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Exoplaneten: Planeten in einem Doppelsternsystem entdeckt

NN Serpentis
Ein internationales Team von Astronomen hat im 1700 Lichtjahre entfernten Doppelsternsystem NN Serpentis zwei Planeten entdeckt.

NN Serpentis besteht aus einem heißen aber kleinen Weißen Zwerg und einem größeren und kälteren Stern. Sie weisen Massen von 0,1 und 0,5 Sonnenmassen auf und umkreisen sich in einer engen Umlaufbahn. Die Untersuchungen der Forscher um Klaus Beuermann von der Universität Göttingen haben gezeigt, dass die Sterne von zwei jupiterähnlichen Gasplaneten umkreist werden. Der äußere Planet mit rund sechs Jupitermassen befindet sich in einer Entfernung von sechs Astronomischen Einheiten und umrundet die Doppelsterne in 15,5 Jahren. Der innere Planet weist nur 1,6 Jupitermassen auf und braucht für einen Umlauf mit 7,75 Jahren etwa halb so lang.

Die jahrzehntelangen Messungen mit mehreren Teleskopen, darunter die zwei Instrumente der University of Texas, ermöglichten die Entdeckung dieser beiden Gasriesen. Da die Erde in derselben Ebene liegt wie das Doppelsternsystem, konnten die Wissenschaftler den Rhythmus der Sternenfinsternisse messen. Alle drei Stunden und sieben Minuten schiebt sich der große Stern von der Erde aus gesehen vor den Weißen Zwerg und dadurch erscheint das System in regelmäßigen Abständen für kurze Zeit weniger hell. Unregelmäßigkeiten in diesem Rhythmus ließen die Forscher auf die Existenz von zwei Begleitern in dem System schließen.

Unter den knapp 500 bisher bekannten Exoplaneten gibt es nur wenige in Doppelsternsystemen. Meistens bleibt in solchen Systemen wenig Platz zwischen den Sternen, wo Planeten entstehen könnten und auch die Gravitation von zwei Sternen begünstigt dies nicht. Fraglich bleibt in diesem Fall auch, ob die Gasplaneten das Endstadium des Sterns, der jetzt ein Weißer Zwerg ist, überdauert haben oder ob sie sich erst danach gebildet haben.

Die zwei Sterne waren nicht immer so eng aneinander gebunden, wie sie es heute sind. Der Stern, der vor ungefähr einer Million Jahre zum Weißen Zwerg kollabierte, wies ehemals zwei Sonnenmassen auf und war anderthalb Astronomische Einheiten von dem anderen Stern entfernt. Als das Wasserstoffbrennen in seinem Kern beendet war, blähte er sich zum Roten Riesen auf, wobei sich sein Radius von ursprünglich zwei Sonnenradien um das 300-Fache vergrößerte. Der Nachbarstern wurde von der äußeren Hülle des Roten Riesen eingeschlossen. Im Übergang vom Roten Riesen zum Weißen Zwerg verlor der Stern 75 Prozent seiner Masse. Nur der heiße Kern des ursprünglichen Sterns blieb übrig und sein nahezu unveränderter Nachbarstern umkreiste ihn nun in einer sehr engen Umlaufbahn.

Die extreme Veränderung der Masse des Sternensystems führte auch zu einer ebenso starken Änderung der Gravitation. Falls die beiden Planeten zu dieser Zeit schon existierten, muss sich auch ihre Umlaufbahn stark geändert haben. Und es ist ungewöhnlich, dass die Planeten in dieser Zeit nicht dem Schwerefeld entkommen sind und so dem Doppelsternsystem verloren gingen. Es könnte aber auch sein, dass die Planeten erst in der Phase des Sternentods entstanden sind, als der Rote Riese große Mengen an Gas und Staub an die Umgebung abgegeben hat. Letztere könnten eine massereiche protoplanetarische Scheibe gebildet haben, aus der dann die Gasriesen entstanden sind.

Barbara Wolfart

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