Kepler hat nochmal zugeschlagen. Nach dem Mini-Sonnensystem gab es in den letzten Tagen noch eine sehr schöne Meldung. William Welsh von der San Diego State University und seine Kollegen haben zwei ganz besondere Planetensysteme in den Kepler-Daten gefunden. Die Planeten Kepler-34b und Kepler-35 umkreisen jeweils zwei Sterne.
So ein „Science-Fiction“-Planet hat schon im September für mächtig Medienrummel gesorgt. Da gab das Kepler-Team die Entdeckung von Kepler-16b bekannt. Es war der erste Planet in einem Doppelsternsystem, der sich um beide Sterne bewegt. Planeten in Doppel- oder Mehrfachsternsystemen kannten wir ja auch vorher schon einige. Aber es handelte sich immer um Planeten vom S-Typ, bei dem sich der Planet nur um einen der beiden Sterne bewegt. Kepler-16b war der erste echte P-Typ-Planet, der sich um beide Sterne bewegte.
Mit Kepler-34b und Kepler-35b hat man nun zwei weitere P-Typ-Planeten gefunden. Beide Planeten sind etwas kleiner als Jupiter (0,76 und 0,73 Jupiterradien). Ihre Masse beträgt ein Fünftel bzw. ein Zehntel der Jupitermasse; es handelt sich also um sehr „fluffige“ Planeten; Gasriesen mit geringer Dichte. So sieht das Kepler-34 System (die Sterne sind alle sonnenähnlich) aus:
Oben sieht man das System in der Draufsicht. Man erkennt recht gut, dass die Sterne sich auf einer exzentrischen Bahn umkreisen; der Planet ist etwa eine astronomische Einheit von den beiden Sternen entfernt. Für meinen Geschmack sind die Planet und die Sterne mit ihrer exzentrischen Bahn dort etwas sehr nahe zusammen. Welsh und seine Kollegen meinten zwar im Artikel, dass sie die Stabilität der Bahn für 10 Millionen Jahren simuliert und überprüft hätten. Aber das würde ich gern noch etwas genauer untersucht sehen. 10 Millionen Jahren sind nicht wirklich lang für ein Planetensystem. Da sollte man auf jeden Fall noch eine Größenordnung länger simulieren – es würde mich nicht wundern, wenn da noch der eine oder andere dynamische Effekt auftaucht…
Unten sieht man das System, wie es von der Erde aus gesehen wird. Der Planet kann vor beiden Sternen vorüberziehen und man hat auch beide Sorten von Transits beobachtet – und so den Planeten erst entdeckt.
Kepler-35 sieht ähnlich aus; hier ist der Planet etwas näher an den Sternen die sich auf einer weniger exzentrischen Bahn umkreisen:
Hier kann man von der Erde aus nur beobachten, wie der Planet vor einem der beiden Sterne vorüber zieht. Aber auch das reicht für eine Entdeckung. Welsh und seine Kollegen haben aber nicht nur zwei Planeten entdeckt und damit die Zahl der bekannten P-Typ-Planeten auf 3 erhöht. Sie haben auch ein bisschen Statistik betrieben und versucht abzuschätzen, wie häufig solche Planeten sind. Wie jetzt, Statistik mit drei Planeten?, fragt jetzt vielleicht der eine oder die andere. Bringt das was? Ja, natürlich bringt das was – vor allem, weil es nicht nur um die drei Fälle geht bei denen man was gefunden hat, sondern um alle Fälle, die man untersucht hat. Das waren in diesem Fall immerhin 750 Sterne! Man hat 750 Systeme untersucht und bei drei davon einen Planeten gefunden. Natürlich muss man berücksichtigen, dass nicht jedes Planetensystem so orientiert sein wird, dass wir von der Erde aus Transits beobachten können. Und nicht jeder Planet wird eine so kurze Periode haben, damit man ihn in den 2 Jahren, die Kepler arbeitet, entdecken hat können. Aber wenn man das berücksichtigt, dann ergibt sich (als untere Grenze), dass etwa 1 Prozent aller engen Doppelsternsysteme Planeten vom P-Typ hat. 1 Prozent ist wenig, aber es gibt viele Sterne und die Autoren kommen zu dem Schluss, dass es allein in unserer Milchstraße ein paar Millionen solcher „Science-Fiction“-Planeten mit zwei Sonnen am Himmel geben muss. Leben ist auf solchen Gasriesen nicht möglich; aber wer weiß. Manche davon haben sicher Monde, manche davon befinden sich vielleicht genau im richtigen Abstand so dass die Temperatur auf den Monden richtig ist. Und vielleicht sitzen dort wirklich ein paar Aliens betrachten den doppelten Sonnenuntergang und lästern über die armen Typen auf anderen Planeten, die sich mit einer Sonne zufrieden geben müssen…
Wahnsinn, was Kepler allein in dem halben Jahr oder so, in dem ich hier mitlese, alles entdeckt hat.
