Gestern wurde die Entdeckung des ersten erdähnlichen extrasolaren Planeten bekanntgegeben. Das ist ein großartiges Ergebnis – aber Exoplaneten sind prinzipiell eine tolle Sache und darum möchte ich heute über ein Thema schreiben, mit dem ich mich früher mal beschäftigt habe: extrasolare Planeten in Doppelsternsystemen.

Wir haben ja nur einen Stern – unsere Sonne (vermutlich; es besteht eine sehr kleine Chance, dass die Sonne noch einen bisher unentdeckten Begleitstern hat). Aber eigentlich sind einzelnen Sterne eine Ausnahme. Man nimmt an, dass mindestens die Hälfte aller Sterne sich in Doppel- bzw. Mehrfachsternsystemen befinden. Das liegt an der Entstehungsgeschichte: wenn eine Gaswolke kollabiert und daraus ein Stern entsteht, dann ist die Chance groß, dass dadurch auch in der unmittelbaren Nachbarschaft ein Kollaps ausgelöst wird und ein zweiter Stern entsteht.

Es ist also nicht verwunderlich, dass sich die Exoplanetenforscher auch Gedanken über Planeten in solchen Mehrfachsternsystemen machen. Aber wie sieht es denn nun aus: kann es dort überhaupt Planeten geben? Ich habe letztens über ein Buch von Harald Lesch und Jörn Müller berichtet, in dem behauptet wurde, dass die Planetenbahnen dort sehr kompliziert wären und mögliche Planeten ungeeignet für die Entstehung von Leben.

Nun, beides stimmt nicht.

Planetenbahnen in Doppelsternsystemen

Schon 1977, lange bevor der erste extrasolare Planet tatsächlich entdeckt wurde, hat sich Robert Harrington mit dem Problem der Planetenbahnen in Doppelsternsystemen beschäftigt und festgestellt, dass stabile Bahnen dort prinzipiell möglich sein können.1984 bzw. 1988 (immer noch 4 Jahre vor der ersten Entdeckung eines Exoplaneten) hat dann Rudolf Dvorak von der Universität Wien das Ganze genauer untersucht und 2 mögliche Konfigurationen unterschieden. 

Bei Bahnen vom P-Typ (planetary type) bewegt sich ein Planet um beide Sterne des Doppelsternsystems herum. Bei Bahnen des S-Typs (satellite type) kreist der Planet nur um einen der beiden Sterne:

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Der Planet kann also quasi ganz außen oder ganz innen sein – nur in der Mitte wird es, gravitativ gesehen, etwas chaotisch. Dort können keinen stabilen Bahnen mehr garantiert werden. Die genauen Verhältnisse hängen von der speziellen Konfiguration des Systems ab: wie groß sind die beiden Sterne; wie weit sind sie voneinander entfernt und wie stark weichen die Sternorbits von der Kreisform ab.

Gibt es sowas denn überhaupt?

Die Theorie zur Planetenbewegung in Doppelsternsystemen kannte man also schon Ende der 80er Jahre recht gut. Aber das muss ja noch lange nicht heissen, dass es solche Planeten auch wirklich gibt. Nun, mittlerweile wissen wir, dass es tatsächlich Exoplaneten gibt, die sich in Doppelsternsystemen befinden. Ich kann im Moment nicht genau sagen, wieviele es sind (es gibt anscheinend noch keine entsprechende Liste; ich denke, sowas muß ich mal anlegen) – aber es werden etwa ein Dutzend sein. Vermutlich sind es sogar mehr – denn oft weiß man zwar, dass ein Stern von einem Planet umkreist wird – aber nicht, ob der Stern Teil eines Mehrfachsystems ist oder nicht. Das findet man meistens erst später heraus, wenn der Stern genauer untersucht wird.

