Zwei Sterne und fünf Planeten

Mit erdgebundenen Teleskopen entdeckten Astronomen ein vollwertiges Sonnensystem ähnlich unserem eigenen. Der Clou: Das System besitzt einen Planeten in der habitablen Zone, in der also flüssiges Wasser vorkommen könnte.

Ein Beitrag von Maria Steinrück & Axel Orth . Quelle: NASA/CalTech.

NASA/JPL-Caltech
Vergleich zwischen dem System “55 Cancri” und unserem eigenen. Die habitable Zone ist jeweils grün dargestellt.
(Bild: NASA/JPL-Caltech)

55 Cancri ist ein Doppelstern, bestehend aus 55 Cancri A und 55 Cancri B. Die beiden Sterne sind ungefähr tausendmal so weit voneinander entfernt wie die Erde von der Sonne. Während 55 Cancri B ein Roter Zwerg ist, hat 55 Cancri A eine Größe und Masse, die mit der unserer Sonne vergleichbar ist. Er ist im Sternbild Krebs leicht mit dem Feldstecher zu finden. An sich kein ungewöhnliches Paar – es gibt viele Doppelsterne, auf die diese Eigenschaften zutreffen. Was ist an diesem Sternsystem aber so besonders?

Es sind die Planeten, die um 55 Cancri A kreisen. Bisher kannte man außer unserem Sonnensystem nur Sterne mit wenigen Planeten und gerade zwei extrasolare Sternsysteme, um die man vier Planeten entdeckt hatte, darunter 55 Cancri A. Doch nun entdeckte man hier einen fünften Planeten. “Es ist unglaublich, unsere Fähigkeit, extrasolare Planeten aufzuspüren, wachsen zu sehen”, kommentierte Alan Stern, Leiter der Direktion für Wissenschaftsaufgaben im NASA-Hauptquartier in Washington, die Entdeckung.
Der neu entdeckte Planet, 55 Cancri f, hat die 45-fache Masse unserer Erde. Damit dürfte er ein Gasplanet sein und in seiner Zusammensetzung und Erscheinung Saturn ähneln. Wenn man die Planeten in dem Planetensystem nach ihrem Abstand zu ihrem Zentralstern ordnet, ist er der vierte. Er braucht 260 Tage, um 55 Cancri A einmal zu umrunden. Damit liegt er in der sogenannten habitablen Zone, einem Bereich um den Stern, in dem auf einem Planeten flüssiges Wasser vorkommen kann. Außerhalb der habitablen Zone wäre es auf der Oberfläche eines Planeten entweder so heiß, dass das Wasser verdampfen würde, oder so kalt, dass es erstarrt. Flüssiges Wasser ist jedoch die Grundvoraussetzung für Leben auf Kohlenwasserstoffbasis, wie wir es auf der Erde kennen.

Auf dem Planeten selbst wird wohl kaum Leben existieren. Doch alle Gasriesen in unserem Sonnensystem haben viele Monde – also ist es nicht unwahrscheinlich, dass auch 55 Cancri f einen oder mehrere Monde besitzt. Daher ist es nicht so abwegig, sich vorzustellen, dass es auf einem von ihnen einen großen Ozean aus Wasser gibt und darin Leben entstehen konnte.

Debra Fischer von der San Francisco State University und Geoff Marcy von der University of California mit ihrem Team von Mitarbeitern entdeckten diesen Planeten nach sorgfältiger Beobachtung mit dem Shane-Teleskop des Lick-Observatoriums und mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii. Mehr als 320 Geschwindigkeitsmessungen waren erforderlich, um die Signale der Planeten auseinanderzuhalten.

“Dies ist das erste Fünf-Planeten-System”, sagte Fischer. “Es hat einen dominanten Gasriesen in einem ähnlichen Orbit wie unser Jupiter. Wie die Planeten unseres Systems bewegen sich die meisten in nahezu kreisförmigen Orbits.”

Dennoch weisen die Planeten von 55 Cancri auch zahlreiche Unterschiede zu unserem System auf. Von dem innersten Planeten wird angenommen, dass er etwa die Größe des Neptuns aufweist und in weniger als 3 Tagen um den Binärstern saust, in einer Entfernung von etwa 5,6 Millionen Kilometern. Der zweite Planet dürfte etwas kleiner als Jupiter sein und für einen Umlauf 14,7 Tage benötigen, in einer Entfernung von etwa 18 Millionen Kilometern. Der dritte Planet, ähnlich Saturn, umläuft den Binärstern in 44 Tagen in etwa 35,9 Millionen Kilometern Abstand. Dann reiht sich der neu entdeckte Planet als nun vierter Planet ein. Der fünfte und am weitesten entfernte Planet hat die vierfache Jupitermasse und benötigt 14 Jahre für einen Umlauf. Übrigens ist er der einzige bisher bekannte jupiterähnliche Gasriese, der seinen Stern auch in ähnlicher Entfernung umläuft wie unser Jupiter die Sonne.

“Diese Arbeit ist ein aufregender neuer Schritt in der Suche nach ähnlichen Welten”, sagte Michael Briley, ein Astronom der NSF. “Von der Entdeckung der ersten Exoplaneten überhaupt bis zur Entdeckung eines vollständigen Sonnensystems samt eines Planeten in der bewohnbaren Zone in nur 12 Jahren ist ein erstaunlicher Fortschritt und den Jahren harter Arbeit zu verdanken, die die Entdecker investiert haben.”

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