Astronomen entdecken Exoplanet mit zwei Sonnen

Astronomen haben rund 200 Lichtjahre von der Erde entfernt einen Planeten mit gleich zwei Sonnen aufgespürt. Der etwa saturngroße Planet umkreise ein Doppelsternsystem, berichten die Forscher im „Fachmagazin Science“. Dies sei das erste Mal, dass man einen solchen Planeten beim Vorüberwandern vor seinen Sternen beobachtet habe. „Diese Entdeckung ist erstaunlich. Wieder einmal hat sich etwas, was zuvor nur in der Science-Fiction existierte, als Realität herausgestellt“, sagt Alan Boss von der Carnegie Institution in Washington, einer der Autoren der Studie. Mit seiner Doppelsonne erinnere der Planet an den fiktionalen Planeten Tatooine aus den Filmen der Star-Wars-Reihe.

Die Astronomen entdeckten den Kepler-16b getauften Doppelstern-Planeten mit Hilfe des Weltraumteleskops Kepler der US-Raumfahrtbehörde NASA. Dieses Teleskop überwacht die Helligkeit von rund 155.000 Sternen in den Sternbildern Leier und Schwan. Beim Doppelsternsystem Kepler-16 habe man regelmäßige Abschwächungen des Lichts festgestellt, die auf die Präsenz eines dritten Objekts hindeuteten, schreiben die Wissenschaftler. Weitere Beobachtungen und die Modellierung der Daten hätten dann ergeben, dass es sich nur um einen Planeten handeln könne.

Der Planet benötige für einen Umlauf um die beiden Sterne 229 Tage, sagen die Forscher. Das sei vergleichbar der Bahn der Venus um unsere Sonne. Die beiden Zentralsterne umkreisen sich alle 41 Tage und sind deutlich kleiner und lichtschwächer als die Sonne. Die Temperatur auf der Planetenoberfläche liege daher vermutlich bei frostigen -101 bis -74 Grad Celsius. Bereits die genaue Beschreibung und Entdeckung der beiden kleinen Sterne sei bemerkenswert. „Mit dem Planeten zusammen macht dies das System zu einem echten Schatz sowohl für Exoplanetenforschung als auch für astrophysikalische Untersuchungen“, schließen Hauptautor Laurance Doyle vom SETI Institute im kalifornischen Mountain View und seine Kollegen.

Gesteinskern 40 Mal so schwer wie die Erde

Aus den Beobachtungen schließen die Astronomen, dass der neuentdeckte Planet zwar in etwa so groß ist wie der Saturn, aber eine um rund ein Drittel höhere Dichte besitzt. „Das deutet auf einen größeren Anteil von schweren Elementen hin“, sagen die Forscher. In seinem Inneren befinde sich daher wahrscheinlich ein fester Kern aus 40 bis 60 Erdmassen an Eis und Gestein. Dieser mache rund die Hälfte der Planetenmasse aus, die andere Hälfte entfalle auf die Gashülle.

Die Bahnen von Kepler-16b und den beiden Sternen liegen bis auf 0,4 Grad genau auf einer Ebene. „Diese extreme Übereinstimmung legt nahe, dass der Planet einst zusammen mit den Sternen entstand“, sagen die Astronomen. Er sei daher höchstwahrscheinlich nicht nachträglich von den beiden Sternen eingefangen worden. Zur Entstehung von Planeten in Doppelsternsystemen habe es bisher nur Theorien gegeben. Jetzt könne man erstmals ein solches System direkt beobachten und so die Theorien prüfen, schreiben die Forscher.

Per „Sternfinsternis“ entdeckt

Entdeckt wurde Kepler-16b mit der sogenannten Transitmethode. Dafür beobachten Astronomen winzigste Helligkeitsveränderungen im Licht eines Sterns, die entstehen, wenn ein zweiter Stern oder ein Planet vor dem Stern vorüberwandert. Dieser Effekt ist vergleichbar der Abdunkelung der Sonne durch den Mond bei einer Sonnenfinsternis, aber sehr viel schwächer.

Bei einem Doppelsternsystem registriere man normalerweise zwei solcher Vorüberläufe, eine für jeden Stern. Doch bei Kepler-16 habe man vier regelmäßig auftretende Abdunkelungen beobachtet, berichten die Astronomen. Das belege, dass dort ein weiteres Objekt existierte, das nicht nur einen der Sterne, sondern alle beide umkreise. Weitere Messungen hätten dann Rückschlüsse über Masse, Größe und Dichte des Planeten ermöglicht. (Science, 2011; 10.1126/science.1210923)

(Science, 16.09.2011 – NPO)