Kepler-36: Riesenplanet am Abendhimmel

Wir sehen die restlichen Planeten unseres Sonnensystems nur als helle Punkte am Himmel (und manche davon nur durch ein Teleskop). Im Planetensystem des Sterns Kepler-36 sieht das anders aus. Dort wurde bisher das engste Planetenpaar entdeckt. Die beiden Planeten dort können sich auf ihren Bahnen bis auf knapp 2 Millionen Kilometer annähern. Zum Vergleich: Der nächste Nachbar der Erde ist die Venus und sie kann sich uns nur bis auf 38 Millionen Kilometer nähern!

Planeten können sich natürlich nicht beliebig weit annähern. Planeten können sich nicht auf beliebigen Bahnen bewegen. Wenn sich zwei Himmelskörper zu nahe kommen, dann werden die gravitativen Störungen sehr groß. Der leichtere der beiden kann dann aus dem Planetensystem geworfen werden. Oder auf eine andere die Bahn, die zu einer Kollision mit der Sonne führt. Himmelskörper dürfen sich nicht zu nahe kommen, sonst werden ihre Bahnen instabil.

In unserem Sonnensystem ist alles in Ordnung. Die acht Planeten bewegen sich alle auf stabilen Bahnen. Zwischen ihnen ist genug Platz und sie kommen sich nicht nahe genug, um starke Bahnstörungen zu verursachen. Höchstens in fernster Zukunft könnte es vielleicht etwas chaotischer werden. Das System von Kepler-36 dagegen ist viel extremer. Die beiden Planeten bewegen sich hier an der Grenze des Möglichen.

Kepler-36b ist der kleinere der beiden Himmelskörper. Er ist 4,5 mal so schwer wie die Erde und 1,5 mal größer. Seine Oberfläche ist fest, es handelt sich um eine sogenannte „Supererde“. Das bedeutet aber nicht, dass dort Leben möglich ist. Die beiden Planeten sind ihrem Stern viel zu nahe dafür. Auf Kepler-36b ist es mehr als 700 Grad Celsius heiß! Sein Nachbar Kepler-36c ist größer. Sein Radius beträgt das 3,7fache der Erde und seine Masse das 8,1fache. Es handelt sich vermutlich um einen Gasplaneten.

Die Planeten sind nicht nur extrem nahe beieinander, auch die Unterschiede in ihrer Dichte sind extrem. Das zeigt dieses Diagramm:

Die x-Achse zeigt, wie nahe zwei Planeten beieinander sind. Je näher sie sich sind, desto kleiner ist die Zahl. Die y-Achse zeigt das Verhältnis der Dichten der beiden Planeten. Eingetragen sind Planeten unseres Sonnensystems in blau. Wir sehen zum Beispiel, dass sich Pluto und Uranus (P/U – wegen seiner elliptischen Bahn kommt Pluto dem Uranus näher als Neptun) näher kommen als Erde und Venus (E/V) – obwohl Pluto ja eigentlich kein Planet mehr ist. Zusätzlich sind die Planeten der Systeme von Kepler-8, Kepler-9, Kepler-11 und Kepler-20 eingetragen. Kepler-36 ist der rote Punkt. Er befindet sich sowohl am weitesten links als auch am weitesten oben im Diagramm. Kein bisher bekanntes Planetenpaar kommt sich näher und bei keinem sind die Unterschiede in der Dichte größer.

Solche extremen Paare sind natürlich wunderbar für die Forschung. An den Extremen lassen sich Theorien besonders gut testen. Es ist davon auszugehen, dass die beiden Planeten nicht so nahe beieinander entstanden sind. Sie hätten sich gegenseitig gestört und so wie Jupiter dafür gesorgt hat, dass in seiner Nähe kein weiterer Planet entstand und deswegen dort nur der Asteroidengürtel zu finden ist, hätte 36c die Entstehung von 36b verhindert. Die beiden Planeten sind vermutlich in ganz normalen Orbits weiter entfernt vom Stern und voneinander entstanden und dann nach innen gewandert. Diese planetare Migration findet überall in jungen Planetensystemen statt. Bei Kepler-36 hat sie offensichtlich die bisher extremsten Auswirkungen gehabt.

Natürlich haben die Entdecker von Kepler-36 auch überprüft, ob diese Planetenbahnen tatsächlich stabil sind. Sie haben mehr als 10000 kleine Variationen des Planetensystems (die alle mit den Beobachtungen übereinstimmen) numerisch simuliert. Für mehr als 15 Millionen Umläufe von Kepler-36c folgten sie der Bewegung der beiden Himmelskörper und fanden, dass in 91 Prozent aller Fälle alles stabil bleibt. Nur in 9 Prozent der Fälle wurden die Störungen irgendwann so groß, dass die Bahnen instabil wurden.

Die Forscher haben sich also nicht getäuscht – die beiden Planeten von Kepler-36 existieren tatsächlich und sie können tatsächlich so extreme Bahnen haben, wie die Beobachtungen es nahelegen. Wurde es auf Kepler-36b Leben geben, dann würden diese Lebewesen ihren Nachbarplaneten nicht nur als simplen Lichtpunkt sehen. Ihnen würde sich ein ganz anderer Anblick bieten:

Bei diesem Anblick ist es richtig schade, dass dort niemand lebt. So etwas sollte gesehen werden!