In der gesamten Milchstraße umkreisen Paare von "Supererden" entfernte Sterne.
Auf den ersten Blick scheint mit diesen fremden Welten alles in Ordnung zu sein. Als die Astronomen genauer hinschauten, stellten sie fest, dass die Umlaufbahnen dieser Super-Erde-Paare nicht den normalen Regeln entsprachen.
Jetzt ist klar, warum: Diese Planeten sind permanent aus dem Gleichgewicht geraten - auf die Seite gekippt, wie neue Forschungsergebnisse belegen.
Zwischen 2009 und 2013 entdeckte die Kepler-Mission der NASA zur Exoplanetenjagd, dass Supererden oder felsige Exoplaneten, die größer als die Erde, aber kleiner als Neptun sind, ungefähr 30 Prozent der bekannten Sterne umkreisen, die unserer Sonne ähnlich sind. Ihre Umlaufbahnen sind ungefähr kreisförmig und dauern weniger als 100 Tage.
Wenn Planeten nahe beieinander kreisen, setzen sie sich normalerweise in einem stabilen Muster ab, das als "Orbitalresonanz" bekannt ist, in dem der Zeitpunkt ihrer Umlaufbahnen miteinander verriegelt ist. Zum Beispiel wird der Planet, der näher am Stern liegt, zweimal umkreisen, während der weitere Stern einmal umkreist, wodurch eine Umlaufzeit mit einem Verhältnis von 2 zu 1 entsteht. Ein weiteres gängiges Verhältnis für Planetenbahnen ist 3 zu 2 - drei Bahnen des näheren Planeten für zwei weiter entfernte Planetenbahnen, sagte die leitende Studienautorin Sarah Millholland, Doktorandin am Astronomischen Institut der Yale University in Connecticut, gegenüber Live Wissenschaft in einer E-Mail.
Aber viele der von Kepler gefundenen gepaarten Exoplaneten widersetzten sich diesen Regeln.
"Das ungewöhnliche Rätsel ist, dass es eine Überfülle von Planetensystemen gibt, bei denen Planetenpaare ein Verhältnis ihrer Umlaufzeiten aufweisen, das nur weit von den Verhältnissen 2: 1 und 3: 2 entfernt ist", sagte Millholland.
Etwas stupste die Umlaufbahnen dieser Planeten an - aber was war es? Frühere Studien schlugen vor, dass planetare Gezeiten eine Rolle spielen könnten, indem sie Orbitalenergie als Wärme absorbieren. Dies könnte die Planeten in Umlaufbahnen ziehen, die laut der Studie die üblichen Verhältnisse leicht überschreiten.
Aber diese Erklärung würde nur funktionieren, wenn die Gezeiten Energie weitaus effizienter als erwartet aufsaugen würden, schrieben die Forscher. Wenn ein Planet jedoch dramatisch um seine Achse geneigt ist, übt der Stern, den er umkreist, einen stärkeren Zug auf seine Gezeiten aus. Stärkere Gezeiten absorbieren mehr Orbitalenergie - genug, um die Umlaufbahn eines Planeten zu "formen", sagte Millholland.
Die Forscher haben noch keine direkten Messungen, die bestätigen, dass diese Planeten signifikante axiale Neigungen aufweisen, die größer sind als die 23-Grad-Neigung der Erde. Wenn ihre Hypothese jedoch richtig ist, haben ihre Ergebnisse wichtige Auswirkungen auf das Verständnis von Wetter und Klima in fernen Welten.
"Diese Planeten werden viel extremere Jahreszeiten haben als die Jahreszeiten, die wir hier auf der Erde erleben", sagte Millholland gegenüber Live Science.
Die Ergebnisse wurden online am 4. März in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
