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News: Wenn Planeten kollidieren

Beim Stern BD+20 307 im Sternbild Widder stieß ein Forscherteam um Benjamin Zuckermann an der University of California auf Hinweise auf einen Zusammenstoß zweier Planeten. Das Team setzte den Röntgensatelliten Chandra und erdgebundene Teleskope ein, um den Stern im Detail zu untersuchen.

Als erste Überraschung entpuppte sich der rund 300 Lichtjahre von uns entfernte BD+20 307 als ein enges Doppelsternsystem aus zwei sonnenähnlichen Komponenten, die innerhalb von 3,5 Tagen ihr gemeinsames Schwerezentrum umrunden. Dann stießen die Forscher in Infrarotdaten auf einen starken Überschuss an Infrarotstrahlung um beide Sterne.

Der Infrarotüberschuss belegt die Anwesenheit großer Mengen von etwa 200 Grad Celsius warmen Staub in der Nähe der Sterne. Der Staub befindet sich dabei in einer Scheibe, die beide Sterne umgibt. Normalerweise wäre dies ein Hinweis auf junge wenige Millionen Jahre alte Sterne, die noch von der Akkretionsscheibe aus ihrer Entstehungszeit umgeben sind und in der sich Planeten bilden können.

Umso überraschter waren aber die Forscher, als sie bei Spektraluntersuchungen feststellten, dass beide Sterne mehrere Milliarden Jahre alt sind. Nach einer so langen Zeit wäre aber der Staub durch Sternwind und Strahlungsdruck weggefegt worden, dennoch befindet sich in der näheren Umgebung von BD+20 307 mindestens eine Million Mal mehr Staub als in unserem Sonnensystem. Er hält sich hauptsächlich in einer Entfernung von rund einer Astronomischen Einheit (AE) von den Sternen auf, rund 150 Millionen Kilometer von BD+20 307 entfernt.

Wo aber kommen diese Staubmengen her? Das Forscherteam vermutet, dass vor weniger als einer Million Jahre zwei Planeten von etwa Erdgröße miteinander kollidierten und dabei völlig zerstört wurden. Ihre Trümmer umrunden nun die Sterne in einer Scheibe.

Wie aber kann es nach einer so langen Zeit, in der die Planeten für mehrere Milliarden Jahre ihre Sterne umrundeten, noch zu einer Planetenkollision kommen? In unserem Sonnensystem finden sich Hinweise auf solch gewaltsame Ereignisse nur aus der frühesten Urzeit vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Bei der Erde wird angenommen, dass sie wenige Millionen Jahre nach ihrer Bildung mit einem etwa marsgroßen Himmelskörper zusammenstieß. Als Folge dieser gigantischen Kollision entstand unser Mond.

Auch der sonnennächste Planet Merkur könnte eine Kollision hinter sich haben, denn er besitzt im Vergleich zu seinem Durchmesser einen riesenhaften Eisenkern. Hier wird vermutet, dass durch eine Kollision der größte Teil des Gesteinsmantels weggesprengt wurde und das abgschlagene Material wohl in die Sonne stürzte.

Der Fall von BD+20 307 wirkt aber, als würde sich in unserem Sonnensystem jetzt nach Milliarden von Jahren die Erde auf den Weg machen, um mit der Venus zu kollidieren. Zum Glück gibt es aber keinerlei Hinweise auf eine derartige Tendenz. Was aber hat das Planetensystem von BD+20 307 so durcheinandergebracht?

Störungen durch das veränderliche Schwerefeld des Doppelsterns lassen sich ausschließen, denn das Paar steht so eng beieinander, dass sie im Abstand der Staubscheibe wie ein einzelner Stern auf eventuelle Begleiter wirken.

Die Astronomen vermuten nun, dass es im System BD+20307 noch eine dritte stellare Komponente geben könnte, welche die beiden Sterne in einer sehr exzentrischen Umlaufbahn mit sehr langer Umlaufperiode umkreist. Dabei könnte es sich um einen massearmen Stern oder einen Braunen Zwerg handeln. Dieser könnte mit seiner Schwerkraft über sehr lange Zeiträume hinweg allmählich die Umlaufbahn eines Planeten destabilisieren, so dass es schließlich zur Kollision kommt.

Bislang gelang es aber dem Team nicht, innerhalb eines Bereichs von 20 AE um die beiden Sterne einen weiteren Himmelskörper ausfindig zu machen. Nun möchten die Forscher das Umlaufverhalten der beiden Sterne von BD+20 307 mit sehr hoher Genauigkeit verfolgen, um vielleicht den störenden "Killerstern" durch seine Schwerkraftwechselwirkung entlarven zu können.

Tilmann Althaus

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