Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern des EXOTIC-Labors der Universität Lüttich hat in Zusammenarbeit mit dem MIT und dem Astrophysikalischen Institut von Andalusien den Riesenplaneten mit extrem geringer Dichte entdeckt. Der 1200 Lichtjahre von der Erde entfernte Exoplanet ist 50 % größer als der Jupiter, hat aber nur ein Siebtel seiner Masse, so dass seine Dichte mit der von Zuckerwatte vergleichbar ist.

"WASP-193b ist nach Kepler-51d, der viel kleiner ist, der Planet mit der zweitniedrigsten Dichte, der bisher entdeckt wurde", erklärt Khalid Barkaoui, Postdoktorand am EXOTIC-Labor von ULiège und Erstautor eines Artikels, der die Ergebnisse in Nature Astronomy veröffentlicht. Die Dichte des Planeten macht ihn zu einer Anomalie unter den mehr als fünftausend bisher entdeckten Exoplaneten. Seine Existenz lässt sich nicht mit den Standardmodellen für Gasriesen erklären, selbst wenn man annimmt, dass er keinen Kern hat, was unrealistisch erscheint, so der Forscher weiter.

Der neue Planet wurde ursprünglich im Rahmen einer internationalen Kollaboration akademischer Einrichtungen zur Planetenjagd namens WASP entdeckt. Anhand von Daten, die zwischen 2006 und 2008 und erneut zwischen 2011 und 2012 gesammelt wurden, entdeckte das WASP Southern Observatory periodische Helligkeitsschwankungen des Sterns WASP-193. Die Astronomen fanden heraus, dass die Daten mit einem Planeten übereinstimmen, der alle 6,25 Tage vor dem Stern vorbeizieht. Die Experten maßen die Helligkeitsabnahme während der Vorbeiflüge, woraus sie die Größe des Planeten schätzten.

Anschließend nutzten die Forscher die Observatorien TRAPPIST und SPECULOOS in Chile, um den Planeten bei verschiedenen Wellenlängen zu beobachten. Schließlich sammelten sie mit den Spektrographen HARPS und CORALIE, ebenfalls in Chile, spektroskopische Daten zur Bestimmung der Masse des Planeten.

Zu ihrer großen Überraschung ergaben die kombinierten Messungen extrem niedrige Dichten. Die Masse betrug 14 Prozent der Masse des Jupiters, während sein Durchmesser anderthalb Mal so groß war. Die resultierende Dichte beträgt etwa 0,059 Gramm pro Kubikzentimeter. Im Vergleich dazu beträgt die Dichte des Jupiters etwa 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter und die der Erde 5,51 Gramm pro Kubikzentimeter. Von der Dichte her kommt der neu entdeckte Planet der Zuckerwatte am nächsten, die etwa 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter hat. "Der Planet ist so leicht, dass es schwer ist, ein ähnliches festes Material als Beispiel anzuführen", sagt Julien de Wit, Professor am MIT und Mitautor der Studie.

Die Forscher vermuten, dass der Planet weitgehend aus Wasserstoff und Helium besteht, ähnlich wie die meisten anderen Gasriesen in der Galaxie. Im Fall von WASP-193b bilden diese Gase wahrscheinlich eine stark aufgeblähte Atmosphäre, die Zehntausende von Kilometern weiter reicht als die Atmosphäre des Jupiters. Wie genau sich ein Planet so aufblähen kann, ist eine Frage, die noch keine bestehende Theorie zur Planetenentstehung beantworten kann. Sicherlich ist dafür eine beträchtliche Energie tief im Inneren des Planeten erforderlich, aber die Einzelheiten des Mechanismus sind noch nicht bekannt.

"Wir wissen nicht, wo dieser Planet in die aktuellen Entstehungstheorien passt, denn er ist ein Ausreißer. Wir können nicht erklären, wie er entstanden ist. Wenn wir seine Atmosphäre genauer untersuchen können, könnte es möglich sein, seinen Entwicklungsweg einzugrenzen", fügt Francisco Pozuelos, Astronom am Astrophysikalischen Institut von Andalusien, hinzu.