Astronomen entdecken zweites Sonnensystem

Ezri

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Astrophysiker vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben jetzt ein System aus sieben Planeten entdeckt: die umfangreichste derartige Konstellation an einem anderen Stern. Bislang kannte man nur ein Sternenystem mit sechs Begleitern. Weil die sieben Planeten ähnlich angeordnet sind wie unsere acht, sprechen die Forscher gar schon von einem "zweiten Sonnensystem".
In seinem Zentrum steht der Stern KOI-351, der rund 2500 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. KOI steht für "Kepler Object of Interest", was bedeutet, dass der Stern während der Mission des Nasa-Weltraumteleskops "Kepler" zwischen 2009 und 2013 beobachtet und dabei als Kandidat für Exoplaneten eingestuft wurde.

Drei der Begleiter von KOI-351 wurden bereits in den vergangenen Jahren aufgespürt. Nun haben Juan Cabrera und seine Kollegen vom Berliner DLR-Institut für Planetenforschung vier weitere Planeten entdeckt, wie sie im Fachblatt "Astrophysical Journal" berichten. Sie hatten Messdaten des Weltraumteleskops "Kepler" mit einer speziellen Software ausgewertet, die beim Aufspüren der Himmelskörper die Transitmethode nutzt. Diese beruht darauf, dass das Licht des Zentralgestirns abgedimmt wird, wenn Planeten vor ihm vorbeiziehen.

"Übereinstimmung mit unserer kosmischen Heimat"

Das System um KOI-351 hat große Ähnlichkeiten mit unserem Sonnensystem - nur ist es deutlich kleiner. Der äußerste Planet ist vom Zentralgestirn KOI-351 rund 150 Millionen Kilometer entfernt - etwa so weit wie die Erde von der Sonne. Die drei äußeren Planeten besitzen Umlaufzeiten von 331, 211 und 60 Tagen. Die neu entdeckten Planeten auf den inneren Bahnen kommen auf 125, 92, 9, und 7 Tage.

"Kein anderes Planetensystem zeigt eine solche Übereinstimmung mit der Architektur unserer kosmischen Heimat wie dieses System um KOI-351", sagt DLR-Forscher Juan Cabrera. "Genau wie bei unserem Sonnensystem sind auf den inneren Bahnen Gesteinsplaneten in ähnlicher Größe wie die Erde zu finden, und auf den äußeren Bahnen Gasriesen ähnlich zu Jupiter und Saturn."

Das Wissen über KOI-351 und seine Begleiter ist allerdings nur begrenzt: "Über die Massen der Planeten wissen wir noch nichts, weil das System so kompliziert ist", sagt DLR-Forscherin Heike Rauer. Die Astrophysikerin kann sich gut vorstellen, dass in der nächsten Zeit noch weitere derartige Planetensysteme in den Daten des "Kepler"-Teleskops entdeckt werden, das inzwischen wegen technischer Probleme nicht mehr zur Planetensuche genutzt werden kann. Die verbesserten Algorithmen erleichterten die Auswertung der umfangreichen Daten, sagte die Forscherin.

Trotz der teils frappierenden Ähnlichkeiten mit unserem Sonnensystem gibt es einen großen Unterschied: Die Planetenbahnen um KOI-351 liegen sehr nah beieinander, weshalb sich die Planeten in ihren Bewegungen auch gegenseitig viel stärker beeinflussen.

Die Astrophysiker haben dabei sogenannte Resonanzen beobachtet. Die Umlaufzeiten zweier Planeten stehen dann in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander - etwa 4 zu 5. "Das bedeutet, dass sich die Planeten immer wieder an den gleichen Positionen begegnen", erklärt Rauer. Solche Bahnen seien sehr stabil.

"Das System muss eine sehr bewegte Vergangenheit gehabt haben", vermutet die Forscherin. Die anfangs womöglich instabilen Bahnen hätten sich im Laufe der Zeit immer weiter verändert, bis es zur Resonanz gekommen sei. Man wisse noch nichts Genaues darüber, könne das allerdings mit Simulationsrechnungen untersuchen.

Resonanzen treten in unserem Sonnensystem zumindest bei Planeten nicht auf, weil die Abstände untereinander viel größer sind. Die gegenseitige Anziehung beeinflusst die Bahnen daher kaum. Beobachtet werden Resonanzen allerdings bei den Jupitermonden und bei Asteroiden.
Ein weiteres Rätsel bei KOI-351 ist die Anordnung der Planeten. Der größte Gasplanet ist ganz außen postiert, die kleineren sind weiter innen. Genauso sagen es auch die Theorien von Astrophysikern voraus. Nur ausgerechnet in unserem Sonnensystem sind die Verhältnisse anders. Der weiter innen kreisende Jupiter ist größer als Saturn. "Was ist der Normalfall?", fragt DLR-Forscherin Rauer. "Was nicht?"

Diese Frage werden die Astrophysiker wohl erst beantworten können, wenn sie weitere große Planetensysteme entdeckt und untersucht haben. Mittlerweile sind mehr als tausend Exoplaneten bekannt. Die meisten sind allerdings der alleinige Begleiter eines Sterns - zumindest nach heutigem Wissensstand.

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