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HATS-14b

25. November 2015


Der Planet HATS-14b, ein heißer Gasplanet, zeigt eine ungewöhnliche Neigung seiner Umlaufbahn und erschüttert die bisherigen Vorstellungen darüber, wie sich solche Planeten gebildet haben könnten [1] [2].

In unserem eigenen Sonnensystem befinden sich die Umlaufbahnen der Planeten alle in derselben Ebene, senkrecht zur Umdrehungsachse der Sonne bzw. in derselben Ebene wie der Sonnenäquator. Allerdings sind schon seit mehreren Jahren massereiche Exoplaneten bekannt, die ihren Stern in geringer Entfernung auf merkwürdig geneigten Umlaufbahnen umkreisen. Bisher dachte man, diese Unstimmigkeiten aus den Bedingungen der Planetenentstehung erklären zu können: Die Planeten ein und desselben Systems bilden sich aus derselben Akkretionsscheibe, so dass ein zusätzlicher Störfaktor, wie etwa interstellares Gas, eine unregelmäßig geformte Staubscheibe oder Magnetfelder, für die Abweichung verantwortlich sein müsste. Es schien auch so, dass kleine, kühlere Sterne öfter große Gasplaneten in geringer Entfernung aufweisen, deren Umlaufbahn in der Rotationsebene des Sterns liegen, wohingegen größere und heißere Sterne öfter heiße Gasplaneten auf geneigten Umlaufbahnen zeigen [2] [3].

Joshua Winn vom Massachusetts Institute of Technology schlug als Erklärung vor, dass kleine und kühle Sterne über eine relativ dichte Atmosphäre verfügen. Die Schwerkraft der Sternenatmosphäre würde auf den Planeten einwirken und seine Umlaufbahn mit der Zeit in die Rotationsebene bringen [2] [3].

HATS-14b hingegen, ca. 1672 Lichtjahre von uns entfernt, bringt diese Erklärung wieder ins Wanken. Der Planet umkreist einen kleinen Stern auf einer engen Umlaufbahn, die in der Ebene des Sternäquators liegen sollte. Statt dessen ist seine Umlaufbahn jedoch um 76° dagegen geneigt [4].

Bisher ist nicht bekannt, wie solch eine Umlaufbahn zustande kommen kann. Es gibt allerdings noch einen anderen Schwachpunkt in Winns Theorie, wie er selbst zusammen mit Gonjie Li von der Harvard-Universität einräumt: Sobald die Schwerkraft des Sterns den nahen Gasplaneten in die Äquatorialebene drängt, entzieht sie ihm zugleich Bewegungsenergie, was langfristig zum Zerfall der Umlaufbahn und zum Absturz des Planeten führen wird. Enge Gasplaneten in der Äquatorialebene des Sterns sollten demnach nur kurzfristig existieren. Dies steht jedoch im Widerspruch dazu, dass solche Planeten recht häufig gefunden werden [5].

Diese Frage ist bisher noch nicht gelöst.


Quellen:
1. Mancini et al. (2015): HATS-13b und HATS-14b: two transiting hot Jupiters from the HATSouth survey. Astronomy and Astrophysics 580: A63
2. Winn et al. (2010): Hot stars with hot Jupiters have high obliquities. The Astrophysical Journal Letters 718, L145
3. Winn & Fabrycky (2015): The Occurrence and Architecture of Exoplanetary Systems. Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics.
4. Zhou et al: (2015): A high obliquity orbit for the hot-Jupiter HATS-14b transiting a 5400 K star.
5. Li & Winn (2015): Are tidal effects responsible for exoplanetary spin-orbit alignments?



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