Crash im Weltall

Forscher beobachten Kollision von zwei Gasplaneten

Künstlerische Darstellung: Der Crash der Gasplaneten erzeugte eine Donut-förmigen Wolke, die durch die Hitze mattrot leuchtet. Ein Asteroid (rechts) und kleinere Trümmer der Kollision befinden sich vor ihr, der Mutterstern ASASSN-21qj links ihr.(Bild: Mark Garlick)

Die Kollision zweier Gasplaneten in den Weiten des Weltraums außerhalb unseres Sonnensystems hat nun ein internationales Team von Astronomen rekonstruiert. Der Crash hat einen vor Hitze glühenden Exoplaneten und eine ihn umgebende Trümmerwolke (Bild oben) erzeugt.

Erkannt wurde der Vorfall Jahre später, wobei ein sich verdunkelnder Stern eine Rolle spielte. Die einzigartigen Einblicke in diese Kollision und die Folgen des Zusammenstoßes wurden nun in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht, zu der auch das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften beigetragen hat.

Ende 2021 beobachtete ein Teleskop-Netzwerk - das All Sky Automated Survey for SuperNovae (kurz ASAS-SN) - die Verdunkelung eines Sterns, der daraufhin ASASSN-21qj benannt wurde. Dieses Verblassen im sichtbaren Wellenlängenbereich veranlasste eine Gruppe von Amateur- und Berufsastronomen dazu, das Sternsystem genauer unter die Lupe zu nehmen. 

Helligkeit von Sternsystem verdoppelte sich
So begann auch Erstautor Matthew Kenworthy von der Sternwarte Leiden (Niederlande) gemeinsam mit Richelle van Capelleveen, die Lichtkurve des Sternsystems auszuwerten. Ein Amateur-Astronom wiederum entdeckte in alten Daten der NEOWISE-Mission, dass sich die Helligkeit dieses Sternsystems Mitte 2019 im Infrarotbereich verdoppelt hatte, also rund zweieinhalb Jahre bevor der Stern im sichtbaren Licht zu verblassen begann. 

Diese ungewöhnliche Beobachtung teilte er in einem Social-Media-Post, der zufällig auch von Kenworthy gelesen wurde. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass es sich hier um die Kollision zweier Planeten handeln könnte.

Berechnungen unterstützen Theorie
Nach den Berechnungen von Mitautor Simon Lock von der Universität Bristol ist die wahrscheinlichste Erklärung, dass zwei Gasplaneten miteinander kollidierten. Diese Kollision ließ einen neuen Planeten entstehen, was das von NEOWISE aufgezeichnete Infrarot-Glühen erklärt. 

Auch die Temperatur und Größe des glühenden Materials sowie die Dauer des Glühens lassen darauf schließen. Die ebenfalls aus der Kollision resultierende, sich ausdehnende Staubwolke bewegte sich vor den Stern und verdunkelte ihn, was zweieinhalb Jahre später von der Erde aus zu sehen war.  Zum ersten Mal konnten Astronomen also nicht nur das Hitzeglühen eines neu entstandenen Planeten, sondern auch die daraus resultierende Staubwolke beobachten.

Beobachtungen werden fortgesetzt
Im Verlauf der nächsten Jahre wird sich die bei der Kollision entstandene Staubwolke entlang der Umlaufbahn des neuen Planeten ausbreiten. Sternenlicht, das an dieser Wolke gestreut wird, sollte sowohl mit bodengestützten Teleskopen als auch mit dem James Webb Space Telescope beobachtbar sein. Letztendlich werden sich aus der Staub- und Gaswolke vermutlich Monde bilden, die den neuen Planeten umkreisen werden.

„Das ist eine wirklich fantastische Gelegenheit, um herauszufinden, woraus solche Gasplaneten in ihrem Inneren bestehen“, freut sich Exoplaneten-Forscherin Ludmila Carone vom IWF, die ebenfalls an der Studie beteiligt war. Normalerweise verbergen Gasriesen ihre schweren Elemente unter einer dicken Schicht aus Wasserstoff und Helium. 

Wasserdampf kühlt den glühenden Planet
Bei dieser Kollision allerdings wurde Material frei, das nur aus dem Inneren stammen kann. „So können wir bereits schlussfolgern, dass recht viel Wasserdampf freigesetzt wurde, der dabei half, den neu entstandenen Planeten nach der Kollision auf 1000 Kelvin (knapp 730 Grad Celsius, Anm.) abzukühlen.“