In unserem Sonnensystem scheint die Ordnung klar: Innen kreisen kleine, felsige Planeten wie Merkur und Erde, weiter außen folgen Gasriesen wie Jupiter und Saturn. Diese Struktur gilt als klassisches Modell der Planetenentstehung. Doch ein Planetensystem im Sternbild Luchs (Lynx) widerspricht genau diesem Muster.

Um den Roten Zwerg LHS 1903 kreisen vier Planeten mit Umlaufzeiten zwischen gut zwei und knapp 30 Tagen. Messungen von Radius und Masse zeigen: Der innerste Planet ist dicht und offenbar felsig, die beiden mittleren Welten besitzen ausgedehnte Gashüllen – sogenannte Sub-Neptune oder Mini-Neptune. Der äußerste Planet, LHS 1903 e, ist wiederum kompakt und weist keine nennenswerte Gasatmosphäre auf.

Gerade diese äußere, offenbar felsige „Super-Erde“ sorgt für Staunen. Denn nach gängiger Theorie sollten sich in größerer Entfernung vom Stern vor allem gasreiche Planeten bilden.

Wie Planeten normalerweise entstehen

Junge Sterne sind von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben. In den heißen inneren Regionen verdampfen flüchtige Stoffe wie Wasser oder Kohlendioxid. Übrig bleiben hitzebeständige Materialien, wie Eisen und silikatreiche Gesteine. Dort entstehen vor allem feste, terrestrische Planeten.

Weiter außen, jenseits der sogenannten „Schneelinie“, können Wasser und andere Stoffe gefrieren. Eisklumpen wachsen schneller, Planetenkernen steht mehr Material zur Verfügung. Erreichen sie eine kritische Masse, ziehen sie große Mengen Wasserstoff und Helium an – Gasriesen entstehen. So zumindest das Lehrbuch.

Späte Geburt in gasarmer Umgebung?

Das Forschungsteam um Thomas Wilson von der University of Warwick prüfte laut einer Studie verschiedene Szenarien: Könnte der äußere Planet durch Kollisionen entstanden sein? Hat er seine Atmosphäre später verloren? Simulationen sprechen dagegen. Stattdessen favorisieren die Forscher ein anderes Bild: Die Planeten könnten sich nacheinander von innen nach außen gebildet haben, und das nicht gleichzeitig.

Demnach entstand der innerste Planet zuerst. Als sich später weiter außen neue Planeten formten, war noch reichlich Gas vorhanden, ideale Bedingungen für die beiden mittleren Gaswelten.

Der äußerste Planet hingegen könnte erst entstanden sein, als der Stern bereits einen Großteil des Gases aus der Scheibe verdrängt hatte. Ihm stand vor allem festes, schweres Material zur Verfügung. Das Ergebnis: ein felsiger Planet in eigentlich „falscher“ Position.

Ein Testfall für die Theorie

Das System wurde zunächst mit dem NASA-Weltraumteleskop TESS entdeckt und anschließend mit dem ESA-Satelliten Cheops genauer untersucht. Die Kombination aus Transitmessungen und Radialgeschwindigkeitsdaten erlaubte es, Dichten und Zusammensetzungen der Planeten präzise zu bestimmen.

Für die Planetenforschung ist LHS 1903 damit mehr als eine Kuriosität. Rote Zwerge sind die häufigsten Sterne in unserer Galaxie. Wie sich Planeten um sie herum bilden, ist noch nicht vollständig verstanden. Der ungewöhnliche Aufbau des Systems liefert nun einen wichtigen Datenpunkt und zwingt Modelle dazu, flexibler zu werden.