Dieser millionenalte „Babyplanet“ ist die jüngste Welt, die Wissenschaftler je entdeckt haben.

Wissenschaftler haben bestätigt, dass ein riesiger Planet innerhalb des Materialrings um einen jungen Stern wächst, und mit einem Alter von unter einer Million Jahren gilt er als die früheste bisher entdeckte fremde Welt.

Eine Welt namens Elias 2-24 b umkreist einen frisch geborenen Stern, der etwa 450 Lichtjahre von unserem Planeten entfernt liegt. Seine Masse liegt zwischen dem Zweifachen und dem Vierfachen der Masse von Jupiter, und er befindet sich in einer Umlaufbahn, die fast doppelt so weit vom Stern entfernt ist, wie Neptun von der Sonne entfernt ist. Forscher veröffentlichten den Fund am 16. September in The Astrophysical Journal Letters.

Die Lücke, die es verriet

Wissenschaftler entdeckten erstmals 2017 Hinweise auf den Planeten, nachdem sie eine schmale Lücke im protoplanetaren Disk des Sterns beobachtet hatten – den wirbelnden Ring aus Gas, Staub und anderem Sternenabfall, der von der ursprünglichen Scheibe des Sterns übrig geblieben ist. Diese Lücke deutete stark darauf hin, dass sich dort ein Exoplanet gebildet hatte, entstanden, als genügend des wirbelnden Materials der Scheibe unter dem Einfluss der Schwerkraft zusammengekommen war, wie Planeten typischerweise entstehen.

Die fremde Welt war jedoch zu diesem Zeitpunkt nicht direkt sichtbar.

Drei Teleskope, ein Babyplanet

Die neue Forschung stützt sich auf Daten von drei Observatorien, die auf denselben Himmelsbereich gerichtet waren, um die Lücke genauer zu untersuchen. Die W. M. Keck Observatory befindet sich auf Hawaii, während der Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chile liegt. Das Very Large Telescope der Europäischen Organisation für astronomische Forschung, ebenfalls in Chile, bildete das dritte Instrument, das in der Studie verwendet wurde.

Die Forscher erstellten ein direktes Bild von Elias 2-24 b, bestätigten so seine Existenz und bestimmten sein Alter. Der Planet ist wahrscheinlich jünger als 1 Million Jahre.

Was es so bemerkenswert macht

„Was Elias 2-24 b so bemerkenswert macht, ist sein Alter“, sagte Andrea Bernardi, die Erstautorin der Studie und Doktorandin am Institut für Astrophysikalische Studien (IEA) der Diego Portales University in Chile, in einer Erklärung. „Dies ist der jüngste Planet, der bisher entdeckt wurde, und da er noch aktiv Material aus seiner Umgebung akkretiert, können wir eine Phase der Planetenentstehung beobachten, die selten direkt zu sehen ist.“

Der neu bestätigte Exoplanet ist etwa 5.000-mal jünger als die Erde. Er hat etwa 0,008 % des Alters des ältesten bekannten Exoplaneten, PSR B1620-26 b, oder „Methuselah“, erreicht, der etwa 1,1 Milliarden Jahre nach dem Urknall entstand. Im Vergleich zur durchschnittlichen menschlichen Lebensspanne entspricht Elias 2-24 b in etwa einem zweitägigen oder dreitägigen Baby.

Die Altersgrenze wird durchbrochen

Astronomen haben bereits junge Exoplaneten gefunden, aber es gab einen Punkt in ihrer Entwicklung, nach dem sie nicht mehr mit unseren Instrumenten nachweisbar waren.

Die ältesten bekannten Exoplaneten, darunter mehrere Planeten, die den Stern PDS 70 umkreisen, waren lange Zeit etwa 5 Millionen Jahre alt. Teleskope konnten Exoplaneten nicht nachweisen, bis sich die Lücken in den protoplanetaren Scheiben ihrer Sterne breit genug waren.

