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Lässt ein zweiter Planet den Gasriesen TOI-2535 b wie einen Kreisel taumeln?
Viele Exoplaneten verraten sich durch regelmäßige Verdunklungen ihres Sterns. Bei dem Gasriesen TOI-2535 b wurden diese Durchgänge über sieben Jahre immer kürzer und schwächer, bis sie 2026 nicht mehr nachweisbar waren. Die Daten deuten darauf hin, dass die Schwerkraft eines zweiten, bislang unsichtbaren Planeten seine Umlaufbahn kippt.
Los Angeles (U.S.A.). Ein Planet muss nicht verschwinden, um bei der Suche nach fernen Welten vorübergehend unsichtbar zu werden. Bei einem Transit zieht er von der Erde aus gesehen vor seinem Stern vorbei und verringert dabei kurz dessen Helligkeit. Damit sich dieser Lichtabfall beobachten lässt, müssen Stern, Planet und Erde nahezu auf einer Linie liegen.
Solche Transits liefern nicht nur Hinweise auf die Existenz eines Exoplaneten, sondern auch auf seine Größe und Umlaufzeit. Verschiebt sich jedoch die Bahnebene nur um wenige Grad, kann der Planet an der Sternscheibe vorbeiziehen, ohne sie aus unserer Sicht zu verdecken. Für einen bestätigten Planeten um einen Einzelstern war ein vollständiges Verschwinden seiner Transits bislang noch nicht direkt beobachtet worden.
Forscher der University of California, Los Angeles (UCLA) um Samuel W. Yee haben nun die Helligkeitsmessungen des etwa 1.000 Lichtjahre entfernten Systems TOI-2535 ausgewertet. Das Weltraumteleskop Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA beobachtete den Stern zwischen April 2019 und März 2026 in fünf getrennten Zeitabschnitten. Der dabei bestätigte Planet TOI-2535 b zählt zu den heißen Jupitern und umkreist seinen Stern in rund 8,236 Tagen.
Anfangs verursachte der Planet noch gut erkennbare Helligkeitsdellen, doch später wurden diese immer flacher und kürzer. Im letzten Beobachtungsabschnitt von 2026 war kein Transit mehr nachweisbar, obwohl das Team die Daten eigens nach schwachen Signalen durchsuchte. Ein Modell beschreibt die zunehmende Verschiebung der Transitspur über die Sternscheibe mit rund 0,16 Sternradien pro Jahr.
Zusätzlich traten die Durchgänge gegenüber einem festen Zeitplan bis zu sechs Stunden zu früh oder zu spät auf. Solche starken Schwankungen der Transitzeit und die veränderte Form passen zu gegenseitigen Schwerkraftstörungen in einem Mehrplanetensystem. Die Transits selbst sind verschwunden, der Planet aber ist weiterhin auf seiner Bahn unterwegs.
Mit Messungen der Sternbewegung und rund 300.000 anfänglichen Bahnkonfigurationen untersuchte das Team, was die ungewöhnlichen Signale auslösen könnte. Die am besten passenden Modelle enthalten einen zweiten Planeten, dessen Bahn gegenüber der von TOI-2535 b um mindestens etwa fünf Grad geneigt ist. Seine Schwerkraft dreht die Bahnebenen allmählich, sodass die Transitgeometrie von der Erde aus verloren geht.
Der Störenfried dürfte mindestens ungefähr die Masse des Saturns besitzen und nahe genug kreisen, um die Transits zeitlich stark zu verschieben. Als besonders plausible Möglichkeiten gelten Umlaufzeiten in einem Verhältnis von ungefähr 2:1 oder 3:2. In einer solchen Bahnresonanz wiederholen sich bestimmte Anordnungen der Planeten und verstärken die gegenseitigen Einflüsse.
Für ausgewählte stabile Modelllösungen ergibt sich eine vollständige Drehung der Bahnausrichtung innerhalb von etwa 30 bis 50 Jahren. Allerdings erlauben die bisherigen Messdaten noch keine eindeutige Bestimmung von Masse und Umlaufbahn des Begleiters. Einige zunächst passende Konfigurationen erwiesen sich in langfristigen Simulationen sogar als instabil.
Der zweite Planet wurde bislang nicht als eigener Lichtabfall vor dem Stern bestätigt. Theoretisch könnten auch weitere, noch unentdeckte Planeten zu den beobachteten Störungen beitragen, weshalb die genaue Architektur des Systems offenbleibt.