Wann die Planetenbildung beginnt und wie sie abläuft, ist vor allem für massereiche Planeten noch immer unklar. Denn Gasriesen wie Jupiter könnten theoretisch durch zwei Mechanismen entstehen: Entweder ähnlich wie ein Stern durch den gravitativen Kollaps eines kleinen Teils der protoplanetaren Scheibe oder aber wie Gesteinsplaneten durch allmähliche Akkretion von Staub und Gas. Letzteres dauert den Modellen zufolge mehrere Millionen Jahre und ist nur in den dichten, nicht zu weit vom Stern entfernten Bereichen der protoplanetaren Scheibe möglich.
Das Merkwürdige jedoch: Astronomen haben auch in den protoplanetaren Scheiben einiger erst wenige hunderttausend Jahre alten Jungsterne bereits Lücken entdeckt – das ist eigentlich viel zu früh, um von heranwachsenden Planeten zu stammen. Ebenfalls schwer mit einer allmählichen Akkretion vereinbar sind Aufnahmen von massereichen, erst wenige Millionen Jahre alten Gasriesen, die sehr weit außen in ihrer protoplanetaren Scheibe kreisen, wie um die Sterne PDS 70 und WISPIT 2.
Elias 2-24: Blick in eine stellare Kinderstube
Jetzt vertieft ein weiterer „zu früher“ Jungplanet dieses Rätsel. Astronomen um Andrea Bernardi von der Universität Diego Portales in Chile haben Koronagrafen-Aufnahmen des Keck-Observatoriums auf Hawaii ausgewertet, um in protoplanetaren Scheiben mehrerer junger Sterne nach Planeten zu suchen. Im Fokus stand dabei der rund 450 Lichtjahre von uns entfernte Jungstern Elias 2-24. Dieser Jungstern ist weniger als eine Million Jahre alt und noch im Wachstum. Einigen Studien zufolge könnte Elias 2-24 sogar erst 200.000 bis 400.000 Jahre alt sein.
Dennoch haben frühere Aufnahmen bereits mehrere Lücken in der Gas- und Staubscheibe um diesen Jungstern gezeigt. In einer davon entdeckten Astronomen zudem einen verräterischen, vielleicht von einem Jungplaneten stammenden Lichtpunkt. Bernardi und sein Team haben daher Elias 2-24 und seine protoplanetare Scheibe mehrfach im Abstand von zwei Jahren mit den leistungsstarken Keck-Teleskopen anvisiert.
Ein heranwachsender Gasriese
Und tatsächlich: Die neuen Aufnahmen bestätigen, dass es um den Jungstern Elias 2-24 einen jungen Planeten geben muss. Sie zeigen einen Lichtpunkt, der sich im Laufe der zwei Beobachtungsjahre auf einer Umlaufbahn um den Stern bewegt. Der Elias 2-24 b getaufte Jungplanet kreist in einer Lücke der protoplanetaren Scheibe, die rund 55 astronomische Einheiten vom Stern entfernt ist – das ist fast doppelt so weit vom Stern entfernt wie der Neptun von der Sonne.
Position des Protoplaneten Elias 2-24 b im Jahr 2018 (links) und 2020 (rechts). Die Veränderung verrät, dass er einer Umlaufbahn um den Stern folgt. — © Bernardi et al./ The Astrophysical Journal Letters 2026, CC-by 4.0
Die neuen Aufnahmen und frühere Bilder der ALMA-Radioteleskope legen zudem nahe, dass der Jungplanet Elias 2-24 b noch nicht seine volle Größe erreicht hat: Offenbar zieht er weiterhin Material aus seiner Umgebung an sich: „Während der Planet wächst, erzeugt er einen starken Druckanstieg, der millimetergroße Staubteilchen am Rand der Lücke festhält. Das führt zu dem charakteristischen hellen Rand, der auf der ALMA-Aufnahme zu sehen ist“, erklären die Astronomen. Ihren Berechnungen zufolge ist der heranwachsende Planet aber schon jetzt zwischen 1,9 und vier Jupitermassen schwer.
Wie konnte Elias 2.24 b so schnell so groß werden?
„Elias 2-24 b ist der mit Abstand jüngste je direkt nachgewiesene Exoplanet. Seine Bestätigung hat weitreichende Bedeutung für unsere Vorstellungen der Planetenbildung“, konstatieren Bernardi und seine Kollegen. Der junge Gasriese zeige, dass Planeten von der Größe des Jupiter weitaus schneller entstehen können, als bisher anhand der Systeme PDS 70 und WISPIT 2 angenommen – und in Entfernungen von mehr als 50 astronomischen Einheiten von ihrem Stern.
Aber wie? Theoretisch könnte ein massereicher Jungplanet durch den gravitativen Kollaps eines Scheibenteils sehr schnell und früh entstehen, wie die Astronomen erklären. Allerdings zeigt sich dies meist in charakteristischen spiraligen Gasstrukturen in der protoplanetaren Scheibe – die bei Elias 2-24 fehlen. Stattdessen zeigt die rotierende Wolke aus Staub und Gas um den Jungstern eine klassische Gliederung in dichtere Ringe und schmale Lücken.
Lücken in den Planetenbildungsmodellen
„Die enge Übereinstimmung der Scheibenmorphologie mit dem Planetenbildungsmodell der Kernakkretion spricht dafür, dass Elias 2-24 b und andere in den Lücken protoplanetarer Scheiben abgebildete Protoplaneten höchstwahrscheinlich durch Akkretion entstanden sind“, schreiben die Astronomen. Das aber bedeutet, dass dieser Jungplanet weitaus schneller entstanden und herangewachsen sein muss, als es gängige Modelle vorhersehen – er erreichte seine schon jetzt große Masse in weniger als einer Million Jahren.
„Unsere Planetenbildungsmodelle hatten schon bei den zuvor jüngsten bekannten Planeten um die fünf Millionen Jahre alten Sterne PDS 70 und WISPIT 2 Erklärungsprobleme“, sagt Bernardis Kollege Lucas Cieza. „Elias 2-24 b zeigt uns nun, dass selbst in unseren besten Modellen der Planetenbildung noch immer einige wichtige Prozesse fehlen müssen.“
Roman-Weltraumteleskop könnte das Rätsel lösen
Die Astronomen hoffen, dass vor allem das gerade gestartete Roman-Weltraumteleskop hier mehr Aufschluss liefern kann. Denn sein Koronagraf kann noch kontrastreichere und höher aufgelöste Aufnahmen von Exoplaneten erstellen. „Elias 2-24 b liegt an der Grenze dessen, was aktuelle Teleskope detektieren können“, sagt Cieza. „Aber mit neuen Instrumenten wie dem Roman-Teleskop wird dies einfacher. Wir stehen hier erst am Anfang einer neue Ära der Entdeckungen.“
https://wissenschaft.de/artikel/roman-weltraumteleskop-was-kann-das-neue-auge-im-all
Quelle: The Astrophysical Journal Letters, 2026; doi: 10.3847/2041-8213/ae9bb6
