Ein erdgroßer Planet könnte im Doppelsternsystem 70 Ophiuchi in rund 16 Lichtjahren Entfernung eine stabile Umlaufbahn in der habitablen Zone seines Hauptsterns beibehalten. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue computergestützte Simulationsstudie, die im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde und neue Wege bei der Suche nach potenziell lebensfreundlichen Welten im All aufzeigt.
ist seit langem fester Bestandteil der Popkultur, während die Vorstellung von Welten mit zwei Sonnen im Himmel existiert. Während Science-Fiction-Klassiker wie Star Wars solche Anblicke berühmt machten, zeigt die reale Astrophysik, dass unser einsonniges Sonnensystem im kosmischen Vergleich eher die Ausnahme darstellt. Mehr als die Hälfte aller Sterne im Himmel besitzen einen oder mehrere stellarer Partner, wie der Astrophysiker Stephen Kane von der University of California, Riverside, erklärt.
Simulationen zeigen Stabilität im Doppelsternsystem 70 Ophiuchi
Das System 70 Ophiuchi AB befindet sich im nahen stellaren Umfeld, etwa 16 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die beiden dortigen Sterne sind etwas kleiner und kühler als unsere Sonne und besitzen schätzungsweise 88 Prozent beziehungsweise 73 Prozent der Sonnenmasse. Das System liegt in kosmischer Hinsicht relativ nah und befindet sich in einer Entfernung von rund 5 Parsec, obwohl Astronomen das System seit Jahrhunderten beobachten – bereits William Herschel erkannte es vor rund 250 Jahren als Doppelstern –, gab es bislang keinen bestätigten Planetenfund in diesem Bereich.
Skylar D’Angiolillo, Doktorand im Bereich Erdwissenschaften und Planetologie an der UCR, modellierte daraufhin die Schwerkraftwechselwirkungen zwischen den Himmelskörpern, nachdem Forschende neue und archivierte Radialgeschwindigkeitsmessungen beider Sterne aus einem Jahrhundert an Beobachtungen kombinierten, um herauszufinden, ob ein Planet dort dennoch überleben kann.
Wir haben die Grenzen der habitablen Zone um den Primärstern berechnet. Dann habe ich getestet, ob ein erdmassiger Planet in verschiedenen Abständen innerhalb dieser Zone eine stabile Umlaufbahn beibehalten kann.
Skylar D’Angiolillo, Wissenschaftlerin an der UCR, via Sciencealert
Die Forschenden simulierten Erdmasse-Planeten auf 2.000 verschiedenen Distanzen und verfolgten jede Umlaufbahn über einen Zeitraum von 10 Millionen Jahren. Solange sich der Himmelskörper auf einer sogenannten S-Typ-Umlaufbahn um den Hauptstern bewegt, sind stabile Verhältnisse in der habitablen Zone möglich. Dabei zeigte sich, dass die Anwesenheit des zweiten Sterns eine erdähnliche Welt nicht zwangsläufig aus der Bahn wirft. Instabile Bahnen können sich hingegen immer weiter verändern, bis der Planet schließlich aus dem System geschleudert wird.
Messdaten schränken die Suche nach Riesenplaneten ein
Das Team nutzte Instrumentendaten von insgesamt acht Instrumenten für den Primärstern und erreichte dabei eine Genauigkeit von besser als einem Meter pro Sekunde, und die präzisen Daten führten zudem zu klaren Grenzen für schwerere Begleiter. Die Forschenden konnten das Vorhandensein von Gasriesen mit der Masse von Jupiter oder mehr im Bereich von bis zu etwa fünf astronomischen Einheiten um den Hauptstern ausschließen, während bei dem kleineren Begleitstern eine Grenze von der halben Distanz zwischen Erde und Sonne gilt.
Die leitende Forscherin Yiting Li von der University of Michigan beschrieb das Ergebnis als eine Mischung aus Enttäuschung und Begeisterung
, da zwar kein Jupiter-ähnlicher Planet entdeckt wurde, das System aber schärfer eingegrenzt werden konnte. Die historische Suche reicht bis ins Jahr 1855 zurück, als der britische Astronom William Jacob einen Planeten in dem System behauptete, was damals jedoch einer Überprüfung nicht standhielt.
Beobachtung am Habitable Worlds Observatory
Da das System zu den nächstgelegenen Doppelsternen gehört, gilt es als attraktives Ziel für kommende Instrumente wie das Habitable Worlds Observatory der NASA, und trotz des Fehlens bestätigter Exoplaneten eröffnet die neue dynamische Modellierung einen verlässlichen Rahmen für künftige Beobachtungen.
Aber wenn uns die letzten Jahrzehnte der Exoplaneten-Entdeckungen eines gelehrt haben, dann ist es, dass andere Planetensysteme ganz anders aussehen können als unseres.
Stephen Kane, Astrophysiker an der University of California, Riverside, via The Independent
Wenn künftige Teleskope tatsächlich einen Planeten um 70 Ophiuchi aufspüren sollten, lassen sich die tatsächlichen Umlaufbahnen direkt mit den Computersimulationen abgleichen, um die langfristige Bewohnbarkeit besser zu beurteilen.
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