Weiß man, ob die Bahnen der beide Sterne irgendwie gegeneinander geneigt sind? Oder kreuzen sie sich tatsächlich, wie es in der Draufsicht aussieht? Bei der Ansicht von der Erde sehen sie aus, als lägen sie in derselben Ebene, aber das kann ja eine vereinfachte Darstellung sein. (Falls ich was übersehen oder nicht bedacht habe, bitte ich um Entschuldigung – ich arbeite gerade dran, mich etwas besser auszukennen)
Spricht eigentlich irgendetwas generell gegen das gleichzeitige Vorkommen von P- und S-Typ-Planeten in einem Doppelsternsystem?
Ach, und ich dachte man hätte bisher nur P-Planeten gefunden oder evtl. S-Planeten wo der Begleitstern sehr weit weg ist. Aber scheinbar gibts auch stabile Bahnen von S-Planeten wo der Begleitstern relativ nahe ist, hab grad deinen verlinkten Artikel gelesen. Tja, man kann nicht alles wissen 😉
Ich versuche mir gerade einen Gravitationstrog vorzustellen, der von zwei Sonnen zyklisch durchgequirlt wird. Bewegen sich die Planeten da nicht auf einer Wellenlinie?
@rolak:
Nö, wieso? Stört doch den P-Planeten nicht ob einer seiner Sterne noch einen S-Planeten herumhat, der hat ja nicht viel Masse im Vergleich zum Stern.
@Suse: „Weiß man, ob die Bahnen der beide Sterne irgendwie gegeneinander geneigt sind?“
WIe die Neigung der Bahnen aussieht, siehst du in der Frontalansicht im Bild. SInd alle etwa in einer Ebene.
@rolak: Ne, da spricht nichts dagegen. Hat man nur noch nicht gefunden, sowas.
Lieber Florian,
ich bin immer von deinem Artikel sehr begeistert. Ein herzliches Lob von mir. Mach weiter so 😉
Wäre es rein theoretisch möglich dass die Planeten um mehr als 2 Sterne (egal ob es ein P-Typ oder S-Typ) umkreisen?
Falls ja, gäbe es eine begrenzte Sternenanzahl, die die Planeten um die Sterne umkreisen?
Falls nicht, gibt es physikalische Gründe dafür?
@Florian: Danke! War mir nicht sicher.
Dann geh ich jetzt mal weitergrübeln, das wird ja immer faszinierender 🙂
@Rokeby: Klar, theoretisch kann ein Planet auch ein enges Dreifach- oder Vierfachsystem umkreisen. Er muss halt nur weit genug weg sein, dann wirken die ganzen Sterne aus der Sicht des Planeten wie ein einziges Objekt.
Es ist ja schon enorm spannend das als Student zu lesen der eher mässig vertieftes Fachwissen im Thema Astronomie hat. Da frage ich mich wie es so bei der Crew von der Keppler Mission zu und her geht, die haben ja im Moment jeden Tag genug Gründe um die Korken Knallen zu Lassen x). Wenn ich mein Elektrotechnik Studium beendet habe werde ich auf jeden Fall versuchen meine Karriere in Richtung Astronomie zu lenken und hoffentlich einen Beitrag dazu Leisten die Technischen Geräte weiter zu verfeinern damit auch in Zukunft so tolle Entdeckungen gemacht werden 😀
Ok, das versuche ich dann einfach auszusitzen, Florian.
Hi Alice, ‚wieso‘ ist die falsche Frage 😉 Dennoch: Es könnten ja für die beiden Formen unvereinbare Stabilitätsbedingungen herrschen, auch wenn ich mir das nicht vorstellen kann. Bloß heißt letzteres rein gar nichts, da ich bzgl vieler Fachgebiete (inkl Astronomie) nahezu umfassend unbeleckt bin. Zumindest solange sich die spezielle Frage nicht mit Themenbereichen (Physik, IT, diverses Autodidaktische) schneidet, bei denen ich zumindest etwas Ahnung habe.
