Ein enger Doppelstern am Himmel eines lebensfreundlichen Planeten – das ist ein beliebtes Motiv für SF-Illustrationen, nicht zuletzt durch die Wüstenwelt Tatooine der Star-Wars-Saga. Aber sind erdähnliche Planeten in solchen Systemen überhaupt möglich? „Die Entstehung von Gesteinsplaneten um zwei eng benachbarte Sterne ist schwierig“, erläutert Jay Farihi vom University College London in Großbritannien. „Die Schwerkraft der beiden Sterne zerrt in unterschiedliche Richtungen und verhindert so, dass Staub und kleine Gesteinsbrocken größere Körper bilden.“
Abb.: So könnte es aussehen: Künstlerische Darstellung von Asteroiden und Staub um das Doppelsystem aus weißem und braunem Zwerg. (Bild: M. Garlick, U. Warwick / U. Sheffield)
Zwar hat insbesondere das Weltraumteleskop Kepler inzwischen bei vielen engen Doppelsternen Planeten aufgespürt. Doch es handelt sich durchweg um Planeten ähnlich Neptun oder Jupiter in unserem Sonnensystem, also um Gasriesen, die jenseits der „Schneegrenze“ entstanden sind, wo reichlich flüchtige Stoffe zur Verfügung standen. Kleinere Gesteinsplaneten, die innerhalb der „Schneegrenze“ entstehen, also näher an den beiden Sternen, waren bislang nicht unter den Entdeckungen.
Farihi und seine Kollegen Steven Parsons von der Universidad de Valparaiso in Chile und Boris Gänsicke von der University of Warwick im britischen Coventry berichten jetzt über neue Beobachtungen des etwa tausend Lichtjahre entfernten weißen Zwergs SDSS 1557. Der Stern zeigt sowohl einen signifikanten Infrarot-Exzess durch etwa 1100 Kelvin warmen Staub, der sich vermutlich in einer Trümmerscheibe um den Stern verteilt, als auch eine „Verschmutzung“ seiner Atmosphäre durch schwere Elemente, darunter Silizium und Magnesium. Beides sind typische Hinweise auf Überreste von Gesteinsplaneten und Asteroiden – und keineswegs ungewöhnlich für isolierte weiße Zwerge, da vermutlich die meisten Einzelsterne sowohl von Gesteinsplaneten als auch von Gasplaneten umkreist werden.
Doch bei ihren Beobachtungen mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte und dem US-amerikanischen Gemini South Telescope stießen Farihi und seine Kollegen jetzt auf die zusätzliche Strahlung eines weiteren Objekts: Überdeckt von der Strahlung des Staubs verbarg sich dort ein brauner Zwerg, der den weißen Zwerg auf einer engen Bahn alle 2,27 Stunden umrundet. Braune Zwerge sind substellare Himmelskörper, deren Masse nicht ausreicht, um in ihrem Inneren dauerhaft eine Kernfusion von leichtem Wasserstoff zu Helium anzutreiben. Die Massengrenze hierfür liegt beim 75-fachen der Jupitermasse. Bis hinab zum 13-fachen der Jupitermasse können substellare Himmelskörper jedoch Energie aus der Fusion von Deuterium zu Helium gewinnen.
Die Entdeckung dieses Begleiters war für die drei Astronomen eine große Überraschung. „Wir kennen zwar Tausende von Doppelsternen, die SDSS 1557 ähneln“, sagt Parsons, „doch dies ist der erste, bei dem wir Asteroiden-Trümmer und eine Verschmutzung der Atmosphäre sehen.“ Damit haben Farihi, Parsons und Gänsicke erstmals einen deutlichen Hinweis darauf gefunden, dass auch um enge Doppelsterne erdähnliche Gesteinsplaneten entstehen können. Die Forscher wollen nun weitere, ähnliche Systeme untersuchen um die Frage zu beantworten, wie häufig es bei engen Doppelsternen erdähnliche Planeten gibt.
Rainer Kayser
RK
