Exoplaneten

Im Kräftespiel der Sonnen

Von Hermann-Michael Hahn

Planeten abseits unseres Sonnensystems: Exoplaneten

28. Februar 2007 Seit der Entdeckung der ersten Exoplaneten in den neunziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts ist deren Zahl auf 212 gestiegen. Anfangs klammerten die Astronomen bei ihrer Suche nach solchen planetaren Begleitern bekannte Mehrfachsterne aus, weil sie annahmen, dass die himmelsmechanischen Voraussetzungen in Systemen mit zwei oder mehr Sternen keine langfristig stabilen Bahnen für die Planeten zulassen würden.

Inzwischen wurden jedoch in knapp 30 Fällen auch stellare oder zumindest sternähnliche Begleiter nachgewiesen. Wie Astronomen der Universität Jena aufgrund ihrer Beobachtungen zeigen konnten, reichen deren Massen von etwa einer halben Sonnenmasse bis unter jene Grenze von etwa acht Prozent der Sonnenmasse, die normale Sterne von sogenannten Braunen Zwergen trennt. In zwei Fällen fanden sie sogar weiße Zwergsterne als Begleiter eines von Exoplaneten umkreisten Sterns.

Ein Bild von Gamma Cephei

Mittlerweile haben Ralph Neuhäuser und Markus Mugrauer genauere Daten von einigen dieser Doppelsternsysteme ermittelt. Bei dem rund 38 Lichtjahre entfernten Stern Gamma Cephei, der am Himmel etwa 12 Grad vom Polarstern entfernt zu finden ist, konnten sie mit Hilfe von Speckle-Interferometrie und adaptiver Optik den zuvor nur aus spektroskopischen Beobachtungen hergeleiteten Sternbegleiter im infraroten Spektralbereich abbilden. Außerdem haben sie dessen Helligkeit, Masse und Umlaufzeit bestimmt.

Den Ergebnissen zufolge besitzt der Stern Gamma Cephei B lediglich 40 Prozent der Sonnenmasse. Er umkreist den 3,5 Mal so schweren Zentralstern Gamma Cephei A alle 67,5 Jahre einmal in einem Abstand von 20 Astronomischen Einheiten. Das entspricht etwa der Entfernung von der Sonne zum Uranus. Bereits 2002 hatte Artie Hatzes von der Universität Jena bei Gamma Cephei A einen planetaren Begleiter von etwa anderthalbfacher Jupitermasse gefunden, der den massereicheren Partner dieses Doppelsternsystems innerhalb von 903 Tagen im Abstand von zwei Astronomischen Einheiten oder 300 Millionen Kilometern umrundet.

Dichte Staubscheibe

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In dem Exoplanetensystem Gliese 86 umkreisen sich die beiden Sterne in ähnlich geringer Distanz wie bei Gamma Cephei. Für den stellaren Partner Gliese 86 B, einen weißen Zwerg, fanden Mugrauer und Neuhäuser eine elliptische Umlaufbahn mit rund elf bis 26 Astronomischen Einheiten Abstand von Gliese 86 A. Hier allerdings kreist der Planet, der rund vier Jupitermassen in sich vereint, wesentlich näher an „seinem“ Zentralstern: Er ist nur etwa 0,1 Astronomische Einheiten von Gliese 86 A entfernt und braucht für einen Umlauf 15,7 Tage.

In vergleichsweise weiten Doppelsternsystemen können derart enge Planetenbahnen durchaus als stabil angesehen werden. Die Entstehung massereicher Planeten ist aber in einer solchen Umgebung an deutlich andere Bedingungen geknüpft als bei Einzelsternen. Wegen der gegenseitigen Störeinflüsse kann die protoplanetare Scheibe von Gliese 86 A kaum größer als fünf astronomische Einheiten gewesen sein, was etwa der Entfernung von der Sonne zum Jupiter entspricht. Damit daraus mindestens ein Planet von vier Jupitermassen heranwachsen konnte, musste sie wesentlich dichter sein als die Gas- und Staubscheibe, aus der unser Planetensystem entstanden ist.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: picture-alliance/ dpa

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