Oxford-Astronomen entdecken zwei riesige Planeten, die leichter als Zuckerwatte sind
Astronomen haben zwei außergewöhnliche Exoplaneten entdeckt, deren Dichte selbst unter der von Zuckerwatte liegt. Die seltenen Gasriesen liefern neue Informationen darüber, wie Planetensystemen entstehen, und könnten bald mit dem James-Webb-Weltraumteleskop genauer untersucht werden.
Ein internationales Forschungsteam hat zwei der bisher ungewöhnlichsten bekannten Exoplaneten entdeckt: Die Himmelskörper mit den Bezeichnungen TOI-791 b und TOI-791 c zählen zur seltenen Klasse der sogenannten Zuckerwatte-Planeten (engl. Super Puff Planets) – gigantische Gaswelten, mit einer Dichte, die noch unter der von Zuckerwatte liegt.
Die beiden Planeten umkreisen einen rund 1110 Lichtjahre von der Erde entfernten Stern des Typs F7 im südlichen Sternbild Fliegender Fisch. Obwohl beide nahezu die Größe des Jupiter erreichen, besitzen sie nur einen Bruchteil seiner Masse. Dadurch wirken sie extrem aufgebläht.
Die Studie entstand unter Leitung der Universität Oxford gemeinsam mit Forschenden aus Frankreich und Großbritannien. Die Ergebnisse erscheinen in der Juli-Ausgabe der Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Leichter als Jupiter
Die gemessene Dichte von TOI-791 b beträgt lediglich 0,038 Gramm pro Kubikzentimeter, TOI-791 c kommt auf 0,047 Gramm. Zum Vergleich: Jupiter erreicht durchschnittlich 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter und ist damit 28- bis 35-mal dichter. Selbst Zuckerwatte weist mit etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter eine höhere Dichte auf, während die Erde bei rund 5,5 Gramm liegt.
Beide Planeten entstanden nach Einschätzung der Forschenden gemeinsam aus derselben Gas- und Staubscheibe. Zugleich bilden sie ein seltenes Resonanzsystem: Während der innere Planet fünf Umläufe vollendet, absolviert der äußere nahezu exakt drei. Diese besondere Konstellation führt dazu, dass sich beide Himmelskörper durch ihre Gravitation regelmäßig gegenseitig beeinflussen.
Bekannt sind bisher lediglich vier weitere Planetensysteme mit mehreren Zuckerwatte-Planeten. TOI-791 gilt deshalb als außergewöhnliches Forschungsobjekt. Erste Hinweise auf die beiden Welten lieferten Freiwillige des Citizen-Science-Projekts Planet Hunters TESS in den Jahren 2019 und 2023. Anschließend bestimmten Forschende mithilfe von Teleskopen rund um den Globus Größe, Masse und schließlich die extrem geringe Dichte.
„Nur eine Handvoll dieser extrem aufgeblähten Planeten ist bekannt, und noch seltener ist es, zwei davon im selben System zu finden“, sagt Studienleiterin Dr. George Dransfield. „Ihre außergewöhnlich geringe Dichte macht sie zu faszinierenden Zielen, um zu verstehen, wie Planetensysteme entstehen und sich entwickeln.“
Eine besondere Rolle spielte das ASTEP-Teleskop an der Concordia-Station in der Antarktis. Dank der monatelangen Polarnacht konnten die Wissenschaftler die mehr als elf Stunden dauernden Planetentransits ohne Unterbrechung verfolgen. Solch vollständige, bodengebundene Beobachtungen derart langer Transits sind erstmals überhaupt gelungen.
Durch die minimalen Verschiebungen in den Transitzeiten konnte letztlich auf die Massen der Planeten geschlossen werden. Insgesamt stützt sich die Entdeckung auf acht Jahre umfassender Beobachtungen mit Weltraum- und Bodenteleskopen.
Riesige Atmosphären als mögliche Erklärung
Wie Zuckerwatte-Planeten entstehen, ist bisher unklar. Eine führende Theorie geht davon aus, dass sie über gewaltige Atmosphären aus Wasserstoff und Helium verfügen, die einen erheblichen Teil ihrer Gesamtmasse ausmachen. Die Gashüllen könnten sich weit entfernt von ihrem Stern in besonders kalten Bereichen der protoplanetaren Scheibe gebildet haben.
Künftig soll auch die chemische Zusammensetzung der Atmosphären untersucht werden. „Dieses System bietet ein einzigartiges Labor, um zu verstehen, wie Super-Puff-Planeten entstehen und sich entwickeln“, erklärte Professor Amaury Triaud. „Wir wollen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop prüfen, ob die aufgeblähte Atmosphäre Verbindungen mit Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff enthält und so neue Hinweise auf die Entstehung dieser ungewöhnlichen Planeten gewinnen.“
Artikelreferenz
Dransfield, G., Petit, A. C. , Triaud, A. H. M. J., Guillot, T., Schmider, F.-X., Abe, L., et al. (2026). ASTEP confirmation of a pair of long-period Jupiter-sized planets with extremely low densities transiting TOI-791.