»Super-Jupiter« direkt abgebildet

2-02_Super-Jupiter — Nahinfrarotes Falschfarbenbild vom Juli 2012 des – größtenteils herausgerechneten – Sterns Kappa Andromedae und seines Begleiters in 55AE Abstand mit dem High Contrast Instrument for the Subaru Next Generation Adaptive Optics (HiCIAO) und der Infrared Camera and Spectrograph (IRCS) am Subaru-Teleskop bei 1,2µm bis 2,4µm Wellenlänge. [NAOJ]

Während immer neue »erdähnliche« Planeten Schlagzeilen machen, tut sich auch am anderen Ende des Größenbereichs extrasolarer Planeten etwas, in jener Grauzone zwischen den größten Planeten und den kleinsten Braunen Zwergen, die ab etwa 13 Jupitermassen zu moderater Kernfusion in der Lage sind, davon aber äußerlich wenig zeigen. Statistiken von Suchprogrammen über den Radialgeschwindigkeits-Effekt hatten schon eine Weile angedeutet, dass mit steigender Masse eines Sterns die Häufigkeit von Riesenplaneten zunimmt, und tatsächlich kreisen viele der ungefähr ein Dutzend direkt abgebildeten Exoplaneten um Sterne des Spektraltyps A. Theoretisch ist das gut zu verstehen: Massereichere Sterne haben auch massereichere Scheiben, die schlicht mehr Baumaterial bereitstellen. Dieser Sachverhalt motiviert eine gezielte Suche nach weiteren solchen Objekten – die noch jung und warm sind und im eigenen IR-Licht strahlen – in der Nähe massereicher Sterne, auch um der Frage nachzugehen, wo eigentlich die Massenobergrenze für Sterne liegt, die überhaupt Planeten besitzen. Die energiereiche Strahlung der Sterne nimmt schließlich mit der Masse ebenfalls zu und zerstört immer schneller die zirkumstellaren Scheiben, in denen Planeten entstehen: Irgendwann reicht die Zeit dafür nicht mehr.

Kappa Andromedae mit 2,4 bis 2,5 Sonnenmassen ist nun der massereichste Stern, in dessen unmittelbarer Umgebung ein Planet oder Brauner Zwerg gefunden wurde: ein Ergebnis der Durchmusterung SEEDS (»Strategic Explorations of Exoplanets and Disks with Subaru«) mit dem 8m-Teleskop Subaru auf dem Mauna Kea. In 55±2 AE Abstand von diesem B9-Stern befindet sich eindeutig ein Begleiter mit einer Temperatur von 1700 Kelvin: Seine geringe Helligkeit und das Alter des Sterns von rund 30 Mio. Jahren liefern eine Masse von der rund 12,8-fachen des Jupiter, haarscharf auf der Grenze zwischen Planet und Braunem Zwerg. Das Massenverhältnis (1/200 der Sternmasse) und der relativ geringe Abstand sprechen für eine planetenartige Entstehung aus einer ehemaligen Scheibe um Kappa And, und es gibt starke Parallelen zu den fotografierten Objekten, die die Sterne Beta Pictoris und HR 8799 umkreisen: Auch sie haben 1/250 der Masse ihrer Sterne und ähnliche Abstände, was auf einen gemeinsamen Entstehungsmechanismus hinweist. Die Bezeichnung »Super-Jupiters« wird nun dafür vorgeschlagen, in Abgrenzung von Braunen Zwergen als Sternbegleiter in deutlich größeren Abständen und mit geringeren Massenunterschieden zum Stern, die wohl als eigenständige Objekte entstanden.

Daniel Fischer

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