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WASP-12b, entdeckt 2008, ist ein echter Ausreißer unter den rund 400 bisher entdeckten Exoplaneten. Nicht, dass er besonders massiv ist (er ist ein Gasriese, ähnlich dem Jupiter), noch dass seine Heimatsonne (Wirtsstern) besonders ungewöhnlich ist (er ist unserer eigenen Sonne ziemlich ähnlich), aber er kreist sehr nahe an seiner Heimatsonne und ist erheblich größer als jeder andere bisher entdeckte Gasriese.
Ergebnisse neuerer Forschungen erklären, warum WASP-12b so ungewöhnlich ist; wir sehen zu, wie es einen qualvollen Tod durch die Hände seiner Heimatsonne stirbt, die daran naschen.
„Dies ist das erste Mal, dass Astronomen Zeugen der anhaltenden Zerstörung und des Todesmarsches eines Planeten sind“, sagt Douglas N.C. Lin, Professor an der UC Santa Cruz. Lin ist Co-Autor der neuen Studie und Gründungsdirektor des Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA) an der Peking University, das maßgeblich an der Forschung beteiligt war.
Die Forschung wurde von Shu-lin Li von den National Astronomical Observatories of China geleitet. Ein Absolvent des KIAA, Li und ein Forschungsteam analysierten Beobachtungsdaten auf dem Planeten, um zu zeigen, wie die Schwerkraft seines Muttersterns sowohl seine Größe aufbläht als auch seine schnelle Auflösung vorantreibt.
WASP-12b ist, wie die meisten bisher entdeckten Exoplaneten, groß und gasförmig und ähnelt Jupiter und Saturn; Im Gegensatz zu Jupiter, Saturn oder den meisten anderen Exoplaneten umkreist er seine Heimatsonne jedoch in extrem kurzer Entfernung – 75-mal näher als die Erde an der Sonne oder etwas mehr als 1,5 Millionen km. Es ist auch größer, als astrophysikalische Modelle vorhersagen. Seine Masse wird auf fast 50 % größer als die von Jupiter geschätzt und sie ist 80 % größer, was ihm das sechsfache Volumen von Jupiter verleiht. Außerdem ist er mit einer Tagestemperatur von über 2500° C ungewöhnlich warm.
Irgendein Mechanismus muss dafür verantwortlich sein, diesen Planeten auf eine so unerwartete Größe auszudehnen, sagen die Forscher. Sie haben ihre Analyse auf Gezeitenkräfte konzentriert, von denen sie sagen, dass sie stark genug sind, um die bei WASP-12b beobachteten Effekte zu erzeugen.
Auf der Erde führen Gezeitenkräfte zwischen Erde und Mond dazu, dass der lokale Meeresspiegel zweimal täglich bescheiden ansteigt und sinkt. WASP-12b ist jedoch seiner Heimatsonne so nahe, dass die Gravitationskräfte enorm sind. Die enormen Gezeitenkräfte, die auf den Planeten wirken, verändern die Form des Planeten vollständig in etwas, das der eines Rugby oder American Football ähnelt.
Diese Gezeiten verzerren nicht nur die Form von WASP-12b. Durch die kontinuierliche Verformung des Planeten erzeugen sie auch Reibung in seinem Inneren. Durch die Reibung entsteht Wärme, wodurch sich der Planet ausdehnt. „Dies ist das erste Mal, dass es direkte Beweise dafür gibt, dass die interne Erwärmung (oder ‚Gezeitenheizung‘) dafür verantwortlich ist, den Planeten auf seine aktuelle Größe aufzublähen“, sagt Lin.
So riesig es auch ist, WASP-12b steht vor einem frühen Untergang, sagen die Forscher. Tatsächlich ist seine Größe ein Teil seines Problems. Es ist so weit aufgebläht, dass es seine Masse nicht gegen die Anziehungskraft seiner Heimatsonne halten kann. Wie der Hauptautor der Studie, Li, erklärt: „WASP-12b verliert seine Masse mit einer enormen Geschwindigkeit von sechs Milliarden Tonnen pro Sekunde an den Wirtsstern. Bei dieser Geschwindigkeit wird der Planet in etwa zehn Millionen Jahren von seinem Wirtsstern vollständig zerstört. Das mag lange klingen, aber für Astronomen ist es nichts. Dieser Planet wird weniger als 500 Mal weniger leben als das heutige Erdalter.“
Das WASP-12-System (Mit freundlicher Genehmigung: KIAA/Grafik: Neil Miller)
Über dieses Bild: Der massive Gasriese WASP-12b ist in Lila dargestellt, wobei der transparente Bereich seine Atmosphäre darstellt. Die Umlaufbahn des Gasriesenplaneten ist etwas unrund. Dies deutet darauf hin, dass es wahrscheinlich einen unsichtbaren Planeten mit geringerer Masse im System gibt, der in Braun dargestellt ist und die Umlaufbahn des größeren Planeten stört. Masse aus der Atmosphäre des Gasriesen wird abgezogen und bildet eine rot dargestellte Scheibe um den Stern.
Das von WASP-12b abgestreifte Material fällt nicht direkt auf den Mutterstern; stattdessen bildet es eine Scheibe um den Stern und dreht sich langsam nach innen. Eine sorgfältige Analyse der Bahnbewegung von WASP-12b legt Indizien für die Gravitationskraft eines zweiten Planeten mit geringerer Masse in der Scheibe nahe. Dieser Planet ist höchstwahrscheinlich eine massive Version der Erde – eine sogenannte „Super-Erde“.
Die Scheibe aus planetarischem Material und die eingebettete Supererde sollen mit den derzeit verfügbaren Teleskopeinrichtungen nachweisbar sein. Ihre Eigenschaften können verwendet werden, um die Geschichte und das Schicksal des mysteriösen Planeten WASP-12b weiter einzuschränken.
Neben KIAA kam Unterstützung für die WASP-12b-Forschung von der NASA, dem Jet Propulsion Laboratory und der National Science Foundation. Zu den Co-Autoren gehören neben Li und Lin der UC Santa Cruz-Professor Jonathan Fortney und Neil Miller, ein Doktorand an der Universität.
Quelle: KIAA ; das in der Nature-Ausgabe vom 25. Februar veröffentlichte Papier ist „WASP-12b als ausgedehnter, aufgeblasener und störender Planet vor der Ableitung der Gezeiten“ ( arXiv: 1002.4608 ist der Vordruck).
