Astronomie Forscher aus Jena untersuchen Exoplaneten zwischen mehreren Sonnen
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17. April 2024, 12:28 Uhr
Ein Forschungsteam der Universität Jena hat einen Blick auf die Sterne von extrasolaren Planeten geworfen und dabei einige Sternsysteme mit Begleitsternen entdeckt. Sogar Dreifach-Systeme und einige braune Zwerge waren dabei.
Die Erforschung des Universums hat bisher über 5.000 Exoplaneten nachgewiesen. Die meisten von ihnen umkreisen einen einzelnen Stern. Es gibt auch einige extrasolare Planeten, die Teil eines Mehrfachsternsystems sind. Genau diese fremden Welten wurden von einem Forschungsduo des Astrophysikalischen Instituts der Universität Jena untersucht.
Markus Mugrauer und Kai-Uwe Michel wollten herausfinden, wie viele der inzwischen bekannten Exoplaneten-Muttersterne einen oder sogar mehrere Begleitsterne besitzen. Zudem haben sie den gravitativen Einfluss der Mehrfachsysteme auf die Eigenschaften der Planetensysteme untersucht.
Dafür haben sie die neuesten Beobachtungsdaten des Weltraumteleskops Gaia der europäischen Raumfahrtagentur Esa ausgewertet. Bei mehr als 2.200 Planeten-Muttersternen haben sie Hunderte Begleitsterne neu entdeckt – wurden also bei etwa jedem fünften Mutterstern fündig. Gleichzeit stieg damit auch die Anzahl an bekannten Exoplaneten, die sich in Mehrfachsternsystemen befinden.
Sehr unterschiedliche Begleitsterne entdeckt
Die Spanne des Abstandes zwischen Begleitstern und Mutterstern erstreckte sich von wenigen astronomischen Einheiten (AE) bis zu 10.000 AE. Eine astronomische Einheit entspricht etwa 150 Millionen Kilometer – dem mittleren Abstand der Erde zur Sonne.
Es gibt auch eine breite Differenz bei der Masse der detektierten Begleitsterne. Einige von ihnen besitzen ungefähr acht Prozent der Masse unserer Sonne. Andere wiesen bis zu 2,4 Sonnenmassen auf.
Mugrauer und Michel kommen in ihrer Studie zu dem Schluss, dass die entdeckten Mehrfachsternsysteme mit Exoplaneten überwiegend Doppelsterne sind. In vier der untersuchten Doppelsterne wurden Exoplaneten um jeden der beiden Sterne dieser Systeme gefunden. Einige Muttersterne haben sogar zwei Begleitsterne, die gemeinsam ein hierarchisches Dreifachsternsystem bilden.
Planeten in Mehrfachsternsystemen haben im Mittel eine neunmal höhere Masse als Einzelsternplaneten. Einen wesentlichen Einfluss darauf haben die gravitativen Störeinflüsse des Begleitsterns. Je stärker dieser Kräfte sind, desto höher ist auch die Planetenmasse, heißt es in einer Pressemitteilung vom 17. Januar 2024.
Die Gravitationskräfte des Begleitsterns erhöhen zudem die Bahn-Exzentrizität von Planeten in diesen Sternsystemen. "Es zeigte sich, dass diejenigen Exoplaneten mit den größten Bahn-Exzentrizitäten alle in Mehrfachsternsystemen zu finden sind", erklärt Mugrauer.
Ebenfalls braune Zwerge entdeckt
Zudem hat das Duo eine Reihe von braunen Zwergen (sub-stellaren Objekten) entdeckt, die den Planeten-Mutterstern begleiten. Braune Zwerge sind weder richtige Planeten noch Sterne, sie haben eine Zwischenstellung inne. Ihre Masse ist geringer als 75 Jupitermassen, und damit können sie im Inneren keine Wasserstofffusion antreiben und zu einem Stern werden.
Durchschnittlich wächst auch die Masse der braunen Zwerge an, wenn die gravitativen Störeinflüsse ihres Begleitsterns zunehmen. Das Forschungsduo konnte mit der aktuellen Untersuchung der Gaia-Daten somit einige neue Entdeckungen in unserem Universum machen.
Links/Studien
Die Studie erschien am 7. November 2023 in der Fachzeitschrift Astrophysiker im Fachmagazin Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Gaia search for (sub)stellar companions of exoplanet hosts (Gaia-Suche nach (sub)stellaren Begleitern von Exoplaneten-Wirten).
Zur Pressemitteilung der Friedrich-Schiller-Universität Jena vom 17. Januar 2024.
pk
