Forscher identifizieren 27 neue Kandidatenwelten, die zwei Sterne umkreisen

Eine seltene Planetenart könnte weniger selten sein, als sie scheint

Astronomen an der University of New South Wales in Sydney sagen, sie hätten 27 neue Kandidaten für zirkumbinäre Planeten identifiziert, also Welten, die nicht einen, sondern zwei Sterne umkreisen. Falls bestätigt, würden die Ergebnisse eine der kleinsten bekannten Kategorien der Exoplanetenforschung deutlich vergrößern. Bislang, so das Ausgangsmaterial, waren unter den mehr als 6.000 bekannten Exoplaneten und Kandidaten nur etwa 18 solcher Planeten gefunden worden.

Das Team führt das Ergebnis auf eine Suchmethode zurück, die sich auf die Apsidenpräzession konzentriert, einen Bahneffekt, der subtile Veränderungen darin verfolgt, wie Doppelsterne sich bewegen und einander verfinstern. Die Arbeit nutzte Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA, kurz TESS, der seit seinem Start im Jahr 2018 den Himmel nach Planeten absucht.

Die Bedeutung der Ankündigung liegt nicht nur in der Zahl 27. Sie liegt darin, was diese Zahl über Beobachtungsbias andeutet. Exoplanetenkataloge werden von den Werkzeugen geprägt, mit denen sie erstellt werden. Wenn eine Methode bestimmte Bahngeometrien begünstigt, sehen Astronomen womöglich nur die am leichtesten auffindbaren Systeme und nicht die tatsächliche zugrunde liegende Population von Welten in der Galaxie.

Warum zirkumbinäre Planeten schwer zu finden sind

Die meisten Exoplaneten wurden mit der Transitmethode entdeckt. Teleskope überwachen die Helligkeit eines Sterns und suchen nach regelmäßigen Einbrüchen, die entstehen, wenn ein Planet aus unserer Sicht vor dem Stern vorbeizieht. Das ist ein leistungsfähiger Ansatz, hängt aber stark von der Geometrie ab. Wenn die Bahn nicht ausreichend mit der Erde ausgerichtet ist, erscheint das Signal möglicherweise nie.

Diese Einschränkung ist bei zirkumbinären Systemen besonders wichtig, weil die Dynamik dort komplexer ist als in einem System mit nur einem Stern. Die Sterne umkreisen einander, der Planet umkreist beide Sterne, und die resultierende Geometrie kann Transits unregelmäßig machen oder sie von der Erde aus unsichtbar werden lassen. Ein Planet könnte also vorhanden sein, aber die Standard-Erkennungspipeline würde ihn übersehen.

Der Einsatz der Apsidenpräzession durch das UNSW-Team zielt genau auf solche verborgenen Systeme. Statt darauf zu warten, dass ein Planet vor einem Stern vorbeizieht, sucht die Methode nach Veränderungen im Zeitpunkt und Charakter von Verfinsterungen Doppelsternsysteme. Wenn sich die Verfinsterungen auf bestimmte Weise verändern, kann das auf einen dritten Körper im System hindeuten, möglicherweise einen Planeten.

Ein anderer Blick auf Planetpopulationen

Der Ausgangsbericht beschreibt die Methode als einen neuen Weg, ein altes Problem zu untersuchen. Die Apsidenpräzession wurde bereits verwendet, um Doppelsterne selbst zu studieren, doch ihre Anwendung auf die Planetenjagd eröffnet ein anderes Suchfenster. Das ist wichtig, weil mehr als die Hälfte der Sterne in der Galaxie in Doppel- oder Mehrfachsternsystemen liegen, so der Bericht. Eine Planetenwissenschaft, die vor allem auf Einzelstern-Entdeckungen beruht, läuft daher Gefahr, einen großen Teil möglicher Welten zu unterschätzen.

