Barnards Pfeilstern umkreisen vier Planeten

Exoplaneten: Barnards Pfeilstern umkreisen vier Planeten

Den uns am nächsten stehenden Einzelstern umrunden vier Planeten, die kleiner sind als die Erde. Sie kreisen jedoch so eng um ihr Muttergestirn, dass sie für Leben zu heiß sind.

von Tilmann Althaus

Eine karge, rote Planetenoberfläche mit tiefen Schluchten und Kratern unter einem hellen, zentralen Stern am Himmel. Drei kleinere Himmelskörper sind in der Ferne sichtbar. Die Szene vermittelt den Eindruck einer außerirdischen, marsähnlichen Landschaft. — © International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld / Artist’s Illustration of Exoplanets Orbiting Barnard’s Star / CC BY 4.0 (Ausschnitt)
Ein kompaktes Planetensystem umgibt den Roten Zwerg mit dem Namen Barnards Pfeilstern.

Rund sechs Lichtjahre von uns entfernt im Sternbild Schlangenträger befindet sich ein Roter Zwerg: Barnards Pfeilstern. Sein Name geht darauf zurück, dass er sich mit hoher Geschwindigkeit über den Himmel relativ zu den Hintergrundsternen bewegt. Er wurde im Jahr 1916 vom US-Astronomen Emerson E. Barnard entdeckt. Seit Jahrzehnten wurde bei diesem Stern wegen seiner großen Nähe nach Planeten gesucht, lange Zeit vergeblich. Erst 2024 gelang es, bei Barnards Pfeilstern einen Exoplaneten aufzuspüren. Nun zeigen weitergehende Untersuchungen, dass der Rote Zwerg von mindestens vier Planeten umrundet wird.

Entdeckt hat sie ein Team um Ritvik Basant von der University of Chicago mittels der Radialgeschwindigkeitsmethode. Dabei werden mit einem Präzisionsspektrografen spezielle Linien im Spektrum des Sterns auf kleine periodische Änderungen der Wellenlänge untersucht. Wird der Stern von Planeten umrundet, so sorgen diese durch ihre Schwerkraft dafür, dass das Zentralgestirn periodisch auf seiner Bahn geringfügig abgelenkt wird. Der Dopplereffekt verschiebt diese Linien ins Blaue, wenn der Stern auf uns zukommt, und ins Rote, wenn sich der Stern von uns entfernt. Als Messinstrument diente der Spektrograf MAROON-X, der auf dem 8-Meter-Teleskop Gemini North auf dem Mauna Kea, Hawaii, montiert ist. Das Gerät ist speziell dafür konstruiert, bei leuchtschwachen Roten Zwergen auf Planetensuche zu gehen.

Die vier Planeten weisen Massen zwischen 20 und 30 Prozent derjenigen der Erde auf, das entspricht zwei bis drei Marsmassen. Sie liegen also im Vergleich zu den Planeten unseres Sonnensystems zwischen Mars (elf Prozent der Erdmasse) und Venus (82 Prozent). Allen vier Planeten gemein ist, dass sie ihr leuchtschwaches Zentralgestirn in sehr geringem Abstand umrunden. Dadurch sind sie für Leben, wie wir es kennen, zu heiß. Bei allen Welten dürfte es sich um Felsplaneten ähnlich den terrestrischen Planeten in unserem Sonnensystem handeln.

Der innerste Planet umrundet den Pfeilstern in 2,34 Tagen und weist eine Mindestmasse von 26 Prozent der Erdmasse auf. Die Distanz zu seinem Stern beträgt im Mittel 2,7 Millionen Kilometer oder 1,9 Prozent des Abstands der Erde zur Sonne. Der nächstäußere Planet, der schon im letzten Jahr nachgewiesen wurde, umrundet das Zentralgestirn in 3,15 Tagen, hat 30 Prozent der Erdmasse und ist 3,4 Millionen Kilometer vom Stern entfernt. Ihm folgt Planet c mit 4,12 Tagen Umlaufdauer, 33 Prozent der Erdmasse und einer mittleren Distanz von 4,11 Millionen Kilometern. Den Abschluss bildet Planet e mit 6,74 Tagen für einen Umlauf, 19 Prozent der Erdmasse und einem Abstand von 5,7 Millionen Kilometern. Das Planetensystem um Barnards Pfeilstern ist also sehr kompakt und erinnert in seinem dichten Aufbau an Jupiter mit seinen vier großen Galileischen Monden.