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Babyplanet: Keck-Observatorium hat jüngsten bekannten Exoplaneten entdeckt
Astronomen haben mit Archivdaten den bislang jüngsten bekannten Exoplaneten bestätigt. Elias 2-24 b ist weniger als eine Million Jahre alt, ungefähr so massereich wie Jupiter und wächst noch in der Gas- und Staubscheibe seines Sterns. Seine Lage in einer auffälligen Lücke liefert zugleich einen seltenen direkten Test für Modelle der frühen Riesenplanetenbildung.
Maunakea (U.S.A.). Junge Sterne sind häufig von protoplanetaren Scheiben aus Gas und Staub umgeben, in denen Ringe und dunkle Lücken entstehen. Solche Strukturen gelten seit Jahren als mögliche Spuren wachsender Planeten, doch ein Planet lässt sich in dem hellen und staubreichen Umfeld meist nur schwer direkt nachweisen. Beim rund 450 Lichtjahre entfernten Stern Elias 2-24 ist dieser Zusammenhang nun ungewöhnlich deutlich sichtbar.
Bereits frühere Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hatten mehrere Lücken in der Scheibe gezeigt. Später erschien in einer dieser Lücken ein schwacher Lichtpunkt in Daten des Very Large Telescope (VLT). Ob dieser Punkt tatsächlich ein junger Planet war oder nur ein Bildartefakt beziehungsweise ein Hintergrundobjekt, blieb jedoch offen.
Ein Team unter Leitung von Andrea Bernardi von der Universidad Diego Portales (UDP) hat den Kandidaten nun mit älteren Aufnahmen des W. M. Keck Observatory (WMKO) überprüft. Die Forscher analysierten Daten der Near-Infrared Camera 2 (NIRC2), deren Vortex-Koronograf das Licht des Zentralsterns unterdrückt und dadurch lichtschwache Objekte in seiner Nähe sichtbar machen kann. Dabei fanden sie Elias 2-24 b in Aufnahmen aus den Jahren 2018 und 2020 wieder.
„Die Planeten sollten in den Lücken zu finden sein, weil sie diese selbst freiräumen. Und genau dort haben wir Elias 2-24 b gefunden“, sagt Andrea Bernardi.
Entscheidend war die Bewegung des Lichtpunkts zwischen den Beobachtungszeitpunkten. Sie passt zu einem Objekt, das an Elias 2-24 gebunden ist, statt zu einem Hintergrundstern oder Bildartefakt. Zusammen mit den VLT-Daten und den Strukturen, die ALMA in Gas und Staub gemessen hat, bestätigte das Team den Kandidaten als Planeten.
„Dieses Objekt liegt genau an der Grenze dessen, was die heutige Technik nachweisen kann“, erklärt Lucas Cieza von der Universidad Diego Portales (UDP).
Elias 2-24 b ist weniger als eine Million Jahre alt und befindet sich noch in der Scheibe, aus der das Planetensystem entsteht. Nach den offiziellen Studienmitteilungen besitzt er ungefähr die Masse des Jupiter und kreist in einem Abstand von rund 55 Erdbahndistanzen um seinen Stern. Gerade diese Kombination aus großer Entfernung und sehr geringem Alter macht den Fund für Modelle der Planetenentstehung besonders wichtig.
Nach einer von der NASA erläuterten Modellvorstellung benötigt ein jupitergroßer Planet selbst in der Entfernung des Jupiter von der Sonne ungefähr fünf Millionen Jahre zum Aufbau. Weiter außen sollte die Entstehung eher noch länger dauern. Elias 2-24 b zeigt deshalb, dass ein Gasriese in manchen Scheiben wesentlich früher entstehen kann, als solche vereinfachten Zeitskalen erwarten lassen.
Der Befund stützt dabei die Kernakkretion, bei der zunächst ein fester Planetenkern wächst und anschließend große Mengen Gas an sich bindet. Die Keck-Mitteilung beschreibt Elias 2-24 b als noch aktiv akkretierend, also als einen Planeten, der weiterhin Material aus seiner Umgebung aufnimmt und seine Atmosphäre aufbaut. Dass er genau in einer schmalen Scheibenlücke sitzt, stärkt zugleich die Interpretation, dass zumindest ein Teil solcher Lücken tatsächlich von jungen Planeten erzeugt wird.