News | 29.08.2012 | Drucken | Teilen

Exoplaneten

Erster Doppelstern mit zwei Planeten

Franziska Konitzer
Das Doppelsternsystem Kepler-47
© NASA, JPL / Caltech, Tim Pyle

Seit Beginn seiner Mission im März 2009 hat das NASA-Weltraumteleskop Kepler bereits rund 2300 potenzielle Planeten sowie 2100 bedeckungsveränderliche Sterne entdeckt. Bedeckungsveränderliche Sterne sind Doppelsterne, die sich von der Erde aus gesehen in regelmäßigen Abständen bedecken, so dass sich eine Abschwächung ihrer Helligkeit beobachten lässt. Nun hat ein Astronomenteam um Jerome Orosz von der San Diego State University in den USA solch einen Doppelstern mit Planetensystem entdeckt. Darüber berichtet es in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Science.

Das Doppelsternsystem Kepler-47
© NASA, JPL / Caltech, Tim Pyle
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Keplers Aufgabe ist es, eine erdnahe Region der Milchstraße im Sternbild Schwan auf die Existenz von erdähnlichen Planeten hin zu untersuchen. Das Weltraumteleskop besteht dabei im Prinzip lediglich aus einem lichtstarken Fotometer, das heißt einem Instrument zur stetigen Messung der Lichthelligkeit. Damit beobachtet Kepler fortlaufend mehr als 145 000 Sterne.

Zur Entdeckung von Exoplaneten nutzt Kepler die so genannte Transitmethode: Ähnlich wie beim Venustransit im Juni 2012 zieht auch ein Exoplanet manchmal im Sichtfeld der Erde genau vor seinem Mutterstern vorbei und verdeckt ihn teilweise. Deswegen verringert sich die Helligkeit des Sterns geringfügig. Tritt diese Schwankung periodisch auf und es lassen sich andere Störquellen ausschließen, so können Wissenschaftler Planeten in diesen Sternsystemen nachweisen. Aus den Daten ergeben sich dann sowohl die Umlaufperiode des Planeten um sein Zentralgestirn als auch die Masse des Sterns. Aus der Helligkeitsabnahme lässt sich die Größe und die Umlaufbahn des Planeten ermitteln. Mit dieser Methode können auch Doppelsternsysteme entdeckt werden, da sich auch hier die beiden Himmelskörper regelmäßig bedecken und Kepler die resultierende Helligkeitsänderung registriert.

Jerome Orosz und seine Kollegen stießen nun auf das System Kepler-47: Es besteht aus einem Doppelstern und zwei Planeten. Der Doppelstern setzt sich aus einem sonnenähnlichen Stern und einem um zwei Drittel kleineren Stern zusammen, die sich einander mit einer Umlaufdauer von 7,45 Tagen umkreisen. In einem Zeitraum von zweieinhalb Jahren konnte Kepler 18 Transite des inneren und 3 Transite des äußeren Planeten beobachten. Der innere Planet Kepler-47 b benötigt für eine Umrundung der Doppelsterne 49,5 Tage, während der äußere Planet Kepler-47 c diese alle 303,2 Tage umkreist.

Kepler-47 b hat einen Radius von rund drei Erdradien. Da seine Masse nicht bekannt ist, ist es allerdings nicht möglich, herauszufinden, ob es sich um einen felsigen oder einen Gasplaneten handelt.

Kepler-47 c hingegen ist mit rund 4,6 Erdradien ein wenig größer als Uranus in unserem Sonnensystem. Seine Masse ist ebenfalls nicht bekannt. Aufgrund der sich umrundenden Doppelsterne ist er einer veränderlichen Bestrahlung ausgesetzt. Ihr durchschnittlicher Wert beträgt rund 87,5 Prozent der auf die Erde einfallenden Sonnenstrahlung – und das bedeutet, dass der äußere Planet von Kepler-47 in der habitablen Zone liegt, jenem Bereich um einen Stern, in dem es wegen der dort herrschenden Temperaturen flüssiges Wasser geben kann. Die Autoren des Artikels vermuten, dass Kepler-47 c ein Gasriese ist und deshalb für Leben ungeeignet sei. Sie schreiben aber auch, dass ein möglicher großer Mond dieses Planeten ein sehr interessantes Forschungsobjekt darstellen würde.

Wahrscheinlich haben sich die beiden Planeten weit entfernt von ihrer jetzigen Position gebildet und sind erst danach aufgrund von Wechselwirkungen mit der Staubscheibe des jungen Sternsystems nach innen gewandert. Trotz der relativ dynamischen und chaotischen Bedingungen in der Region um einen Doppelstern ist es also möglich, dass dort stabile Planetensysteme existieren können.

© Sterne und Weltraum
Das Doppelsternsystem Kepler-47
© NASA, JPL / Caltech, Tim Pyle

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