten wenig Zeit, um den Planeten OGLE-2016-BLG-1928 zu entdecken. Das Ereignis der Wasserscheide, bei dem der Planet einen Stern passierte 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 daher der kleinste bisher entdeckte All-Vagrant.

„Als wir das Ereignis aufzeichneten, 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 möglicherweise größer als der Mars ist.

Aufgrund der nach der Mikrolinsenmethode gemessenen Beugung der Strahlung kann jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass der Planet einen Stern umkreist, gibt Poleski zu. Den Daten zufolge muss es mindestens achtmal weiter als die Erde von der Sonne entfernt sein. „Mit dieser Methode kann man keine verwandten Planeten unterscheiden, sondern sich sehr weit von schwimmenden Planeten entfernen“, sagt Ruth Titz-Weider vom Planetenforschungsinstitut des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Sie können jedoch einen Mindestabstand zu einem möglichen Zentralstern angeben.

Der Planet muss nicht unbedingt einen Stern umkreisen

Bisher wurden ein Dutzend Schurkenplaneten entdeckt, sagte Co-Autor Andrew Gould vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. Selbst bei ihnen muss noch endgültig geklärt werden, ob sie sich um einen Stern drehen. Die Chancen, dass sie frei schweben, stehen jedoch gut: Modelle der Planetenbildung besagen, dass viele kleine Planeten aus ihren Systemen katapultiert werden. Gould hält es für möglich, dass es fünf- bis zehnmal so viele schwimmende Planeten gibt wie Sterne.

„Dynamische Modelle gehen davon aus, dass eine große Anzahl von Planeten durch Interaktion mit anderen Planeten oder Sternen aus dem System verdrängt wird“, sagt Titz-Weider. Ein Planet muss daher nicht unbedingt um einen Stern kreisen. „Wir sprechen von einem Planeten, wenn die Masse groß genug ist, damit sich das Objekt unter seiner Schwerkraft mehr oder weniger zu einer Kugel verformt und keine Beule mehr wie zum Beispiel der Komet Churyumov-Gerasimenko ist.“

Die Erfahrung hat fast 30 Jahre gedauert

Die Internationale Astronomische Union (IAU) hat darüber diskutiert, muss jedoch noch entscheiden, ob die Schurkenplaneten offiziell als Planeten ausgewiesen werden sollen oder nicht, sagte ihr Pressesprecher Lars Lindberg Christensen.

Das Team der Warschauer Universität begann mit dem sogenannten OGLE-Experiment (Optical Gravitational Lens), bei dem der Planet vor 28 Jahren entdeckt wurde. Derzeit nutzt sie ein 1,3-Meter-Teleskop in Chile, um den Himmel nach winzigen Helligkeitsänderungen von Hunderten Millionen Sternen zu durchsuchen, berichtet die Universität.