Seitdem Astronomen 1995 den ersten Exoplaneten bestätigt haben, haben sie fast 3.900 ferne Welten entdeckt, von denen Tausende noch auf eine Analyse warten. Diese Planeten gibt es in allen Formen und Größen: Es gibt einige, die größer als Jupiter sind, und Planeten, die so heiß sind, dass sie einen Himmel aus verdampftem Metall haben, der Lava regnet. Einige haben die richtige Größe und Temperatur, um flüssiges Wasser und möglicherweise Leben aufzunehmen, und eine besteht möglicherweise hauptsächlich aus Diamant.
Nun, berichtet Jeremy Rehm von Science News, können wir der Liste eine weitere Seltsamkeit im Weltraum hinzufügen - einen Planeten, der durch eine massive Kollision zweier Planeten entstanden ist und einen Himmelskörper erzeugt, der im Wesentlichen eine große Metallkugel mit einer felsigen Kruste ist.
Der Planet ist einer von vier Exoplaneten, die 2014 entdeckt wurden und einen Stern namens Kepler 107 umkreisen, der etwa 1.670 Lichtjahre entfernt ist. Als die Forscher beschlossen, die Größe und Masse der Planeten zu berechnen, entdeckten sie etwas Ungewöhnliches. Obwohl die beiden innersten Planeten, Kepler 107b und Kepler 107c, ungefähr gleich groß sind - ungefähr 1, 5-mal so groß wie die Erde -, sind ihre Massen sehr unterschiedlich: Kepler 107c ist dreimal so dicht wie sein Schwesterplanet und zehnmal so dicht wie die Erde .
Darüber hinaus passen die Kepler-Zwillinge nicht zum normalen Muster der Planetenbildung. Typischerweise gibt es in den Anfangsjahren eines Sonnensystems eine Akkretionsscheibe aus Gas und Staub, die sich um einen Stern dreht und Planeten, die aus diesem Material kondensieren. Dichtere, rockigere Planeten kreisen näher an ihren Sternen, da sie aus schwereren Elementen bestehen, während weniger dichte Planeten weiter weg kreisen. Das liegt daran, dass diese leichten Planeten normalerweise aus Elementen wie Wasserstoff und Helium bestehen, die von Sonnenwinden entfernt würden, wenn sie näher am Stern wären. Aber Kepler 107c bricht diese Regel und kreist weiter als sein leichterer Schwesterplanet Kepler 107b.
"Es ist weiter von seinem Stern entfernt [als Kepler 107b], aber massereicher", sagt Eric Lopez, Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA, gegenüber Rehm. "Es ist ein bisschen komisch."
Was hat Kepler 107c zu einem solchen Metallkopf gemacht und warum scheint er nicht in Ordnung zu sein? Um dieser Frage nachzugehen, sammelte ein internationales Forscherteam über 100 spektroskopische Messungen der Planeten um Kepler 107 mit dem National Galileo Telescope auf den Kanarischen Inseln und speiste die Daten anschließend in Computersimulationen ein, berichten Helen Briggs und Paul Rincon von der BBC.
Sie kamen zu mehreren Möglichkeiten, die erklären, warum Kepler 107c so dicht, aber weiter von seinem Stern entfernt ist, und die in einem Artikel in der Zeitschrift Nature Astronomy untersucht wurden . Für den Anfang könnte es sein, dass es sich näher an seiner Sonne formierte und dann davon trieb. Es ist auch möglich, dass ein Bombardement kleinerer Objekte eine größere, frühere Version von Kepler 107c traf und den größten Teil seiner felsigen Außenhülle entfernte und den dichten Metallkern des Planeten zurückließ. Das überzeugendste Szenario ist jedoch eine Kollision zwischen zwei Welten.
Wenn zwei felsige Planeten - jeder mit etwa der zehnfachen Masse der Erde und mit einem Eisenkern, der etwa 30 Prozent seiner Masse ausmacht - mit hoher Geschwindigkeit ineinander stießen, könnte er den größten Teil des felsigen Materials abreißen oder verdampfen und Produziere einen eigenständigen Planeten mit einem übergroßen Eisenkern. Während andere Szenarien möglich sind, erklärt die Kollisionstheorie die Daten am besten.
Während angenommen wird, dass Mega-Einschläge zwischen Planeten und Protoplaneten im ganzen Universum ziemlich häufig vorkommen, haben Astronomen das Ereignis nie miterlebt oder Beweise für das Phänomen außerhalb unseres Sonnensystems gefunden. Wenn Kepler 107c durch eine Kollision entstanden wäre, könnte dies uns helfen, mehr über die Planetenbildung zu verstehen.
"Es wird vermutet, dass gigantische Einschläge eine grundlegende Rolle bei der Gestaltung unseres gegenwärtigen Sonnensystems gespielt haben. Der Mond ist höchstwahrscheinlich das Ergebnis eines solchen Einschlags, möglicherweise auch die hohe Dichte von Merkur, und Plutos großer Satellit Charon wurde wahrscheinlich nach einem riesigen Einschlag eingefangen." "Zoe Leinhardt, Mitautorin der Universität Bristol, schreibt in einer Pressemitteilung:" Bislang hatten wir jedoch keine Hinweise auf gigantische Einflüsse in Planetensystemen außerhalb unseres eigenen Systems gefunden. Wenn unsere Hypothese richtig ist, würde es eine Verbindung herstellen das allgemeine Modell für die Bildung unseres Sonnensystems mit einem Planetensystem, das sich sehr von unserem unterscheidet. "
Obwohl die Hypothese faszinierend ist, wird es schwierig sein, sie zu beweisen. Cayman Unterborn, Exogeologe an der Arizona State University, sagt Rehm bei Science News, dass dies eine faszinierende Idee ist, aber es nicht wirklich möglich ist, Daten über den Mantel und den Kern von Kepler 107c einfach aus seiner Dichte zu extrapolieren. Es könnten andere Dinge im Spiel sein, die wir noch nicht verstehen.
"Mit der Dichte eines Planeten können Sie feststellen, ob es felsig oder wässrig oder gasförmig ist", sagt er. "Wie groß der Mantel im Vergleich zum Kern tatsächlich ist, ist ziemlich schwierig", hofft er, "spornt eine gesunde Debatte über die Entstehung von Planeten an, die irgendwie komisch sind."
Und es ist wahrscheinlich, dass Astronomen bald in Daten über seltsame Exoplaneten schwimmen werden. Erst im vergangenen Monat veröffentlichten die Forscher den ersten Tropfen von Daten des NASA-Satelliten TESS zur Planetenjagd der nächsten Generation, der letzten Sommer gestartet wurde. Der Datensatz enthielt 200 potenzielle neue Welten, darunter einige, die bereits so seltsam wie Kepler 107c zu sein scheinen.