@rolak:
Das hat ja nichts direkt mit Astronomie zu tun, das ist Himmelsmechanik, also Mechanik, sprich Physik und davon hast du ja etwas Ahnung wie du schreibst. 😉 Wie Florian schon beim Mehrfachsternsystem oben schrieb, solange der P-Planet weit genug weg ist von was auch immer da im Zentrum umeinander kreist ist für den Planeten all dieses „Zeugs“ näherungsweise ein Punktmasse. Und das Masseverhältnis Planet – Stern ist zudem normalerweise sehr klein und damit der gemeinsame Massenschwerpunkt von S-Planet und Stern nicht weit vom Zentrum des Sterns weg, also stört das den P-Planeten noch weniger, er könnte ja auch genausogut um einen geringfügig schwereren Stern kreisen, das würde nicht viel Unterschied machen.
ist es eigentlich Absicht, dass die Umlaufbahn bei Kepler-34 oben rechts nicht geschlossen ist?
Die Frage die mir beim genaueren Blick auf das allererste Bild kommt: So ein S-Typ-Planet umkreist doch quasi einen Stern wie ein Mond bei dessen Reise um den gemeinsamen Schwerpunkt mit dem anderen Stern. Ist es da nicht recht wahrscheinlich, dass sich die Bahnen des Planeten und des anderen Sternes kreuzen und die beiden sich seeeehr nahe kommen?
Das mag ja alles zutreffen, Alice, doch seitdem ich Artikel wie diese (Serie) gelesen habe, vertraue ich nicht mehr in allen Bereichen so unbedingt meiner vollmechanischen Physikintuition 🙂
@Heinz: „Ist es da nicht recht wahrscheinlich, dass sich die Bahnen des Planeten und des anderen Sternes kreuzen und die beiden sich seeeehr nahe kommen? „
Naja, der Planet muss halt nahe genug an seinem Stern sein. Ansonsten wird die Bahn instabil.
@Engywuck: „ist es eigentlich Absicht, dass die Umlaufbahn bei Kepler-34 oben rechts nicht geschlossen ist?“
Hmm – kann ich so spontan nicht sagen. Ich tippe auf Bildfehler…
Weia, da wird einem ja schwindelig! Wenn da Aliens wohnen, dann machen die bestimmt besonders interessante Horrorskope.
Hehe, der war gut!
FF: fantastisch! Ich hätte mir das nie so vorstellen können. Aber mit der Sonne, die wie ein Planet bei uns einen Mond hat oder dem Sonnencluster aus 2 Sonnen hast Du das gut beschreiben.
“ Und vielleicht sitzen dort wirklich ein paar Aliens betrachten den doppelten Sonnenuntergang und lästern über die armen Typen auf anderen Planeten, die sich mit einer Sonne zufrieden geben müssen…“
Bei uns wurde früher die Theorie vertreten, daß sich auf Planeten mit nur einer Sonne kein intelligentes Leben entwickeln könnte, weil es da keine die Neugier anregende sichtbare Rotation von zwei Himmelskörpern umeinander zu beobachten gibt.
Ist natürlich alles egozentrischer Quatsch… dachte ich früher immer.
Aber seit ich hier zu besuch bin, frag ich mich doch, ob da nicht was dran sein könnte. 😉
@Florian:
Hi Florian,
eine Frage, die sich mir gleich stellte: Wenn sich die Sterne in einer Ebene bewegen, gibt es dann nicht eine gewisse Wahrscheinlichkeit der Kollision zwischen den Sternen?
Gruss
Gerald
@Gerald: „Wenn sich die Sterne in einer Ebene bewegen, gibt es dann nicht eine gewisse Wahrscheinlichkeit der Kollision zwischen den Sternen?“
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2 Objekte, wie z.B. Sterne, liegen per Definition IMMER in einer Ebene…
Die Sterne bewegen sich um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Und wenn sie das auf eine Art tun würden, die zu Kollisionen führt, dann gäbs das System nicht mehr 😉 Es ist also davon auszugehen, dass wir heute nur die Konfigurationen beobachten, die stabil sind.
hier noch ein kleines Gedankenexperiment zu S- und P-Planeten:
Wenn jemand noch ein paar Fuhren Wasserstoff auf Jupiter kippt, bis die Fusion im Innern zündet, hätten wir hier ein schönes Doppelsonnen-System mit Merkur bis Mars als S-Planeten von Sol, die Jupitermonde würden zu S-(Klein)Planeten des zweiten Sterns „befördert“ und Saturn bis Neptun wären die P-Planeten des Doppelsterns. Die Idee ist übrigens nicht neu, siehe Arthur C. Clarke.
