Sonnenzwilling ist ein Planetenfresser

Planetarer Todesfall: Astronomen haben einen sonnenähnlichen Stern entdeckt, der mindestens einen seiner Planeten verschlungen haben muss. Darauf deutet unter anderem ein starker Überschuss an Lithium im 300 Lichtjahre entfernten Sonnenzwilling hin. Wahrscheinlich stürzte der Planet in diesen Stern, als er und seine Artgenossen weiter nach innen wanderten – ähnlich wie es Jupiter in unserem Sonnensystem einst tat.

Dass es in Planetensystemen gefährlich zugehen kann, davon zeugt auch unser Sonnensystem: Unsere Erde erlebte eine gewaltige Kollision, aus der der Mond entstand und auch dieser hat enorme Einschläge hinter sich. Astronomen vermuten zudem, dass der Gasriese Jupiter viel weiter außen entstand und erst allmählich nach innen wanderte.

Spurensuche bei einem Sonnenzwilling

Eine solche Wanderung von Planeten kann aber auch schrecklich schief gehen, wie nun der Fall des Sonnenzwillings HIP 68468 belegt. Dieser sonnenähnliche Stern liegt rund 300 Lichtjahre von uns entfernt und ist mit sechs Milliarden Jahren ein wenig älter als unsere Sonne. Auf den ersten Blick scheint dieser Stern unauffällig und eher inaktiv.

Doch als Jorge Meléndez von der Universität Sao Paulo und seine Kollegen diesen Stern näher untersuchten, fanden sie Überraschendes. Denn der Stern besitzt nicht nur zwei Planeten, seine chemische Zusammensetzung passt auch nicht zu den gängigen Modellen der Sternenentwicklung. Entdeckt haben die Forscher dies mit Hilfe des HARPS-Spektrographen am 3,6 Meter Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile.

Anomalien bei den Planeten

Der erste Fund erscheint zunächst wenig erstaunlich: Der Sonnenzwilling HIP 68468 wird von zwei Planeten sehr nah umkreist. Einer der beiden ist ein Super-Neptun mit 26 Erdmassen und einer Umlaufzeit von rund 194 Tagen. Der zweite Planet jedoch ist deutlich kleiner und näher am Stern: Er hat knapp die dreifache Masse der Erde und benötigt nur 1,8 Tage für einen Umlauf, wie die Forscher berichten. Damit handelt es sich um eine heiße Supererde.

Das Interessante daran: Der Gasriese ist seinem Stern eigentlich zu nah, um vor Ort entstanden zu sein, so die Forscher. Stattdessen muss er – wie einst unser Jupiter – eine Wanderung nach innen hinter sich haben. Auffallend an diesem System ist auch, dass die eng am Stern kreisende Supererde einen exzentrischeren Orbit besitzt als für solche Planeten üblich.

Verräterisch viel Lithium

Der zweite, überraschende Fund könnte für diese Anomalien eine Erklärung liefern. Denn als die Astronomen anhand des Lichtspektrums die Zusammensetzung von HIP 68468 untersuchten, fanden sie eine weitere Abweichung: Der Stern enthält viermal so viel Lithium wie für einen Sonnenzwilling seines Alters typisch. Auch andere schwerere Elemente waren häufiger vorhanden als erwartet.

„Lithium wird von sonnenähnlichen Sternen nicht produziert, sondern sein Gehalt nimmt mit dem Alter ab“, erklären Meléndez und seine Kollegen. „Das Übermaß am Lithium bei stammt daher wahrscheinlich aus einer externen Verunreinigung.“ Mögliche Quellen von Lithium und den anderen Elementen können in solchen Fällen Meteoriten oder andere in den Stern stürzende Himmelskörper sein.

Stern verschlang sechs Erdmassen

Wie die Astronomen ausrechneten, muss die ferne Sonne jedoch rund sechs Erdmassen an Gestein aufgenommen haben, um so viel Lithium anzusammeln. Mit anderen Worten: Der Stern HIP 68468 muss mindestens einen Planeten verschlungen haben. „Das ist, als wenn wir eine Katze im Vogelkäfig finden, die noch gelbe Federn am Maul kleben hat – die Vermutung, dass sie den Kanarienvogel auf dem Gewissen hat, liegt nahe“, kommentiert Debra Fisher von der Yale University.

Wahrscheinlich ereignete sich dieser planetare „Todesfall“, als die Planeten des Sonnenzwillings nach innen wanderten. „Diese Migration könnte innere Planeten zum Stern gedrängt haben – und das führte zu einem Verschlingen des Planeten und zu den chemischen Veränderungen des Sterns“, sagen Meléndez und seine Kollegen. Die nur 0,03 astronomische Einheiten vom Stern entfernte Supererde HIP 68468b könnte in Zukunft dieses Schicksal teilen.

HIP 68468 demonstriert damit, dass solche planetaren Unglücksfälle auch bei Sonnenzwillingen durchaus möglich sind. „Unsere Entdeckung zeigt, dass gewaltsame Ereignisse in Planetensystemen sogar häufig sein könnten“, sagt Koautor Jacob Bean von der University of Chicago. Die Astronomen wollen nun auch bei anderen Sternen nach den verräterischen chemischen Signalen für verschlungene Planeten suchen. (Astronomy and Astrophysics, in press; arXiv:1610.09067)

(Astronomy and Astrophysics, 19.12.2016 – NPO)