LA SILLA
Mindestens fünf Planeten um HD 10180
von Stefan Deiters
astronews.com
25. August 2010

Mit Hilfe des Spektrographen HARPS am 3,6-Meter-Teleskop der ESO in La Silla haben Astronomen einen Stern entdeckt, um den mindestens fünf Planeten kreisen. Zudem fanden sie Hinweise auf zwei weitere Welten in dem System. Das Team entdeckte außerdem eine Regelmäßigkeit bei den Planetenabständen ähnlich der Titus-Bode-Reihe im Sonnensystem.

So könnte das Planetensystem um HD 10180 aussehen. Bild: ESO / L. Calçada

"Wir haben das System mit vermutlich den meisten bislang entdeckten Planeten gefunden", erläutert Christophe Lovis vom Observatoire de'l Université de Genève in Genf die Bedeutung der Entdeckung, die das Team gestern auf einem internationalen Kolloquium vorstellte und die demnächst in einem Fachartikel in der Zeitschrift Astronomie & Astrophysics veröffentlicht wird. "Der Fund macht auch deutlich, dass eine neue Ära der Exoplaneten-Forschung begonnen hat, nämlich die Untersuchung ganzer Exoplaneten-Systeme und nicht nur einzelner Planeten. Die Analyse der Bewegungen der Planeten in diesen Systemen kann uns einiges über die gravitativen Wechselwirkungen zwischen den Planeten und die langfristige Entwicklung der Systeme verraten."

Die Entdeckung gelang den Astronomen mit Hilfe des Spektrographen HARPS, der am 3,6-Meter-Teleskop der europäischen Südsternwarte ESO im chilenischen La Silla montiert ist. Ziel der über sechs Jahre laufenden Untersuchungen war der 127 Lichtjahre entfernte Stern HD 10180 im Sternbild Südliche Wasserschlange (Hydrus). Mit HARPS gelangen in der Vergangenheit schon unzählige Entdeckungen von extrasolaren Planeten. Mit Hilfe des Instruments suchen die Astronomen nach geringfügigen regelmäßigen Wackelbewegungen eines Sterns, die durch den Umlauf von einem oder von mehreren Planeten verursacht werden.

Insgesamt 190 individuelle Messungen machte das Team im Fall von HD 10180 und konnte so ein Bewegungsmuster nachweisen, das auf fünf oder mehr Planeten hinweist. Für die fünf stärksten Signale dürften Planeten mit ungefähr Neptunmasse verantwortlich sein. Sie haben die 13- bis 25-fache Masse der Erde und umrunden den Stern in 6 bis 600 Tagen und sind dabei das 0,06- bis 1,4-fache der Entfernung Erde-Sonne von ihrem Zentralstern entfernt.

"Wir glauben, dass es darüberhinaus noch zwei weitere Planeten gibt", so Lovis. Bei dem einen könnte es sich um einen Saturn-ähnlichen Planeten (mit mindestens 65 Erdmassen) handeln, der 2.200 Tage für einen Umlauf benötigt. Der andere könnte mit 1,4 Erdmassen die Welt mit der geringsten Masse sein, die bislang um einen anderen Stern entdeckt wurde. Er würde nur zwei Prozent der Sonne-Erde-Distanz von seinem Zentralstern entfernt liegen und diesen in nur 1,18 Erdtagen umrunden.

Das neue System weist zahlreiche Besonderheiten auf: So befinden sich mindestens fünf Neptun-ähnliche Planeten innerhalb eines Bereichs um den Stern, der in unserem Sonnensystem der Region innerhalb der Marsbahn entsprechen würde. Es scheint zudem keinen Jupiter-ähnlichen Gasriesen zu geben und alle Planeten laufen auf nahezu perfekten Kreisbahnen um.

Bislang kennen Astronomen 15 Systeme mit mindestens drei Planeten. Bisheriger Rekordhalter ist das System um 55 Cancri, das über fünf Planeten verfügt, zwei davon sind Gasriesen (astronews.com berichtete). "Systeme mit Planeten mit geringer Masse wie um HD 10180 scheinen relativ häufig zu sein. Allerdings ist uns ihre Entstehungsgeschichte noch ein Rätsel", so Lovis.

Die Daten der neuen Entdeckung und von anderen Planetensystemen lieferten zudem Hinweise auf ein bestimmtes Muster in den Abständen der Planeten von ihrem Zentralstern - ähnlich der Titus-Bode-Reihe im Sonnensystem. "Dies könnte", so Michel Mayor aus Genf, "ein Indiz für die Entstehungsprozesse dieser Planetensysteme liefern."

Die Astronomen entdeckten darüber hinaus einen Zusammenhang zwischen der Masse eines Planetensystems und der Masse und chemischen Zusammensetzung des Zentralsterns. Die massereichsten Planetensysteme finden sich um masse- und metallreiche Sterne, die masseärmsten um masse- und metallarme Sterne. Unter "Metallen" verstehen Astronomen alle Elemente schwerer als Wasserstoff und Helium. Dieser Befund bestätigt theoretische Modelle über die Entstehung von Planetensystemen.