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Alle bisher entdeckten Planeten in Doppelsternsystemen haben S-Typ-Bahnen; umkreisen also nur einen der beiden (oder mehreren) Sterne. Eine Ausnahme ist der Planet PSR B1620-26 b, der ein Doppelsystem bestehend aus einem Pulsar und einem Weißen Zwerg umkreist. Da aber sowohl Pulsare als auch weiße Zwerge keine richtigen Sterne mehr sind, sondern verschiedene Arten von “toten” Sternen (je nach Masse endet ein Stern entweder als Pulsar bzw. Neutronenstern oder als weißer Zwerg, wenn sein Brennstoff aufgebraucht ist), werden solche Planeten meist nicht richtig mitgezählt, wenn man von Exoplaneten spricht.

Bei den Planeten auf S-Typ-Bahnen spielt es meistens gar keine Rolle, ob ein Begleiter da ist, oder nicht. Die Exoplaneten, die wir kennen, befinden sich im Allgemeinen in sehr engen Orbits um ihren Stern und die Begleitsterne sind oft sehr weit entfernt. Die Entfernungen betragen oft das hundert- oder tausendfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne. Ein zweiter Stern, der so weit entfernt ist, hat keinen nennenswerten Einfluss mehr auf den Planeten, der sich um den anderen Stern bewegt.

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Kommentare (6)

  1. #1 chris
    5. Februar 2009

    Wieso erfährt man über solche Dinge eigentlich nur im Internet und dort vor allem in der Blog- Szene? Ich interessiere mich ja an und für sich (und auch durch meinen familiären Hintergrund ^^) mehr für Astronomie als der Normalsterbliche, aber außer dem einen oder anderen sehr populärwissenschaftlichen Beitrag im TV und der einen oder anderen Falschmeldung in “Zeitungen” wie BILD oder Krone gibt es keine Informationen über astronomische Neuigkeiten, solange es nicht unbedingt massentaugliche Meldungen (ISS, Shuttleflüge, Bilder aus unserem Sonnensystem) betrifft.

    Umso besser, wenn man sich hier weiterbilden kann, denn ehrlich gesagt finde ich es schön das eine oder andere Thema, das ich aus Romanen und/oder SciFi Serien kenne (Wie auch die Mehrstern- Thematik) hier behandelt wird.

  2. #2 Florian Freistetter
    5. Februar 2009

    @chris: Tja, ich wär ja sofort für eine große Samstagsabends-Show über Astronomie zu haben 😉 (Wetten Dass wird eh langsam fad…). Aber überzeug mal die Fernsehsender davon…

  3. #3 Schlotti
    6. Februar 2009

    @chris,
    wenn du dich, der du wohl – genauso so wie ich – kein Astronom bist, für Astronomie interessierst, möchte ich dich auf eine weitere Seite aufmerksam machen.
    Die Planetologin Ludmilla hat ebenfalls einen tollen Blog und kann sie das, was sie tut, sehr gut erklären.
    Da bist du so nahe am aktuellen Geschehen dran, wie es nur geht!

  4. #4 Florian B.
    26. Februar 2009

    Vielen Dank für diesen Artikel. Ich befasse mich aus Recherchegründen für ein fiktionales Doppelsternsystem mit der Thematik und wenn ich dabei die Realität schon sehr weit dehne, sollte es doch halbwegs überzeugend bleiben.

  5. #5 Ulrike Flügge
    Borgentreich
    26. Februar 2017

    Hallo
    Unter der Annahme, dass bei Doppelsternen, die sich nah umkreisen, Planeten auf Trojaner- artigen Bahnen um die Lagrange- Punkte L4 und L5 sein könnten, wären diese feststellbar, und wird danach gesucht ?

  6. #6 Florian Freistetter
    26. Februar 2017

    @Ulrike: Ich weiß das man nach Trojanerplaneten sucht bzw. suchen kann – aber da gehts eher um erdgroße Planeten in den Lagrangepunkten von Exogasriesen. Die kann man finden wenn man sich ansieht wie der Stern dunkler wird, wenn die beiden Planeten an ihm vorüber ziehen. Trojanerplaneten von Doppelsternen könnte man ebenso finden – aber ich bin mir nicht sicher, ob es sie gibt. Ich glaube, da haut das Massenverhältnis nicht hin hin. Wenn die beiden Sterne gleich schwer sind, dann sind L4 und L5 nicht stabil.