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EXTRASOLARE PLANETEN
Planeten lassen Sterne langsamer altern
Redaktion / Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam
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3. November 2022

Planeten können ihre Zentralsterne dazu zwingen, sich jünger als für ihr Alter typisch zu verhalten. Dies zeigt die Auswertung neuer Beobachtungen im Röntgenbereich mit den Weltraumteleskopen Chandra und XMM-Newton. Die Daten legen nahe, dass einige Planeten offenbar den Alterungsprozess ihrer Sonnen verlangsamen.

Heißer Jupiter

Künstlerische Illustration eines heißen Jupiters, der seinen Zentralstern umkreist. Im Hintergrund ist der zweite Stern des Doppelsternsystems zu sehen. Bild: NASA / CXC / M. Weiss [Großansicht]

Während der "Anti-Aging-Effekt" von heißen Jupitern, d. h. riesigen gasförmigen Exoplaneten, die einen Stern in Merkur-Entfernung oder näher umkreisen, schon früher beobachtet wurde, dokumentieren neue Beobachtungen nun zum ersten Mal den Effekt systematisch und liefern somit den bisher stärksten Nachweis für dieses exotische Phänomen. "In der Medizin braucht man viele Menschen, die an einer Studie teilnehmen, um zu wissen, ob die Effekte real sind oder eine Art Ausreißer", sagt Nikoleta Ilic, Doktorandin in der Abteilung Sternphysik und Exoplaneten am Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) und Erstautorin der jetzt vorgestellten Studie. "Das gleiche gilt manchmal auch für die Astronomie, und diese Studie gibt uns die Gewissheit, dass diese heißen Jupiter die Sterne, die sie umkreisen, tatsächlich jünger wirken lassen, als sie sind."

Ein heißer Jupiter kann seinen Zentralstern durch Gezeitenkräfte beeinflussen, so dass sich der Stern schneller dreht, als wenn er keinen solchen Planeten hätte. Diese schnellere Rotation kann dazu führen, dass die Sonne aktiver wird und mehr Röntgenstrahlung erzeugt, was auf ein jüngeres Alter des Sterns hindeuten kann. Wie beim Menschen gibt es jedoch viele Faktoren, die die Vitalität eines Sterns bestimmen können. Alle Sterne verlangsamen mit zunehmendem Alter ihre Rotation und Aktivität und erleben weniger Ausbrüche. Da es schwierig ist, das Alter der meisten Sterne genau zu bestimmen, war es für Astronominnen und Astronomen bisher schwierig festzustellen, ob ein Stern ungewöhnlich aktiv ist, weil er von einem nahen Planeten beeinflusst wird, der ihn jünger erscheinen lässt, als er ist, oder weil er tatsächlich jung ist.

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Die Forscherinnen gingen dieses Problem an, indem sie Doppelsternsysteme untersuchten, bei denen die Sterne weit voneinander entfernt sind, aber nur einer von ihnen von einem heißen Jupiter umkreist wird. Astronominnen und Astronomen wissen, dass sich die Sterne in den Doppelsternsystemen, genau wie menschliche Zwillinge, gleichzeitig bilden. Der Abstand zwischen den Sternen ist viel zu groß, als dass sie sich gegenseitig beeinflussen könnten oder als dass der heiße Jupiter den anderen Stern beeinflussen könnte. Das bedeutet, dass sie den planetenfreien Stern im System als "Kontrollproband" verwenden können.

"Es ist fast so, als würde man Zwillinge in einer Studie verwenden, bei der ein Zwilling in einer völlig anderen Umgebung lebt, die sich auf ihre Gesundheit auswirkt", erklärt Mitautorin Prof. Dr. Katja Poppenhäger, Leiterin der Abteilung Sternphysik und Exoplaneten am AIP. "Indem wir einen Stern mit einem nahegelegenen Planeten mit seinem Zwilling ohne einen solchen vergleichen, können wir die Unterschiede im Verhalten der gleichaltrigen Sterne untersuchen."

Das Team beobachtete die von den Sternen ausgesandte Röntgenstrahlung mit den Weltraumteleskopen Chandra und XMM-Newton, um zu bestimmen, wie "jung" ein Stern ist. Sie suchten nach Anzeichen für den Einfluss ihrer Planeten auf die Sterne, indem sie fast drei Dutzend Systeme im Röntgenlicht studierten. Sie fanden heraus, dass die Sterne mit heißen Jupitern tendenziell heller im Röntgenlicht und damit aktiver waren als ihre Begleitsterne ohne heiße Jupiter.

"In früheren Fällen gab es einige sehr faszinierende Hinweise, aber jetzt haben wir endlich den statistischen Beweis, dass einige Planeten tatsächlich ihre Sterne beeinflussen und sie jung halten", so Mitautorin Marzieh Hosseini, ebenfalls AIP-Forscherin. "Wir hoffen, dass künftige Studien dazu beitragen werden, mehr Systeme zu entdecken, um diesen Effekt besser zu verstehen."

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscherinnen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist.

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siehe auch
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Ilic, N., Poppenhaeger, K. und Marzieh Hosseini, S. (2022): Tidal star–planet interaction and its observed impact on stellar activity in planet-hosting wide binary systems, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 513, 4380 (arXiv.org-Preprint)
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
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