Jo, so 11 bis 12 Jupitermassen…
Da die zwei Sterne ihren gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen können sie doch grundsätzlich nicht kollidieren?! Was wäre denn (ohne Störung von aussen bzw. durch Planeten) eine instabile Konfiguration?
@stillerleser
Schätze mal, 2 Sterne werden immer in einer stabilen Konstellation umeinander kreisen. Wenn sie den gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen, stehen sie sich immer gegenüber auf verschiedenen Seiten des Schwerpunkts (die zwei Sterne bilden eine Linie mit dem Schwerpunkt, der zwischen ihnen liegt).
Instabil können nur Konfigurationen mit mehr als 2 Sternen sein. Z.B. habe ich mal gelesen, das (noch recht junge) Trapez im Orion sei langfristig nicht stabil, die Sterne könnten sich untereinander aus der Bahn werfen.
Stabil sind Mehrfachsystem immer dann, wenn je zwei Komponenten eng beieinander stehen, und von anderen Komponenten weit umkreist werden. Mizar z.B. besteht aus zwei im Amateurfernrohr leicht zu trennenden Komponenten, die jeweils noch einmal spektroskopisch (aber eben nicht visuell) getrennt werden können, und werden von Alkor in einem Abstand umkreist, den auch das bloße Auge trennt. Alkor ist seinerseits spektroskopisch doppelt.
@Alderamin: ich weiß, ich weiß…
Ausserdem würde diese zusätzliche Masse wahrscheinlich die ganze Stabilität unseres schönen Sonnensystems gefährden und die Planeten(und Mond-)bahnen durcheinanderbringen. Stornieren wir also den Auftrag beim Galactic Express und verzichten auf Doppelsonnenuntergänge 😉 Auch wenn ich mir nach meinem Gedankenexperiment S- und P-Planeten und die mögliche Vielfalt extrasolaren Planetensysteme besser vorstellen konnte.
@Alderamin: ich weiß, ich weiß…
Ausserdem würde diese zusätzliche Masse wahrscheinlich die ganze Stabilität unseres schönen Sonnensystems gefährden und die Planeten(und Mond-)bahnen durcheinanderbringen. Stornieren wir also den Auftrag beim Galactic Express und verzichten auf Doppelsonnenuntergänge 😉 Auch wenn ich mir nach meinem Gedankenexperiment S- und P-Planeten und die mögliche Vielfalt extrasolaren Planetensysteme besser vorstellen konnte.
Das habe ich ja geschrieben und genau deswegen ist mit Florians Statement nicht ganz klar.
@stillerleser: „Da die zwei Sterne ihren gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen können sie doch grundsätzlich nicht kollidieren?! Was wäre denn (ohne Störung von aussen bzw. durch Planeten) eine instabile Konfiguration? „
Eine, bei der sich die Sterne so nahe kommen, dass sie kollidieren.
@stillerleser: „Das habe ich ja geschrieben und genau deswegen ist mit Florians Statement nicht ganz klar. „
Ok, dann mach ich nochmal klarer: Klar sind 2 Sterne immer stabil. Es sei denn, sie sind so eng beieinander, dass sie gar nicht anders können als kollidieren. Solche System wird es daher nicht geben.
Alles klar. Diese Formulierung passt jetzt wieder in mein Weltbild ;-).
@stillerleser: „Diese Formulierung passt jetzt wieder in mein Weltbild“
Wie wäre es denn mit der Idee, öfter mal das eigene Weltbild anzupassen, statt darauf zu warten, dass jemand seine Erläuterungen einem bestimmten Weltbild anpasst? Physik und Geometrie von zwei oder drei Himmelskörpern sollte doch nicht so sehr schwer zu erfassen sein.
Viele Erwachsene (und manchmal Jugendliche) verhalten sich so, ab irgend einem Zeitpunkt nichts Neues mehr hinzuzulernen, sondern die Welt nur noch mit dem bereits Gelernten erklären zu wollen. Das verhindert aber ganz offensichtlich, dass das Weltbild derjenigen dann noch wesentlich erweitert werden kann.