Drei in einer Reihe

Die Bahnen der drei Begleiter von Kepler-30 liegen ungefähr in einer Ebene - wie bei unserem eigenen Sonnensystem (Bild: Cristina Sanchis Ojeda)

Die drei Planeten des Sterns Kepler-30 bewegen sich in einer gemeinsamen Bahnebene um ihr Gestirn - wie die Begleiter unserer eigenen Sonne

Dass die meisten Sterne im Universum von kleineren Begleitern umkreist werden, gilt als ziemlich sicher. Überraschend ist es trotzdem, denn die Entstehung von Planeten ist ein durchaus komplizierter Prozess, der von diversen Parametern abhängt und auch zeitlich auf einen engen Rahmen begrenzt ist. Vermutlich muss der Prozess binnen acht bis zehn Millionen Jahren abgeschlossen sein, wenn er nicht scheitern soll.

Zunächst muss sich aber das Zentralgestirn selbst mit Hilfe der Gravitation aus einer Gaswolke zusammenballen. Sind im Kern der Wolke Druck und Temperatur groß genug, damit die ersten Verschmelzungsreaktionen einsetzen können, setzt der nun entstehende Strahlungsdruck dem Schrumpfen der interstellaren Wolke ein Ende. Die Wolke selbst muss dabei wegen der Erhaltung des Drehimpulses zu einer Scheibe kollabieren - wie ein Eiskunstläufer, der die Arme ausstreckt.

In der Frühzeit des Kosmos, als dieser noch von Wasserstoff und Helium beherrscht wurde, konnte es logischerweise nur zur Bildung von Gasplaneten kommen. Sterne wie unsere eigene Sonne hingegen fanden bei ihrer Entstehung schon andere Bedingungen vor: Schwere Elemente, die vorhergehende Sternexplosionen im Weltall verteilt hatten.

Der Sonnenwind teilt die Gaswolke um die Sonne nun auf: Ihre flüchtigeren Bestandteile werden in äußere Bereiche geweht, während in Sonnennähe die schwereren Elemente verbleiben. Wieder ist die Schwerkraft schuld, dass sich aus Kondensationskeimen erste Protoplaneten bilden.

Es geht noch sehr rabiat zu in dieser frühen Zeit, die Großen schlucken die Kleinen. Die sich weiter außen formierenden Gasriesen sorgen schließlich mit ihrer Anziehungskraft dafür, dass alle Bruchstücke entweder nach draußen oder in die Sonne geschleudert werden. Das Ergebnis ist ein Sonnensystem, wie es im Buche steht (und wie wir es täglich betrachten können): Alle Planeten bewegen sich brav in der Bahnebene, die ihr Geburtshelfer, die abgeflachte Staubscheibe, vorgegeben hat.

Eine hübsche Theorie - nur harrt sie noch ihrer endgültigen Bestätigung. Ein einziges Beispiel reicht dafür nicht; unser Sonnensystem könnte ja auch ein Ausrutscher sein. Das Problem: es sind zwar bereits einige hundert Exo-Planeten entdeckt. Sogar ganze Planetensysteme konnten die Astronomen schon nachweisen - der Rekord steht bei sechs Begleitern, rechnet man unser Sonnensystem nicht mit.

Allerdings bevorzugt der auf der Beobachtung eines Transits des Planeten vor seinem Stern beruhende Entdeckungsmechanismus Planeten, die sich in derselben Ebene befinden. Ist das nicht der Fall, ist die Chance auch deutlich geringer, dass wir jemals von der Existenz des Begleiters erfahren. Lediglich von den so genannten "Hot Jupiters" (das sind Gasriesen mit sehr engen Bahnen) weiß man, dass sie relativ oft auf irregulären Wegen ihren Hauptstern umkreisen.

Da kommt den Astronomen die Idee gerade recht, die ein amerikanisches Forscherteam jetzt an Daten der Kepler-Mission angewandt hat. Im Wissenschaftsmagazin Nature berichtet das Team von seinem Trick, für den es einen magnetisch aktiven Stern benötigt. Als Beispiel musste hier Kepler-30 herhalten, ein Stern der scheinbaren Helligkeit 15,5 im Sternbild Leier. Dass er drei Begleiter besitzt, war bereits bekannt. Die Forscher haben sich nun die größeren Sonnenflecken des Sterns genauer angesehen, die dunkler und kälter sind als ihre Umgebung.

Es zeigte sich, dass einige dieser Flecken in regelmäßigen Abständen Anomalien aufweisen, die sich rechnerisch nur auf einen Transit der drei vorhandenen (nicht direkt beobachtbaren) Planeten zurückführen lassen. Da die Sonnenflecken wesentlich kleiner als die gesamte Sonnenoberfläche sind, ließ sich die Bahnebene daraus deutlich genauer bestimmen als bisher - und tatsächlich zeigte sich, dass alle drei Begleiter ganz wie Venus, Erde und Mars in derselben Ebene ihrer Wege gehen. (Matthias Matting)

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