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Himmelskörper: Ein Exoplanet mit drei Sonnen

Gleich drei Sonnen stehen am Himmel des Exoplaneten HD 131399AB im Sternbild Zentaur. Der Planet wurde mit dem Instrument SPHERE direkt abgebildet und umrundet den massereichsten der drei Sterne.
Künstlerische Darstellung des extrasolaren Planeten HD 131399Ab im Sternbild ZentaurLaden...

Gut 320 Lichtjahre von uns entfernt im südlichen Sternbild Zentaur umrundet ein Gasplanet gemächlich sein Zentralgestirn mit der Katalognummer HD 131399. Allerdings ist dieses nicht allein, sondern Teil eines Systems aus gleich drei Sternen. Einer Forschergruppe um Kevin Wagner an der University of Arizona in Tucson gelang es, mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile nicht nur das System in seine drei Komponenten aufzulösen, sondern auch den Exoplaneten direkt abzubilden. Dazu wurde das Präzisionsinstrument SPHERE eingesetzt, das erst kürzlich in Betrieb genommen wurde. Das Ungewöhnliche an diesem Planeten ist nicht nur, dass er sich in einem Dreifachsternsystem befindet, sondern dass er seine Sonne mit der Katalognummer HD 131399A in einem großen Abstand umrundet, der etwa der 82-fachen Distanz Erde-Sonne entspricht. Dies ist nur ein Näherungswert, da wir die räumliche Orientierung seiner Umlaufbahn um den Stern nicht kennen. Der Exoplanet trägt die Bezeichnung HD 131399Ab, wobei das kleine "b" auf den Status als nicht stellarer Begleiter des Sterns "A" im System HD 131399 hinweist.

Das Dreifach-Sternsystem HD 131399 mit Exoplanet (Aufnahme des SPHERE-Instruments)Laden...
Das Dreifachsternsystem HD 131399 mit Exoplanet | Mit dem Kamerasystem SPHERE am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile wurde das Dreifachsternsystem HD 131399 in seine Komponenten aufgelöst, zudem ließ sich der Exoplanet HD 131399Ab direkt abbilden. Er umrundet den massereichsten und hellsten der drei Sterne, die Komponente A oben links. Die beiden anderen Mitglieder B und C bilden ein enges Paar. Das Bild ist ein Komposit aus zwei Aufnahmen, um den im Vergleich zu den Sternen viel leuchtschwächeren Exoplaneten hervorheben zu können.

Bei diesem Exoplaneten, bei dem es sich um einen Gasriesen ähnlich Jupiter in unserem Sonnensystem handelt, können somit bis zu drei Sonnen gleichzeitig am Himmel stehen. Sein Mutterstern würde wegen der recht großen Entfernung nur noch als ein grellweißer Punkt erscheinen, immerhin ist er rund 2,7-mal so weit von seinem Zentralgestirn entfernt wie Neptun von der Sonne. Die beiden anderen Sterne, die Komponenten B und C, bilden ein enges Paar und stehen daher immer dicht beieinander. Sie strahlen deutlich schwächer, leuchten in einem eher gelblichen Licht und würden ebenfalls nur als helle Punkte zu sehen sein. Je nachdem, wo sich der Exoplanet gerade auf seiner Bahn befindet – nach den Berechnungen der Forscher benötigt er rund 550 Jahre für einen Umlauf –, kann es aber auch Zeiten ohne Nächte geben. Wenn dann das Zentralgestirn am Horizont versinkt, geht das Sternpaar auf und vertreibt die Dunkelheit.

Schemadarstellung des Sternsystems HD 131399 im Sternbild ZentaurLaden...
Das Sternsystem HD 131399 | Das System HD 131399 im Sternbild Zentaur besteht aus drei Sternen. Die Komponente A ist der massereichste und hellste Stern, und er wird von einem Exoplaneten auf weiter Bahn umrundet (rot). Die beiden leuchtschwächeren Komponenten B und C bilden einen engen Doppelstern und stehen daher immer dicht beieinander. Sie umrunden zusammen mit der Komponente A den gemeinsamen Schwerpunkt des Systems auf der blau angedeuteten Bahn.

Die Forscher um Wagner gehen davon aus, dass sich HD 131399Ab nicht mehr dort befindet, wo er einstmals entstand. Die Wissenschaftler betrachten daher drei unterschiedliche Szenarien, wie der Planet dorthin gelangt sein könnte, wo wir ihn heute sehen. Im ersten Szenario entstand der Himmelskörper in geringem Abstand zu seinem Stern und wurde kurz danach durch die Schwerkraft von anderen, gleichzeitig dort gebildeten Planeten auf seine heutige Bahn hinauskatapultiert. Bisher gelang es aber noch nicht, weitere, näher an der Komponente A befindliche Planeten aufzuspüren. Sie könnten so leuchtschwach sein, dass auch SPHERE sie nicht entdecken kann.

© ESO / L. Calçada / M. Kornmesser
Das Dreifachsternsystem HD 131399 im Sternbild Zentaur
Das rund 320 Lichtjahre von uns entfernte Sternsystem HD 131399 besteht aus drei Sonnen. Dabei wird der massereichste und größte Stern von einem Exoplaneten begleitet, der für einen Umlauf rund 550 Jahre benötigt. Die beiden kleineren und leuchtschwächeren Sterne bilden ein enges Paar und umlaufen innerhalb von mehreren tausend Jahren den Schwerpunkt des Systems gemeinsam mit dem Hauptstern.

Im zweiten Szenario entstand der Planet ursprünglich als Begleiter der Komponenten B und C. Er wurde dann durch gravitative Störungen durch einen weiteren Planeten oder das Sternpaar BC selbst zu einem Begleiter von A. Das dritte Szenario geht von einer Entstehung des Planeten aus, als das Sternsystem noch nicht seine heutige Gestalt angenommen hatte. Möglicherweise umkreist HD 131399Ab also heute nicht mehr den Stern, um den er einstmals vor rund 16 Millionen Jahren entstand. Dieses Sternalter leiteten die Astronomen anhand der spektralen Eigenschaften der drei Komponenten ab; es ist im Vergleich zu unserer rund 4,6 Milliarden Jahre alten Sonne ein sehr junges System. Wegen dieses geringen Alters ist es auch nicht ausgeschlossen, dass die Bahn des Exoplaneten auf lange Sicht instabil ist. Somit könnte er eines Tages für immer in den tiefen Raum entweichen und müsste dort im Gegensatz zu heute ein ewig dunkles Dasein fristen.

28/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 28/2016

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