Am 8. Dezember 2024 gab ein internationales Team die Entdeckung eines außergewöhnlich leichten Planeten bekannt, der um einen fernen Stern in der Milchstraße kreist. Der Planet mit dem Namen WASP-193b ist 50 % größer als Jupiter, hat jedoch eine 25-mal niedrigere Dichte als der Gasriese, was darauf hindeutet, dass er so ätherisch ist wie Zuckerwatte.
Diese Entdeckung, die vom Instituto Andaluz de Astrofísica (IAA-CSIC) in Spanien geleitet und in 'Nature Astronomy' veröffentlicht wurde, stellt das bestehende Verständnis über die Entstehung von riesigen und ultra-leichten Planeten in Frage.
WASP-193b ist der zweitleichteste bisher entdeckte Planet, nur übertroffen von Kepler 51d, der in der Größe Neptun ähnelt. Laut dem Forscher Francisco J. Pozuelos vom IAA-CSIC machen die Dimensionen des Planeten und seine extrem niedrige Dichte ihn zu einer Seltenheit unter den über 5.000 bisher identifizierten Exoplaneten.
Julien de Wit, Mitautor der Studie und Assistenzprofessor am Massachusetts Institute of Technology, beschrieb WASP-193b als einen extremen Fall einer Klasse von Planeten, die als 'aufgeblähte' oder 'schwammartige' Jupiters bekannt sind. Obwohl diese Planetenart seit 15 Jahren bekannt ist, bleibt sie ein echtes Rätsel.
Pozuelos wies darauf hin, dass dieser Planet alle aktuellen Theorien zur Planetenbildung in Frage stellt: 'Wir können nicht erklären, wie sich dieser Planet gebildet hat. Wir benötigen detaillierte Beobachtungen seiner Atmosphäre, um seine Entwicklung zu verstehen.'
Die Entdeckung wurde durch das Wide Angle Search for Planets (WASP) gemacht, eine internationale Zusammenarbeit, die zwei robotergestützte Observatorien in beiden Hemisphären betreibt. Diese Observatorien nutzen Weitwinkelkameras, um die Helligkeit von Tausenden von einzelnen Sternen am Himmel zu messen.
Beobachtungen, die zwischen 2006 und 2008 und erneut zwischen 2011 und 2012 gesammelt wurden, zeigten periodische Helligkeitsabnahmen von WASP-193, einem sonnenähnlichen Stern, der sich etwa 1.200 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Die Analyse dieser Transite deutete darauf hin, dass ein massiver 'Super-Jupiter' alle 6,25 Tage vor dem Stern vorbeizieht.
Um die Masse des Planeten sowie seine Dichte und mögliche Zusammensetzung zu bestimmen, verwendete das Team die Methode der radialen Geschwindigkeiten, eine Technik, die kleine Oszillationen in der Bewegung des Sterns aufgrund der Anziehungskraft eines ihn umkreisenden Planeten analysiert. Diese Variationen spiegeln sich in Verschiebungen im Wellenlängenbereich des Spektrums des Sterns wider: Je massereicher der Planet, desto größer ist die beobachtete Verschiebung im Spektrum des Sterns.
Im Fall von WASP-193b war die Überraschung, dass kaum signifikante Änderungen in der radialen Geschwindigkeit des Sterns festgestellt wurden. 'Trotz seiner enormen Größe übt dieser Planet so wenig Gewicht aus, dass er kaum eine nachweisbare Anziehung auf seinen Stern ausübt,' erklärte Pozuelos.
Die Sammlung der notwendigen Daten zur Bestimmung der Masse des neuen Planeten dauerte fast vier Jahre.
Die Berechnungen bestätigen, dass WASP-193b eine Masse von etwa 0,14-mal der von Jupiter und eine Dichte von 0,059 Gramm pro Kubikzentimeter hat, was deutlich niedriger ist als die von Jupiter und der Erde, aber vergleichbar mit den 0,05 Gramm pro Kubikzentimeter von Zuckerwatte.
'Der Planet ist so leicht, dass es schwer vorstellbar ist, ein ähnliches Material im festen Zustand zu finden,' sagte Julien De Wit und fügte hinzu, dass die Ähnlichkeit zu Zuckerwatte daher rührt, dass beide praktisch aus Luft bestehen. 'Der Planet ist im Grunde super-schwammig.'
Die Autoren vermuten, dass WASP-193b eine Atmosphäre hat, die überwiegend aus Wasserstoff und Helium besteht und möglicherweise mehrere zehntausend Kilometer über die Atmosphäre von Jupiter hinausgeht. Derzeit kann kein Modell zur Planetenbildung eine solche Atmosphäre erklären.
Pozuelos merkte an, dass WASP-193b unter den wenigen bekannten ultra-leichten Planeten der beste Kandidat für eine Untersuchung durch das James-Webb-Weltraumteleskop ist, um zu verstehen, 'wie ein so leichtes Planet wie Zuckerwatte entstehen kann.'