Teamleiterin Margo Thornton, Astronomin und Doktorandin an der UNSW, argumentierte im Ausgangsmaterial, dass Astronomen bislang vor allem die am leichtesten nachweisbaren Planeten gefunden hätten. In diesem Sinn spiegelt der heutige Exoplanetenbestand mindestens ebenso sehr die Instrumente und Blickwinkel wider wie die kosmische Realität.

Wenn das stimmt, sind zirkumbinäre Planeten vielleicht gar keine exotischen Ausnahmen. Sie werden möglicherweise nur zu selten erkannt. Ein Katalog, der durch Techniken wie die Apsidenpräzession erweitert wird, würde eine Neubewertung dessen erzwingen, wie Planetensysteme entstehen, wie stabil sie über lange Zeiträume bleiben und wie häufig komplexe Bahnarchitekturen tatsächlich sind.

Was TESS zur Suche beiträgt

TESS wurde entwickelt, um breite Sternfelder zu beobachten und kleine Helligkeitsänderungen aufzuzeichnen, was es ideal für die Transitforschung macht. Doch das Datenarchiv der Mission ist über die direkte Transitdetektion hinaus wertvoll. In diesem Fall können dieselben Beobachtungen genutzt werden, um das Verhalten von verfinsternden Doppelsternen im Zeitverlauf zu untersuchen.

Solche Reanalysen werden zu einer prägenden Stärke der modernen Astronomie. Große Weltraumdurchmusterungen erzeugen Datensätze, die reich genug sind, um Jahre nach dem Start neue Fragen zu beantworten. Statt für jede Suchmethode ein neues Observatorium zu bauen, greifen Astronomen zunehmend mit verbesserten Modellen und gezielteren Methoden auf vorhandene Daten zurück.

Die hier angekündigten 27 Objekte sind weiterhin Kandidaten, keine bestätigten Planeten. Diese Unterscheidung ist wichtig. Follow-up-Beobachtungen werden nötig sein, um festzustellen, ob jedes Signal tatsächlich planetar ist und nicht ein anderer Typ von Drittobjekt oder dynamischem Effekt. Dennoch ist eine Kandidatenliste dieser Größe ein wichtiges Ergebnis, weil sie Beobachtern eine konkrete Gruppe von Systemen zum Testen liefert.

Warum die Entdeckung über den Science-Fiction-Reiz hinaus wichtig ist

Zirkumbinäre Welten ziehen oft öffentliche Aufmerksamkeit auf sich, weil sie das fiktive Bild eines Planeten mit zwei Sonnen hervorrufen. Ihr wissenschaftlicher Wert ist jedoch größer als ihre Popkultur-Resonanz. Diese Systeme bieten natürliche Labore, um zu verstehen, wie Planeten in Umgebungen entstehen und überleben, die von zwei gravitativen Herrschern statt von einem geprägt sind.

Sie können auch breitere Fragen zu Bewohnbarkeit und Systementwicklung schärfen. Ein Planet, der zwei Sterne umkreist, erlebt ein anderes Strahlungs- und Bahnumfeld als die Erde. Das macht solche Welten nicht automatisch feindlich, kompliziert aber die Annahmen, die vielen Debatten über Bewohnbarkeit zugrunde liegen.

Der größere Punkt ist methodischer Natur. Die Exoplanetenforschung tritt in eine Phase ein, in der die größten Durchbrüche nicht nur von neuen Teleskopen kommen könnten, sondern von besseren Wegen, die bereits vorhandenen Daten zu interpretieren. Wenn die Apsidenpräzession zuverlässig Welten sichtbar machen kann, die die Transitmethode verpasst, könnte der Bestand des Fachs in derzeit unsichtbare Richtungen wachsen.

Vorerst sind die 27 Kandidaten des UNSW-Teams eine deutliche Erinnerung daran, dass das Fehlen von Belegen oft ein Zeichen für Beobachtungsgrenzen ist. In einer Galaxie, in der Doppelsterne häufig sind, könnten Planeten um zwei Sterne in weit größerer Zahl warten, als der derzeitige Katalog vermuten lässt.

Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Universe Today. Zum Originalartikel.