Planet mit drei Sonnen entdeckt
Ein Team von Astronomen gelang mit dem Instrument SPHERE auf ESOs Very Large Teleskop die Entdeckung des ersten Planeten, der je in einer weiten Umlaufbahn in einem Dreifachsystem gefunden wurde. Man hat erwartet, dass die Umlaufbahn eines solchen Planeten instabil wäre, so dass er schnell aus dem System ausgestoßen wird. Aber irgendwie hat der Planet überlebt. Diese unerwartete Beobachtung deutet darauf hin, dass solche Systeme tatsächlich häufiger sind als bisher angenommen wurde. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Science am 7. Juli 2016 online veröffentlicht.
Luke Skywalkers Heimatplanet Tatooine in der Star Wars Saga war eine seltsame Welt mit zwei Sonnen am Himmel, aber Astronomen haben nun ein noch exotischeres System mit drei Sonnen gefunden, in dem hypothetische Beobachter entweder konstantes Tageslicht hätten oder dreifache Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge jeden Tag genießen könnten, je nach Jahreszeit, die länger dauert als ein menschliches Leben.
Diese Welt wurde von einem Astronomen-Team der Universität von Arizona mit Direct Imaging am Very Large Teleskop (VLT) in Chile entdeckt. Der Planet HD 131399Ab ist anders als alle anderen bekannten Welten. Er umkreist den hellsten der drei Sterne auf der am weitesten bekannten Umlaufbahn in einem Mehrfach-Stern-System. Aufgrund der komplexen und wechselnden Anziehungskraft von den anderen beiden Sternen im System sind solche Bahnen oft instabil, daher vermuteten die Astronomen, dass Planeten auf stabilen Umlaufbahnen in solchen Systemen nicht sehr wahrscheinlich sind.
Das System ist ca. 320 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Centaurus. HD 131399Ab ist etwa 16 Millionen Jahre alt, so dass er auch einer der jüngsten Exoplaneten ist, die bisher entdeckt wurden und einer der wenigen direkt abgebildeten Planeten. Mit einer Temperatur von rund 580° C und einer geschätzten Masse von vier Jupitermassen ist er auch einer der kältesten und am wenigsten massiven direkt abgebildeten Exoplaneten.
„HD 131399Ab ist einer der wenigen Exoplaneten die direkt abgebildet worden sind und der erste in einer solch interessanten dynamischen Konfiguration“, sagte Daniel Apai von der Universität von Arizona und einer der Co-Autoren des neuen Artikels.
„Für etwa die Hälfte der Umlaufbahn des Planeten, welche 550 Erdjahre dauert, sind alle drei Sterne am Himmel zu sehen; die schwächeren zwei sind näher beisammen und wechseln ihre scheinbare Trennung vom hellsten Stern im Laufe des Jahres“, ergänzte Kevin Wagner, der Hauptautor und Entdecker von HD 131399Ab.
Kevin Wagner, der an der Universität von Arizona Doktorand ist, identifizierte den Planeten unter hunderten Planeten-Kandidaten und führte die Nachfolgebeobachtungen durch, um die wahre Natur des Planeten zu überprüfen.
HD 131399Ab ist auch der erste Exoplanet, der mit dem SPHERE Instrument am VLT entdeckt wurde. SPHERE ist sehr empfindlich im Infrarotlicht, so dass das Instrument die Wärmesignaturen von jungen Planeten erkennen und zusätzliche atmosphärische Störungen korrigieren und das blendende Licht von Zentralsternen blockieren kann.
Obwohl wiederholte und langfristige Beobachtungen benötigt werden um eine genaue Planetenbahn um den Zentralstern zu bestimmen, scheinen Beobachtungen und Simulationen auf folgendes Szenario hinzudeuten: Der hellste Stern hat um etwa achtzig Prozent mehr Masse als unsere Sonne und wird HD 131399A genannt. Dieser wird von den weniger massiven Sternen B und C in 300 AE Entfernung umkreist wird. Während der ganzen Zeit wirbeln B und C - nur etwa 10 AE voneinander entfernt – umeinander (Entfernung Sonne-Saturn).
In diesem Szenario fliegt Planet HD 131399AB um den Stern A. Seine Bahn hat einen Radius von 80 AE, und ist damit etwa doppelt so groß wie die Halbachse Plutos und bringt den Planeten damit auf etwa ein Drittel von der Trennung zwischen Stern A und dem Sternpaar B/C. Die Autoren weisen darauf hin, dass eine Reihe von Bahn-Szenarien möglich sind und dass das Urteil über die langfristige Stabilität des Systems auf die geplanten Nachfolgebeobachtungen wird warten müssen, bis die Bahn des Planeten besser bestimmt werden kann.
„Wenn der Planet weiter von dem massivsten Stern des Systems entfernt wäre, wäre er schon aus dem Systems gekickt worden“, erklärte Apai. „Unsere Computersimulationen haben gezeigt, dass eine solche Umlaufbahn stabil sein kann. Aber wenn sich die Dinge nur ein wenig ändern, kann die Bahn sehr schnell instabil werden.“
Planeten in Mehrfach-Sternsystemen sind von besonderem Interesse für Astronomen und Planetenforscher, weil sie ein Beispiel dafür sind, wie der Mechanismus der Entstehung von Planeten in solch extremen Szenarien funktionieren kann. Während uns Mehrfach-Sternsysteme exotisch erscheinen, sind sie in der Tat ebenso verbreitet wie einzelne Sterne.
„Es ist nicht klar, wie dieser Planet auf seiner weiten Bahn in diesem extremen System endet, und wir können auch noch nicht sagen, was dies für ein breiteres Verständnis für die verschiedenen Arten von Planetensystemen bedeutet, aber es zeigt, dass es mehr Variationen gibt, als viele für möglich gehalten hätten“, resümiert Kevin Wagner. „Was wir wissen ist, dass Planeten in Mehrfach-Sternsystemen viel seltener untersucht werden, aber sie sind möglicherweise ebenso zahlreich wie Planeten in Ein-Stern-Systemen.
11. Juli 2016/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
