Ob Gasriese, Wasserwelt oder erdähnlicher Gesteinsplanet: Wenn es um die Beschaffenheit von Exoplaneten geht, ist die Dichte oft das entscheidende Merkmal. Denn das Verhältnis von Masse zu Größe verrät, wie kompakt ein Himmelskörper ist und damit auch, ob er vorwiegend aus Gasen, Eis, Gestein oder Metall besteht. So hat die feste Erde eine mittlere Dichte von 5,5 Gramm pro Kubikzentimeter, beim Gasriesen Jupiter liegt sie dagegen nur bei 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter.
Planetentransits über der Antarktis
Doch es geht noch „fluffiger“, wie Astronomen um George Dransfield von der University of Oxford entdeckt haben. Für ihre Studie hatten sie zwei Exoplaneten näher untersucht, die um den rund 1100 Lichtjahre entfernten sonnenähnlichen Stern TOI-791 kreisen. Die Planeten TOI-791b und TOI-791c wurden im Jahr 2025 in Daten des TESS-Weltraumteleskops der NASA aufgespürt. Ersten Daten zufolge sind sie beide etwa so groß wie Jupiter und benötigen für ihren Umlauf um den Stern knapp 140 und knapp 930 Tage.
Um mehr über diese planetaren Neuzugänge zu erfahren, haben Dransfield und ihr Team nun Beobachtungsdaten des ASTEP-Teleskops in der Antarktis ausgewertet. Weil dieses während der Polarnacht monatelang im Dunkeln liegt, lassen sich damit besonders gut lange Planetentransits verfolgen. Bei TOI-1791 dauert die Passage der Planeten vor ihrem Stern mehr als elf Stunden. Durch Analyse der resultierenden Lichtkurve und subtiler Verzögerungen der Transits ermittelten die Astronomen erstmals die Masse der beiden Exoplaneten.
Größenvergleich der beiden Exoplaneten TOI-791b und -c mit Planeten des Sonnensystems. — © NASA/ Daniel Rutter
Leichter als Zuckerwatte
Die Analysen ergaben Überraschendes, denn beide Planeten sind für ihre Größe ungewöhnlich leicht. Der innere Planet TOI-191b hat demnach eine Dichte von nur 0,038 Gramm pro Kubikzentimeter, der äußere Planeten TOI-191c kommt auf 0,047 Gramm pro Kubikzentimeter, wie Dransfield und ihr Team ermittelten. Zum Vergleich: Der etwa gleichgroße Gasriese Jupiter ist mit einer Dichte von 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter rund 28- und 35-mal schwerer als diese beiden Leichtgewichte.
