Sonnenzwilling mit Planet

Astronomen haben mit dem HARPS-Planetenjäger der ESO in Chile und weiteren Teleskopen drei Planeten um Sterne im Sternhaufen Messier 67 entdeckt. Obwohl die Existenz von mehr als tausend Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bestätigt ist, wurde bislang nur eine Handvoll in Sternhaufen gefunden. Bemerkenswerterweise kreist einer dieser neuen Exoplaneten um einen Stern, der zu den seltenen Sonnenzwillingen zählt – Sternen, die in all ihren Eigenschaften fast identisch mit der Sonne sind.

Mittlerweile weiß man, dass Planeten um Sterne außerhalb unseres Sonnensystems sehr häufig sind. Diese Exoplaneten um Sterne verschiedenen Alters und unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung sind über den gesamten Himmel verstreut. Jedoch hat man bisher nur sehr wenige Planeten innerhalb von Sternhaufen gefunden. Das ist unerwartet, da die meisten Sterne in solchen Sternhaufen geboren werden. Um diesen seltsamen Mangel zu erklären, haben sich Astronomen daher die Frage gestellt, ob die Planetenentstehung in Sternhaufen irgendwie anders verläuft.

Anna Brucalassi vom MPI für Extraterrestrische Physik in Garching und ihr Team wollten mehr herausfinden: „Im Sternhaufen Messier 67 haben alle Sterne etwa das gleiche Alter und die gleiche chemische Zusammensetzung wie die Sonne. Dies macht sie zu einem perfekten Fallbeispiel, um zu untersuchen, wie viele Planeten in so einer bedrängten Umgebung entstehen und ob sie eher um massereichere oder masseärmere Sterne zu finden sind.“

Die Gruppe nutzte dafür das HARPS-Instrument zur Planetensuche am 3,6-Meter Teleskop der ESO am La-Silla-Observatorium. Dessen Ergebnisse ergänzten sie durch Beobachtungen von einigen anderen Observatorien rund um die Welt. Sie beobachteten sorgfältig 88 ausgesuchte Sterne in Messier 67 über einen Zeitraum von sechs Jahren nach winzigen verräterischen Bewegungen der Sterne, die auf die Präsenz von Planeten in der Umlaufbahn hindeuten. Der Sternhaufen Messier 67 befindet sich etwa 2500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Krebs und enthält etwa 500 Sterne. Viele der Sterne im Sternhaufen sind leuchtschwächer als die normalerweise zur Planetensuche anvisierten Sterne. Der Versuch, hier das schwache Signal von möglichen Planeten zu detektieren, hat HARPS an seine Grenzen gebracht.

Drei Planeten konnten die Astronomen finden, zwei um einen sonnenähnlichen Stern und einer um einen massereichen, weit entwickelten Roten Riesenstern. Die ersten beiden Planeten haben jeweils etwa ein Drittel der Jupitermasse und umkreisen ihren Mutterstern in sieben bzw. fünf Tagen. Der dritte Planet benötigt 122 Tage für einen Umlauf um seinen Mutterstern und ist massereicher als Jupiter.

Der erste dieser Planeten kreist um einen bemerkenswerten Stern – es handelt sich dabei um einen nahezu perfekten Sonnenzwilling, einen der sonnenähnlichsten Sterne überhaupt. Der Stern ist der erste Zwillingsstern der Sonne in einem Sternhaufen, bei dem überhaupt je ein Planet gefunden wurde. Zwei der drei Planeten sind sogenannte Heiße Jupiter – Planeten, die bezüglich ihrer Größe mit dem Jupiter vergleichbar sind, sich aber viel näher an ihrem Mutterstern aufhalten und daher viel heißer sind. Alle drei Planeten befinden sich zu nahe an ihren Muttersternen, um in der habitablen Zone zu liegen, in der flüssiges Wasser existieren könnte.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Planeten in offenen Sternhaufen in etwa so häufig vorkommen wie bei isolierten Sternen – sie sind aber nicht einfach zu finden“, fügt Luca Pasquini von der ESO in Garching hinzu. „Die neuen Ergebnisse stehen im Kontrast zu früheren Arbeiten, die daran gescheitert sind, Planeten in Sternhaufen zu finden. Sie stimmt jedoch mit einigen anderen neueren Beobachtungen überein. Wir werden diesen Sternhaufen weiter beobachten, um herauszufinden, wie sich Sterne mit und ohne Planeten in ihrer Masse und chemischen Zusammensetzung unterscheiden.“

ESO / DE