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Extrasolare Planeten: Zwei Planeten um Kapteyns Stern aufgespürt

Die Herkunft von Kapteyns Stern (Grafik)

Mit hoher Wahrscheinlichkeit umkreisen Kapteyns Stern zwei Planeten des Typs Super-Erde. Der innere Planet Kapteyn b kommt auf 4,8 Erdmassen und umrundet sein Zentralgestirn, das im südlichen Sternbild Maler steht, im 0,17-fachen Abstand von der Erde zur Sonne. Dafür benötigt er 49 Tage. Kapteyn b befindet sich in der engen lebensfreundlichen oder habitablen Zone um den leuchtschwachen Roten Zwerg. Hier könnte auf der Oberfläche des Planeten bei Vorhandensein einer Atmosphäre flüssiges Wasser über lange Zeiträume stabil bleiben. Der zweite Planet, Kapteyn c weist sieben Erdmassen auf und umrundet Kapteyns Stern im 0,31-fachen Abstand von der Erde zur Sonne. Er benötigt rund 122 Tage für einen Umlauf und ist wegen seines leuchtschwachen Zentralgestirns eher eine kalte Welt.

Die Herkunft von Kapteyns Stern (Grafik)
Die Herkunft von Kapteyns Stern | Kapteyns Stern und seine beiden Planeten stammen wahrscheinlich aus einer Zwerggalaxie, die nun mit unserem Milchstraßensystem verschmolzen ist. Das große Bild zeigt die Verteilung von Sternen aus einer von unserer Galaxis durch Gezeiteneffekte zerrisssenen Zwerggalaxie.

Entdeckt wurden die beiden Planeten von einem internationalen Forscherteam um Guillem Anglada-Escudé an der Queen Mary University in London und der Universität Göttingen. Sie verwendeten das Radialgeschwindigkeits-Verfahren und setzten dafür unter anderem das Zehn-Meter-Teleskop Keck I auf dem Mauna Kea in Hawaii ein. Beim Radialgeschwindigkeits-Verfahren werden über längere Zeiträume hinweg möglichst viele Spektren des Sterns mit hoher Präzision aufgenommen. Durch den Doppler-Effekt kommt es zu geringfügigen Verschiebungen von Spektrallinien, wenn sich der Stern und seine Planeten periodisch um den gemeinsamen Schwerpunkt bewegen. Kommt dabei der Stern aus unserer Sicht ein wenig auf uns zu, so verschieben sich die Spektrallinien geringfügig zu kürzeren Wellenlängen, sie werden also blauer. Bewegt sich dagegen der Stern von uns weg, so werden die Wellenlängen geringfügig länger, also röter. Bislang gibt es keine Hinweise darauf, dass die beiden Planeten von Kapteyns Stern von uns aus gesehen vor ihrem Stern durchziehen. Somit gibt es keine Transitereignisse, die weitere Informationen über die Größe und Zusammensetzung dieser beiden Welten liefern könnten.

Kapteyns Stern wurde im Jahr 1897 vom niederländischen Astronomen Jacobus C. Kapteyn (1851 – 1922) von Südafrika aus entdeckt. Er fiel wegen seiner hohen Eigengeschwindigkeit auf, mit der er sich über den Himmel bewegt. Nach Barnards Pfeilstern ist er der zweitschnellste Stern am Himmel und verschiebt sich relativ zum Hintergrund um rund acht Bogensekunden pro Jahr. Kapteyns Stern ist nur rund 12,7 Lichtjahre von uns entfernt. Der Rote Zwerg des Spektraltyps M1 kommt auf 28 Prozent der Sonnenmasse und erreicht etwa ein Drittel des Sonnendurchmessers.

Spektrale Untersuchungen und die Analyse seiner Bewegungen relativ zur Ebene unseres Milchstraßensystems weisen darauf hin, dass Kapteyns Stern aus dem kugelförmigen Halo unserer Galaxis stammt. Er ist etwa 11,5 Milliarden Jahre alt, er hat also mehr als das doppelte Alter unseres Sonnensystems. Er war mit hoher Wahrscheinlichkeit Teil einer Zwerggalaxie, die vor einigen 100 Millionen Jahren vom Milchstraßensystem eingefangen und durch dessen Schwerkraft auseinandergerissen wurde. Dabei zogen die Gezeitenkräfte der Galaxis im Lauf der Zeit die Sterne der Zwerggalaxie in langen Sternströmen über viele 10 000 Lichtjahre hinweg auseinander. Ein möglicher Überrest des Kerns dieser Zwerggalaxie ist der Kugelsternhaufen Omega Centauri, dessen Sterne bei manchen Spurenelementen eine ähnliche Zusammensetzung aufweisen wie Kapteyns Stern. Somit könnte diese Zwergsonne ein Bote aus einer fremden Galaxis sein.

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