Im Sonnensystem kreisen alle Planeten in eine Richtung: Sie folgen der Rotationsrichtung der Sonne. Der Grund dafür liegt in ihrer Entstehung. Planeten bilden sich in der protoplanetaren Scheibe ihres Sterns und diese dreht sich mit dem Stern mit. Doch es gibt auch Ausnahmen: Einige Exoplaneten umkreisen ihre Sterne auf stark gekippter Bahn, eine Handvoll Planeten kreist sogar komplett falschherum – sie sind retrograd. Ursache für solche Fehlausrichtungen sind meist die Kollision mit einem massereichen Planeten oder der Schwerkrafteinfluss eines zweiten Sterns.
Naher Sub-Neptun im Visier
Doch jetzt haben Astronomen einen retrograden Exoplaneten identifiziert, auf den die gängigen Erklärungen nicht passen. Es handelt sich um den innersten Planeten des rund 73 Lichtjahre entfernten Roten Zwergsterns GJ 3090. Der 2022 vom TESS-Weltraumteleskop identifizierte Planet GJ 3090 b ist rund 2,2-mal so groß und 4,5-mal so schwer wie die Erde. Der Sub-Neptun benötigt rund 2,9 Tage für eine Umkreisung seines Sterns. Weiter außen gibt es in diesem System noch zwei weitere Sub-Neptune mit 13 und 16 Tagen Umlaufzeit – soweit, so bekannt.
Unbekannt war jedoch bisher, wie die Umlaufbahn von GJ 3090 b aussieht. Yann Carteret von der Universität Genf und sein Team haben deshalb Spektraldaten ausgewertet, die Teleskope der Europäischen Südsternwarte in Chile vom Planetensystem GJ 3090 aufgezeichnet haben. In den resultierenden Lichtspektren lieferten winzige Verschiebungen der Spektrallinien Informationen darüber, in welche Richtung der innerste Planet dieses Systems seinen Stern umkreist.
Retrograd, aber keine Ursache in Sicht
Die Analysen ergaben: Planet GJ 3090 b umkreist seinen Stern nicht in „normaler“ Ausrichtung, sondern im Winkel von 136 Grad – dies entspricht einem retrograden Orbit. „GJ 3090 b ist damit einer der am stärksten aus der normalen Bahn gelenkten Planeten“, berichten die Astronomen. Der innerste Planet dieses Systems kreist demnach falsch herum – es ist der erste Nachweis eines solchen retrograden Planeten um einen Roten Zwergstern. GJ 2090 b ist zudem erst der sechste Exoplanet mit einer orbitalen Auslenkung von mehr als 70 Grad, wie das Team erklärt.
Vergleich der orbitalen Rotationsachse von bekannten Exoplaneten mit GJ 3090 b (Stern). Fünfecke kennzeichnen Mehrplanetensysteme, die Farben zeigen die Temperatur des Zentralsterns. — © Carteret et al./ Astronomy and Astrophysics, CC-by 4.0
Doch wie geriet dieser Exoplanet in seine umgekehrte Bahn? „Wir haben im System nach einem massereichen Begleiter gesucht, der den Planeten in einen so extremen Orbit gezwungen haben könnte – aber wir konnten keinen finden“, berichtet Carteret. Im nahen Umfeld des Sterns GJ 3090 und seiner Planeten war keine Spur eines potenziellen Kollisionspartners oder anderen Störeinflusses zu sehen. „GJ 3090 b ist der erste retrograde Planet in einem Multiplanetensystem, in dem es weder einen massereichen äußeren Planeten gibt noch einen zweiten Stern“, so die Astronomen.
Gab es eine zweite Staubscheibe um den Stern?
Das wirft die Frage auf, was den Planeten sonst auf seine retrograde Bahn gebracht haben könnte. „Die Architektur des GJ-3090-Systems spricht für eine Fehlausrichtung schon der protoplanetaren Scheibe“, erklären die Astronomen. „Wir brauchen daher einen Mechanismus, der entweder schon die protoplanetare Scheibe kippte oder eine zweite, falsch ausgerichtete Scheibe erzeugte.“ Theoretischen Modellen zufolge könnte eine solche sekundäre Gas- und Staubscheibe entstehen, wenn ein Dreifachsternsystem zerfällt oder wenn nachträglich Material von einem Jungstern angezogen wird und sich dann in abweichender Orientierung um ihn sammelt.
„Die Idee, dass ein Planetensystem auch aus einer sekundären, anders ausgerichteten Scheibe entstehen könnte, ist besonders spannend“, sagt Co-Autor Vincent Bourrier von der Universität Genf. „Denn dies legt nahe, dass die Umgebung eines jungen Sterns eine größere Rolle für die Struktur seines Planetensystems spielt als bisher angenommen.“ Nach Ansicht der Astronomen ist eine solche sekundäre Staubscheibe im Fall von GJ 3090 b das wahrscheinlichste Szenario.
Noch ist dies aber nur eine Annahme. Die Astronomen hoffen, dass weitere Beobachtungen genauere Informationen über die Umlaufbahnen der beiden äußeren Nachbarn von GJ 3090 b liefern und auch über das frühere Umfeld des Sterns. Das könnte klären helfen, ob dieses Szenario einer sekundären protoplanetaren Scheibe bei GJ 3090 zutrifft. Hilfreich wäre es auch, wenn man weitere Planetensysteme mit ähnlich falschherum kreisenden Planeten entdecken würde.
Quelle: Yann Carteret (Universität Genf) et al., Astronomy and Astrophysics, 2026; doi: 10.1051/0004-6361/202661989
