DER ÜBERGROSSE PLANET VON BOYAJIANS STERN KÖNNTE EINEN RING TRAGEN

Am 3. und 4. September 2019 beobachtete der Satellit TESS, wie ein Stern namens KIC 8462852 rund 21 Stunden lang etwa 1,1 % seines Lichts verlor und sich dann wieder erholte. Der Einbruch war glatt und symmetrisch: genau das, was ein fester, annähernd runder Körper erzeugt, wenn er vor seinem Stern vorüberzieht. Für diesen Stern war das eine auffällige Veränderung.

Ein sauberer Einbruch bei einem unruhigen Stern

KIC 8462852, besser bekannt als Boyajians Stern oder Tabbys Stern, ist ansonsten gewöhnlich. Doch in den vier Jahren, in denen die Kepler-Mission ihn überwachte, fiel sein Licht abrupt und unregelmäßig ab, um bis zu 15 % und 22 % – weit tiefer, als es irgendein Planet verursachen könnte. Die Einbrüche sind in blauerem Licht stärker, ein Zeichen für Staubkörner statt eines festen Körpers. Die vorgeschlagenen Ursachen reichen von zerfallenden Kometen über einen verschluckten Planeten bis hin zu nicht natürlichen „Megastrukturen“; keine hat sich allgemein durchgesetzt. Die führenden Modelle benötigen einen unsichtbaren massereichen Begleiter, dessen Schwerkraft staubbildende Körper auf Bahnen schickt, die den Stern streifen.

Eine aktuelle Studie von Madurga-Favieres und Kollegen kombinierte den sauberen Transit mit archivierten Radialgeschwindigkeitsdaten: der winzigen Hin-und-her-Bewegung, die ein Begleiter seinem Stern aufzwingt. Sie fanden einen Begleiter von 9,4 Jupitermassen (irgendwo zwischen etwa 5 und 14), einen Radius von 1,7 ± 0,1 Jupiterradien und eine Umlaufzeit von mindestens etwa 1.030 Tagen. Falls er bestätigt wird, könnte er der lange gesuchte Körper sein, der die Kometen des Sterns antreibt.

Zu breit für sein Gewicht

Wei Zhu und Quanyi Liu, Astronomen an der Tsinghua-Universität in Peking, weisen auf ein Problem in diesen Zahlen hin. Ein Gasriese, der schwerer als Jupiter ist, wird hauptsächlich von dicht gepackten Elektronen getragen, die sich der Kompression widersetzen; ist er kühl, ändert zusätzliche Masse seinen Radius kaum. Modelle und die gemessene Masse-Radius-Beziehung kühler Riesen stimmen überein: 1,0 bis 1,1 Jupiterradien von etwa 2 bis 12 Jupitermassen.

Die üblichen Wege, einen Planeten aufzublähen, versagen hier. Intensives Sternenlicht bläht „heiße Jupiter“ auf engen Bahnen auf, doch die geschätzte Temperatur dieses Begleiters beträgt nur etwa 270 Kelvin, rund −3 °C. Mit etwa 1,2 Milliarden Jahren ist der Stern zudem zu alt, als dass Restwärme aus der Entstehung des Planeten helfen könnte. Ein Radius von 1,7 ist daher 60–70 % zu groß.

Bekannte Transitplaneten nach Masse und Radius: Der Begleiter von Boyajians Stern (rotes Quadrat) liegt weit über der für einen kühlen Riesen erwarteten Größe (schwarze Kurve und orangefarbenes Band). — Abbildung 1, Zhu & Liu (2026), arXiv:2610.34806.

Einen Teil des Schattens in einem Ring verstecken

Der Vorschlag ist geometrisch: Ein undurchsichtiger Ring um einen kleineren Planeten blockiert zusätzliches Sternenlicht, und aus der Ferne geht das Paar als ein einziger übergroßer Planet durch. Ein beringter Riese war für diesen Stern bereits 2018 vorgeschlagen worden, aber nur als Skizze, ohne angepasste Ringparameter.

