Dreifach-Sternsystem: Kepler entdeckt drei sich bedeckende Sterne

Wetraumsatellit Kepler — © NASA / Wendy Stenzel (Ausschnitt)

Eigentlich ist das Weltraumteleskop Kepler dazu gedacht, Exoplaneten um ferne Sterne aufzuspüren. Dazu blickt es fortwährend auf eine bestimmte Himmelsregion im Grenzbereich der Sternbilder Schwan und Leier. Es behält dabei rund 150 000 Sterne permanent im Blick und registriert deren Helligkeitsschwankungen. Am häufigsten sind variable Sterne und sich bedeckende Doppelsterne die Ursache für periodische Helligkeitsänderungen, nur ein kleinerer Teil lässt sich auf Exoplaneten zurückführen.

Nun fiel einem Forscherteam um Joshua A. Carter am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge im US-Bundesstaat Massachussetts der Stern KOI-126 ins Auge. Auswertungen seiner Lichtkurve zeigen, dass dieser in Wirklichkeit ein Dreifachsternsystem ist. Es ist ein so genanntes hierarchisches Sternsystem, bei dem ein enger Doppelstern aus zwei kleinen Sternen einen größeren Hauptstern umrundet.

Beispiele für Lichtkurven des Dreifachsternsystems KOI-126 | In diesen drei Grafiken wandern die beiden Komponenten B und C (rote Scheiben) des Dreifachsternsystems KOI-126 vor der gelben, wesentlich größeren Scheibe des Hauptsterns A vorbei. Die Durchmesser der Scheiben entsprechen den wahren Größenverhältnissen der drei Sterne von KOI-126. Die Zahlen oberhalb der Lichtkurven markieren die zugehörigen Positionen der nummerierten roten Sternscheiben vor dem Hauptstern.

Die beiden Komponenten des engen Doppelsterns weisen jeweils etwa ein Fünftel der Masse unserer Sonne auf, besitzen ein Viertel (350 000 Kilometer) des Sonnendurchmessers (1,4 Millionen Kilometer) und umrunden ihren gemeinsamen Schwerpunkt in nur 1,77 Tagen (43 Stunden). Die beiden Sterne umlaufen auf einer elliptischen Bahn in 34 Tagen den Hauptstern mit einer Masse von 1,35 Sonnenmassen und dem zweifachen Sonnendurchmesser.

Hierarchische Mehrfachsternsysteme sind in unserem Milchstraßensystem nicht selten, aber im Fall von KOI-126 liegt die Ebene der Umlaufbahn um den Hauptstern so, dass von uns aus gesehen die beiden kleineren Sterne periodisch vor dem Hauptstern durchziehen und auch von diesem zumindest teilweise bedeckt werden. Durch die besondere Geometrie des Systems ist es daher möglich, die Dimensionen der drei Sterne sehr exakt zu bestimmen.

Besonders interessant für die Astrophysiker sind dabei die beiden kleinen, masseärmeren Sterne. Von derartigen Zwergsternen liegen bislang nur wenige Informationen über ihre Größe vor, da sich die Durchmesser bisher nur im Fall des sich bedeckenden Doppelsternsystem CM Draconis im Sternbild Drache direkt bestimmen ließen. Mit den Beobachtungen bei KOI-126 verdoppelt sich nun die Zahl bekannter derartiger Systeme.

Massearme Sterne sind sehr leuchtschwach und lassen sich nur schwierig beobachten, so dass eine Bestimmung ihrer Dimensionen kaum möglich ist. Das System KOI-126 erlaubt es nun, diese Daten mit den theoretischen Vorhersagen der Sternphysiker zu vergleichen. Es zeigte sich, dass die Modelle die Durchmesser der beiden Sterne etwa um zwei bis fünf Prozent zu klein angeben. Offenbar müssen die Modelle noch etwas modifiziert werden, um exaktere Prognosen zu erlauben. (ta)