Datenanalyse und Teleskopdesign haben nun die alten Altersgrenzen übertroffen. Astronomen entdeckten TIDYE-1b im Jahr 2024, einen Planeten, von dem man annimmt, dass er etwa 3 Millionen Jahre alt ist. Wissenschaftler entdeckten dann AB Aurigae b im Jahr 2025, eine Welt, die möglicherweise bis zu 2 Millionen Jahre alt sein könnte.

Der Planet Elias 2-24 b ist mindestens doppelt so jung wie jeder bekannte Exoplanet, was einen beachtlichen Fortschritt darstellt.

Der blinde Fleck der Transitmethode

Die meisten der mehr als 6.000 bisher entdeckten Exoplaneten wurden über die Transitmethode entdeckt, bei der eine entfernte Welt zwischen ihrem Heimatstern und der Erde vorbeizieht und so einen vorübergehenden Abfall in der Helligkeit des Sterns verursacht. Das funktioniert jedoch nicht, wenn die fremden Welten sich innerhalb einer protoplanetaren Scheibe befinden, da die wirbelnde Trümmerwolke das Licht des Sterns dauerhaft abdunkelt, wenn man sie von der Seite betrachtet.

Das hat zu einer Verzerrung bei der Suche nach älteren Exoplaneten geführt.

Ein junger Exoplanet kann nur dann entdeckt werden, wenn die protoplanetare Scheibe eines Sterns im rechten Winkel zur Erde liegt. Diese Anordnung ermöglicht es Beobachtern, direkt auf ihn hinabzublicken und so alle Öffnungen innerhalb der Scheibe zu enthüllen. Die Schwierigkeit besteht im eigenen Licht des Sterns, das häufig das schwächere Leuchten der Scheibe überdeckt.

Eine neue Ära der Entdeckung

Das Nancy Grace Roman Space Telescope, das am 30. August in den Orbit gestartet wurde, könnte diese Situation ändern. Das Observatorium kalibriert derzeit seine Instrumente und wird seine jahrzehntelange Mission zur Erforschung des Universums beginnen, sobald diese Tests abgeschlossen sind.

Ein ausgeklügeltes Sternenverdecker-Instrument, oder Koronagraph, das am Weltraumteleskop angebracht ist, funktioniert, indem es das Licht ferner Sterne blockiert, wodurch es Forschern ermöglicht wird, zu untersuchen, was sich in ihrer Umgebung befindet. Spezialisten erwarten, dass Roman im Laufe seiner Mission bis zu 100.000 frische Exoplaneten entdecken könnte, und da es weniger Vorurteile gegenüber älteren Welten hat, sollten wir eine große Anzahl junger Planeten entdecken.

Was die Modelle verpassen

Die Entdeckung wirft Fragen auf, was Planetenmodelle bisher übersehen haben.

„Unsere Planetenmodelle hatten bereits Schwierigkeiten, die bisherigen Spitzenreiter bei den jüngsten bekannten Planeten zu erklären“, sagte Cieza. „Elias 2-24 b zeigt uns, dass selbst unsere besten Planetenmodelle noch einige wichtige Prozesse verpassen.“

Wesentliche Fakten

• Elias 2-24 b ist weniger als 1 Million Jahre alt
• Es umkreist einen neu gebildeten Stern in etwa 450 Lichtjahren Entfernung von der Erde
• Es ist zwei- bis viermal so massereich wie Jupiter
• Es befindet sich fast doppelt so weit von seinem Stern entfernt wie Neptun von der Sonne
• Es ist etwa 5.000-mal jünger als die Erde
• Es hat 0,008 % des Alters des ältesten bekannten Exoplaneten, PSR B1620-26 b

Diese Arbeit wurde von einem Team unter der Leitung von Andrea Bernardi zusammen mit Andrea Zurlo, Lucas Cieza, Gillian Ruane, Vincent Christiaens, Abhishek Dasgupta und Violette Guidi durchgeführt.

Dass das Universum verborgene Phänomene birgt, ist eine ständige Erinnerung, und die Ankunft von Instrumenten wie Roman lässt die Chancen, sie zu finden, ständig steigen.