KEPLER-413B
Taumelnder Planet um Doppelstern
von Stefan Deiters
astronews.com
5. Februar 2014

Astronomen haben in den Daten des Weltraumteleskops Kepler ein sehr ungewöhnliches System aufgespürt: Der Planet Kepler-413b umrundet nicht nur ein enges Paar aus zwei Sternen, sondern weist auch einen eigentümlichen Orbit auf, durch den nur unregelmäßig Transits zu beobachten sind. Zudem vermuten die Astronomen ein dramatisches Taumeln der Rotationsachse des Planeten.

So stellen sich die Astronomen das System Kepler-413 vor. Bild:  NASA, ESA, und A. Feild (STScI) [Großansicht]

Die Vielfalt der extrasolaren Planeten, die Astronomen seit Jahren um andere Sterne der Milchstraße aufspüren, ist immer wieder verblüffend. Das zeigt auch der neuste Fund, der jetzt mithilfe von Daten des NASA-Weltraumteleskops Kepler gelungen ist: Kepler-413b umrundet ein Doppelsternsystem auf einer sehr ungewöhnlichen Bahn, die dafür sorgt, dass Kepler die Transits nur unregelmäßig beobachten konnte.

Das Weltraumteleskops Kepler hat mehr als vier Jahre lang über 150.000 Sterne anvisiert und nach sogenannten Transits von Planeten Ausschau gehalten. Bei einem Transit, also dem Vorüberziehen eines Planeten vor einem Stern, verringert sich die Helligkeit einer fernen Sonne kurzzeitig auf charakteristische Weise. Beobachtet man einen Transit, sollte dieser sich normalerweise entsprechend der Umlaufperiode des Planeten wiederholen. Bei Kepler-413b, einem Planeten in rund 2.300 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Schwan, war das jedoch etwas anders.

"Wir haben in den Kepler-Daten aus über 1.500 Tagen drei Transits in den ersten 180 Tagen gesehen, also einen Transit alle 66 Tage, und dann 800 Tage überhaupt nichts", erklärt Veselin Kostov vom Space Telescope Science Institute und der Johns Hopkins University. "Danach haben wir fünf weitere Transits hintereinander gesehen." Aus diesen Beobachtungen versuchten die Astronomen dann ein System zu konstruieren, das genau dieses Transitverhalten erklären kann.

Und sie glauben, erfolgreich gewesen zu sein: Danach umrundet der Planet, der etwa die 65-fache Masse der Erde haben dürfte, das enge Paar aus zwei Sternen alle 66 Tage. In Bezug auf die Ebene, in der die beiden Sterne einander umkreisen, ist die Bahn des Planeten um 2,5 Grad geneigt. Die Lage dieser Bahn im Raum ist zudem nicht konstant: Der Orbit des Planeten taumelt daher mit einer Periode von elf Jahren.

Dies führt dazu, dass der Planet - von der Erde aus betrachtet - nicht immer vor seinen Zentralsternen vorüberzieht und damit nicht alle 66 Tage ein Transit zu sehen ist. Die Astronomen rechnen sogar damit, dass der nächste Transit von Kepler-413b erst im Jahr 2020 zu sehen sein wird.

Dies liegt nicht allein an der "taumelnden" Bahn des Planeten um das Sternenpaar, sondern auch an dem geringen Durchmesser der Sterne selbst sowie an ihrer eigenen Umlaufbahn umeinander: Auf die Ebene dieses Orbits schauen wir nämlich von der Erde auch nicht direkt, sondern unter einem Winkel. Von daher hatten die Astronomen Glück, dass sie während der Missionsdauer von Kepler überhaupt einen Transit von Kepler-413b beobachten konnten.

Dass der Orbit von Kepler-413b in Bezug auf die Ebene der Bahn der Zentralsterne geneigt ist, wundert die Astronomen. Erklären könnte dies ein weiterer Planet in dem System, der die Umlaufbahn von Kepler-413b stört oder aber ein dritter, bislang unentdeckter Stern in der Nähe. "Vermutlich gibt es Planeten wie diesen da draußen, die wir nicht sehen können, weil wir gerade zu einem Zeitpunkt schauen, in der sie keine Transits zeigen", so Teammitglied Peter McCullough.

Kepler-413b ist seinen beiden Zentralsternen etwas näher als die errechnete habitable Zone in dem System, also jenem Bereich, in dem Wasser theoretisch in seiner flüssigen Form möglich wäre. Er dürfte zudem mehr dem Planeten Neptun gleichen als der Erde, wäre also für Leben, wie wir es kennen, keine wirklich wohnliche Welt.

Dies gilt auch noch aus einem anderen Grund: Genau wie der Orbit von Kepler-413b um die beiden Zentralsterne taumelt, dürfte nämlich - so lassen theoretische Betrachtungen des Systems vermuten - auch die Ausrichtung der Drehachse, um die sich der Planet selbst dreht, mit einer elfjährigen Periode schwanken. Dies würde beispielsweise zu sehr schnellen Änderungen bei den Jahreszeiten führen. Zum Vergleich: Die Drehachse der Erde taumelt mit einer Periode von über 26.000 Jahren.

Über die Beobachtungen berichten die Forscher in einem Fachartikel in der Zeitschrift The Astrophysical Journal.