Immer wieder erstaunt die Vielfalt von Exoplanetensystemen. Das System TOI-201 bildet hierbei keine Ausnahme. Etwa 366 Lichtjahre von uns entfernt im südlichen Sternbild Maler (lateinisch: Pictor) wird der Stern des Spektraltyps F von drei sehr unterschiedlichen Begleitern umkreist. Ihre Bahnen um das Zentralgestirn verändern ihre räumliche Lage so schnell, dass in rund 200 Jahren einer der Begleiter von der Erde aus gesehen nicht mehr vor seinem Stern durchziehen wird. Normalerweise dauern solche markanten Bahnänderungen einige Millionen Jahre – im Sternsystem TOI-201 müssen demnach besondere Bedingungen herrschen. Was geht hier vor sich?

Dieser Frage widmet sich ein Forschungsteam um Ismael Mireles von der University of New Mexico in Albuquerque, welches das System im Detail untersuchte. Es veröffentlichte seine Erkenntnisse in der Fachzeitschrift »Science Advances«. Der Stern TOI-201 weist die 1,32-fache Masse unserer Sonne auf und erreicht ihre 2,6-fache Leuchtkraft. Mit einer Oberflächentemperatur von 6400 Grad Celsius ist er circa 900 Grad Celsius heißer als unser Tagesgestirn. TOI steht für »TESS Object of Interest«; das System fiel in den Messdaten des Exoplanetenteleskops TESS, des Transiting Exoplanet Sky Satellite, auf.

Am nächsten zum Stern befindet sich der Planet TOI-201 d. Er ist eine sogenannte Super-Erde, also ein felsiger Planet mit dem 1,4-fachen Erddurchmesser und dem Sechsfachen ihrer Masse. Er benötigt lediglich 5,85 Tage für einen Umlauf, sein Jahr ist also extrem kurz. Wegen seiner großen Nähe zum Zentralgestirn ist er sehr heiß und für Leben, wie wir es kennen, denkbar ungeeignet. Weiter außen zieht TOI-201 b seine Runden, er ist ein Gasplanet mit etwa der Hälfte der Jupitermasse. Er benötigt nur 53 Tage für einen Umlauf und ist ebenfalls recht heiß, er wird zur Klasse der »Warmen Jupiter« gezählt. Den bisher bekannten Abschluss des Systems nach außen bildet TOI-201 c, ein Brauner Zwerg mit der 15,7-fachen Masse von Jupiter. Er ist erheblich weiter vom Zentralgestirn entfernt als die beiden Exoplaneten und benötigt 7,9 Jahre für einen Umlauf. Die Buchstabenbezeichnungen für die Begleiter werden in der Abfolge ihrer Entdeckung vergeben, nicht nach ihrem Abstand zum Stern.

Alle drei Begleiter umrunden TOI-201 auf ausgeprägt elliptischen Bahnen. Die Bahn des Braunen Zwergs zum Beispiel weist eine Exzentrizität von e = 0,65 auf, sodass seine Abstände zum Stern und den inneren Planeten sehr variabel sind. Aufgrund seiner Masse und der damit einhergehenden starken Gezeitenwirkung nimmt der Braune Zwerg erheblichen Einfluss auf die räumliche Ausrichtung der Bahnen seiner Nachbarn um das Zentralgestirn. In rund 200 Jahren wird aus unserer Perspektive der innerste Planet nicht mehr vor der Scheibe seines Sterns vorbeiziehen, einige Hundert Jahre später wird auch der Warme Jupiter nicht mehr vor seinem Stern zu sehen sein. Noch später ist dann auch der Braune Zwerg nicht mehr im Transit zu beobachten. Es wird dann einige Tausend Jahre dauern, bis alle Begleiter ihr Spiel wiederholen.