Die beiden Astronomen analysierten die TESS-Daten, die alle 2 Minuten aufgenommen wurden, erneut. Eine nackte Kugel passt, braucht aber etwa 1,74 Jupiterradien und hinterlässt nahe dem Boden des Einbruchs eine schwache, strukturierte Abweichung. Dann erweiterten sie ihren Transitcode JoJo auf einen Planeten mit einem flachen Ring, der aus beliebigem Winkel gesehen wird. Sie legten den Planeten auf die für seine Masse erwartete Größe fest, 1,1 Jupiterradien, und machten den Ring vollständig undurchsichtig. Sein Außenrand musste innerhalb der Roche-Grenze bleiben, des Abstands, innerhalb dessen die Gezeitenkräfte des Planeten verhindern, dass sich loses Material zu einem Mond zusammenballt; weiter draußen hätte ein Ring keinen Bestand. Ein Ring, der über etwa 5 Planetenradien hinausreicht, gilt als höchst unwahrscheinlich.

Ein aufrechter Ring und ein Planet auf der Seite

Die besten Lösungen mit Ring tauschen den größten Teil der scheinbaren Größe des Planeten gegen einen breiten, abgeflachten Ring:

• ein Außenrand bei 3,1 bis 4,4 Planetenradien, fast an der Roche-Grenze;
• fast genau von der Kante gesehen, um 78–84° gegenüber der Draufsicht geneigt;
• fast im rechten Winkel zur Bahn des Planeten über den Stern stehend.

Da wir die Bahn fast genau von der Kante sehen (der Planet zieht vor seinem Stern vorüber), ist ein solcher Ring um etwa 80° gegen die Bahn geneigt. Umkreist er den Äquator des Planeten, wie der des Saturn, dreht sich dieser Super-Jupiter auf der Seite liegend, wie Uranus. Wäre ein so naher Trümmerring real, würde er wahrscheinlich von zerschmetterten Kometen oder kleinen Monden gespeist – vielleicht von derselben Population, die für die alten Verdunkelungen des Sterns verantwortlich gemacht wird.

Der beste beringte Planet beim Eintritt, beim Überqueren und beim Verlassen des Sterns (oben), der TESS-Einbruch mit dem Ringmodell in Rot und dem Modell der nackten Kugel in Blau (Mitte) und was die Kugel unerklärt lässt (unten). — Abbildung 2, Zhu & Liu (2026), arXiv:2610.34806.

Fast ein Gleichstand, entschieden von der Physik

Statistisch ist der Wettstreit knapp. Der Ring verbessert ein übliches Maß für die Abweichung (χ²) um etwa 14, nutzt aber zwei zusätzliche Stellgrößen. Wendet man ein Kriterium an, das zusätzliche Stellgrößen bestraft (das BIC), schrumpft sein Vorsprung auf 0,4 bis 1,3 Punkte: fast ein Gleichstand.

Die Ausrichtung des Rings beruht weitgehend auf einer leichten Wiederaufhellung etwa 0,25 Tage nach der Transitmitte, die ein steil geneigter Ring erzeugt, indem er den Stern früher zu verlassen beginnt. Doch der Planet könnte, wenn er über einen dunklen Fleck auf dem Stern zieht, denselben Buckel verursachen: Während er eine dunkle Stelle bedeckt, verdeckt er weniger Licht. Lässt man diesen Buckel weg, so räumen die Autoren ein, kehrt sich die Präferenz um.

Was bleibt, ist ein einfaches Argument. Um so viel Licht zu blockieren wie beobachtet, muss der Ring bis mindestens 1,6 Planetenradien reichen – ein Minimum, das einen genau von oben gesehenen Ring voraussetzt, der den Planeten berührt. Geneigt wie der des Saturn braucht er mindestens etwa 2,4 – schon nahe der Roche-Grenze, die je nachdem, wie dicht die Körner des Rings im Vergleich zum Planeten sind, zwischen etwa 2,5 und 5 Planetenradien liegt. So oder so: Wenn ein Ring den Radius erklärt, muss er breit sein.

Die beiden Bilder unterscheiden sich am stärksten, wenn der Planet in die Sternscheibe eintritt und sie verlässt, um einige Teile von 10.000 des Sternenlichts, in Reichweite bestehender Weltraumteleskope. Vorerst beruht alles auf einem einzigen Transit, in Daten, die die Autoren selbst als von relativ schlechter Qualität beschreiben.