Ein Sternsystem mit drei Neptunen

Europäische Forscher aus der Schweiz, Frankreich und Portugal haben ein Planetensystem mit drei Planeten entdeckt, deren Massen sich zwischen 10 und 18 Erdmassen bewegen – einer kreist sogar in der bewohnbaren Zone.

Drei Neptune
Drei Neptune
Auch nach über 10 Jahren hat die Welt der Exoplanetenforschung nichts von ihrer Faszination verloren. Noch immer werden neue Sternsysteme mit Planeten entdeckt, über 190 extrasolare Welten sind zurzeit bekannt. Die Rate der Entdeckungen hat allerdings in letzter Zeit etwas abgenommen, wohl weil schon bald alle sonnenähnlichen Sterne innerhalb von rund 200 Lichtjahren „abgegrast“ wurden. Die Planeten, nach denen man jetzt sucht, haben (wie z.B. Jupiter) lange Umlaufzeiten von vielen Jahren. Da ein Planet erst dann veröffentlicht wird, wenn ein voller Umlauf um den Stern beobachtet wurde, verzögert sich die Veröffentlichung neuer Planeten immer mehr.

Ab und zu gelingt den Forschern aber auch ein kleiner, feiner Coup, wie im Fall des „Drei-Neptun-Systems“ (von seinen Entdeckern im Scherz „Neptun-Dreizack“ genannt). In diesem Sternsystem finden sich drei Planeten: Einer von 10 Erdmassen, der seinen Stern in 9 Tagen umkreist, einen von 12 Erdmassen, der dafür 32 Tage braucht, und einen von 18 Erdmassen, auf dem ein Jahr 197 Tage dauert (zum Vergleich: Neptun hat eine Masse von rund 17 Erdmassen – daher „Neptune“). Der orange Zwergstern in der Mitte des Systems trägt den Namen HD 69830 und ist geringfügig kleiner als die Sonne: Er hat eine Masse von rund 86% der Sonnenmasse und etwas mehr als die halbe Leuchtkraft.

HD 69830 war schon einmal in den Medien, als bekannt wurde, dass er über einen Asteroidengürtel besitzt, der näher als 1 AU (AU = Astronomische Einheit = Entfernung Erde – Sonne) an den Stern heran reicht. Simulationen, die die neu entdeckten Planeten einbeziehen, zeigen, dass sich der Asteroidengürtel entweder zwischen dem mittleren und dem zweitäussersten Planeten erstreckt (ca. 0.3 bis 0.5 Astronomische Einheiten) oder dann jenseits von 0.8 AU. Die summierte Masse der Objekte in diesem Asteroidengürtel dürfte die summierte Masse des Asteroidengürtels in unserem System (zwischen Mars und Jupiter) um das mindestens 30 fache überschreiten. In einem solchen Asteroidengürtel wären „Asteroiden“ von der Grösse des Erdmondes denkbar.

Doch zurück zu den drei Planeten. Die beiden inneren Planeten bestehen höchst wahrscheinlich vorwiegend aus Gesteinsmaterial und haben nur vergleichsweise dünne Atmosphären. Dies ergibt sich aus Modellen, die zeigen, wie die Planeten während ihrer Bildung langsam auf ihren Stern zuwanderten und schliesslich, als sich die Staubscheibe, aus der sie sich gebildet hatten, auflöste, an ihren heutigen Positionen im System stehen blieben. Die beiden inneren Planeten konnten Material nur in einem Bereich sammeln, in dem es kaum Gase oder eisiges Material gab – sie bildeten sich folglich nur aus Gestein. Diese beiden riesigen Felsplaneten dürften ein Ort aktiver Vulkantätigkeit sein – auch nach rund 7 Milliarden Jahren (so alt ist das System schätzungsweise) sind sie noch immer nicht ausgekühlt. Der innere, kleinere der beiden hat nach einem Modell einen Durchmesser von rund 24000 km – knapp zwei Erddurchmesser. Auf seiner Oberfläche würde die Schwerkraft rund 3.5 mal stärker sein als auf der Erdoberfläche. Auf dem zweiten Planeten wären die Verhältnisse sogar noch ein wenig extremer: er hat einen Durchmesser von rund 25000 km und eine Oberflächenschwerkraft von 3.6 Ge.

Beide Welten sind aber schlechte Kandidaten für Leben – sie sind viel zu nahe an ihrem Stern und mit Temperaturen von 500 ° bzw. 300 ° Celsius viel zu heiss dafür.

Die dritte Welt hingegen könnte durchaus lebensfreundlich sein: Sie hat eine Oberflächentemperatur in dem Bereich, in dem flüssiges Wasser möglich ist. Doch mit 18 Erdmassen ist sie leider etwas zu massiv, als dass sie ein „terrestrischer Planet“ mit fester Oberfläche sein könnte – sie besteht zumindest zur Hälfte (so die Modelle) aus leichten Gasen, mit einem Kern aus Gesteinsmaterial, der sich weit darunter verbirgt. Damit hätte sie einen Durchmesser von etwa 30000 km. Möglicherweise besitzt sie auch einen superheissen Wasserozean am Grund ihrer dichten Atmosphäre.

Denkbar wäre aber auf jeden Fall ein erdähnlicher Mond. Monde von grossen Gasriesen der Jupiter-Klasse haben das Problem, dass das starke Magnetfeld ihres Mutterplaneten die Oberfläche verstrahlt – sie gelten als unbewohnbar. Der äusserste Planet des Drei-Neptun-Systems hingegen dürfte in dieser Hinsicht wesentlich „lebensfreundlicher“ sein: Die Magnetfelder von „kleinen“ Gasriesen wie Saturn, Uranus und Neptun sind in der Regel etwa gleich stark oder nur geringfügig stärker wie jenes der Erde.

Was kommt als nächstes? Ein felsiger Planet von 10 oder weniger Erdmassen in der bewohnbaren Zone? Für Sterne mit der Masse der Sonne sind die Entdeckungsmethoden dafür noch nicht empfindlich genug: Aber für eine 10 Erdmassen-Welt in der bewohnbaren Zone eines orangen oder roten Zwergsterns sollte es reichen… Wir werden es sehen.

2 Kommentare

  1. Die Gravitation eines solchen Gürtels ist viel zu klein, als dass sie das Gas daran hindern könnte, sich zu verflüchtigen. Aber zumindest als künstliche Struktur (mit einer \“Hülle\“ aussenrum) wäre das durchaus denkbar. 🙂

  2. Ich musste mir grad vorstellen, wie faszienierend es wäre, wenn es vorkäme, dass sich in Asteroidengürteln eine Atmosphäre bilden würde.
    Wie in dem Text beschrieben, würde es ein Gürtel sein, welcher nah am Zentralgestirn liegt und sehr dicht ist.
    Die Masse der Brocken würde ein leichtes Grav-Feld erzeugen welche die Atmosphäre, die von Eis- und Gasbrocken gespeist wird, auffängt. Der Innenrand des Gürtels könnte als Schild zur Abschrmung von Strahlung und Sonnenwind dienen.

    Aber ich denke eigentlich nicht, dass das vorkommen könnte, oder? :O
    :]

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