Planeten in einem exotischen Doppelsternsystem

Eine Forschergruppe um Stephen Potter am South African Astronomical Observatory fand Hinweise auf zwei Planeten, die einen ungew�hnlichen Doppelstern umkreisen. Der eine Partner dieses exotischen Doppelsystems ist ein roter Zwergstern mit nur etwa einem Siebtel der Masse unserer Sonne. Die zweite Komponente, ein sogenannter Wei�er Zwerg, ist mit 70 Prozent der Masse unserer Sonne deutlich schwerer, daf�r aber deutlich kleiner: Er ist etwa nur so gro� wie unsere Erde. Beide Partner umkreisen sich in ausgesprochen engem Abstand: Ein Umlauf um den gemeinsamen Schwerpunkt dauert 127 Minuten, also wenig mehr als zwei Stunden.

Der kompakte Wei�e Zwerg dominiert das System. Er verf�gt �ber ein extrem starkes Magnetfeld, und er hat damit seinen etwas gr��eren, aber leichteren Partner in eine synchrone Rotation gezwungen. Hei�es Gas, das aus der Oberfl�che des roten Zwergsterns abstr�mt, wird durch die starke Schwerkraft des Wei�en Zwergs zu diesem her�bergezogen, str�mt dann entlang der Magnetfeldlinien weiter und st�rzt in Richtung der Oberfl�che des kompakten Wei�en Zwergs. Dabei wird das Material extrem komprimiert und aufgeheizt, so dass es intensive R�ntgenstrahlung aussendet.

Als in den 1980er Jahren die europ�ische Raumfahrtbeh�rde ESA ihr erstes R�ntgenobservatorium namens EXOSAT in eine Erdumlaufbahn brachte, entdeckten die Astronomen dieses Doppelsternsystem als R�ntgenquelle. Bereits zuvor war es als ver�nderlicher Stern bekannt: Von der Erde aus gesehen bedecken sich beide Komponenten bei ihren Uml�ufen um den Systemschwerpunkt in regelm��igen Abst�nden. Dadurch variiert die Helligkeit des Systems periodisch. In astronomischen Katalogen ist das Doppelsternsystem als UZ Fornacis bekannt. Es befindet sich im Sternbild Chemischer Ofen (lateinisch: Fornax) am s�dlichen Sternhimmel.

Das Forscherteam um Stephen Potter untersuchte nun UZ Fornacis genauer mit dem South African Large Telescope (SALT), einem Teleskop mit elf Meter Spiegeldurchmesser, das vor allem spektroskopischen Untersuchungen dient. Zus�tzlich werteten die Wissenschaftler Archivdaten aus 27 Jahren aus, um das Doppelsternsystem noch besser zu charakterisieren. Unter anderem analysierten sie die gegenseitigen Bedeckungen und stellten dabei fest, dass sich UZ Fornacis nicht exakt an das Drehbuch h�lt. Vielmehr weichen die periodischen Bedeckungen im Zeitraum von mehreren Jahren um bis zu 60 Sekunden von den vorhergesagten Zeiten ab.

Diese Abweichungen sind es nun, die auf das Vorhandensein von mindestens zwei Planeten hoher Masse hinweisen. Ihre Schwerkraft w�rde die Bewegung der beiden Zwergsonnen umeinander beeinflussen. Aus den beobachteten Daten leiteten die Astronomen nun die Eigenschaften der beiden hypothetischen Planeten ab. Demzufolge umkreist der eine sein doppeltes Zentralgestirn in einem Abstand von 2,8 Astronomischen Einheiten, also dem 2,8-fachen Abstand der Erde von unserer Sonne. Ein Umlauf dauert 5,3 Jahre, und die Masse des Planeten betr�gt mindestens 7,7 Jupitermassen. Der zweite Planet umrundet die Zentralgestirne in einem Abstand von 5,9 Astronomischen Einheiten (vergleichbar der Entfernung des Planeten Jupiter zur Sonne) in 16 Jahren. Seine Masse betr�gt mindestens 6,3 Jupitermassen.

Potter und seine Kollegen ver�ffentlichten ihre Arbeit im September 2011 in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Sie betonen, dass noch weitere Planeten in diesem exotischen Doppelsternsystem vorhanden sein k�nnten.

Quelle: Sterne und Weltraum, November 2011, S. 14