Extrasolare Systeme: Planetenbahnen in Schieflage

Planeten um Ypsilon Andromedae — © Illustration Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI). Science Credit: NASA, ESA, and B. McArthur (The University of Texas at Austin, McDonald Observatory) / Upsilon Andromedae A system (artist's impression) / CC BY 4.0 CC BY (Ausschnitt)

Seit mehr als zehn Jahren ist bekannt, dass drei jupiterähnliche Planeten um den nahen Stern Ypsilon Andromedae kreisen. Wie Forscher nun herausfanden, stehen die Bahnen zweier Trabanten dabei in einem steilen Winkel zueinander.

Barbara McArthur von der University of Texas in Austin und ihr Team rekonstruierten die Umlaufbahnen mit Hilfe von Computermodellen, wobei sie sich auf Beobachtungsdaten vom Weltraumteleskop Hubble sowie erdgebundenen Teleskopen stützen. Zwei der drei bisher bekannten Planeten, Ypsilon Andromedae c und d, umrunden ihren Mutterstern demnach in um 30 Grad zueinander geneigten Ebenen. In dieser Konfiguration würden sich die Planeten gegenseitig so stark anziehen, dass sie sich beinahe aus dem System werfen, berichten die Wissenschaftler.

© Illustration Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI). Science Credit: NASA, ESA, and B. McArthur (The University of Texas at Austin McDonald Observatory) / Comparison of Solar System with Upsilon Andromedae system / CC BY 4.0 CC BY (Ausschnitt)

Unsere Sonne und Ypsilon Andromedae | Zwei der drei bisher bekannten Planeten um Ypsilon Andromedae umkreisen ihren Mutterstern in einer um 30 Grad zueinander geneigten Ebene.

Dennoch vermuten die Forscher für das ungewöhnliche System eine ähnliche Entstehungsgeschichte wie für unser Sonnensystem: Die Planeten bilden sich in der Gas- und Staubscheibe um ihren Stern und liegen daher nahezu in einer Ebene. Möglicherweise gab es aber Unterschiede in den späteren Entwicklungsphasen, so McArthur.

Dabei denken die Astronomen zum Beispiel an gravitative Wechselwirkungen im System, verursacht beispielsweise durch nach innen wandernde oder ausgeworfene Trabanten. Da sich Ypsilon Andromedae in einem Doppelsystem befindet, könnte auch hier die Ursache für die stark geneigten Planetenbahnen liegen.

Zudem fanden die Forscher Hinweise darauf, dass ein vierter Planet den Stern umrundet. Dieser sei allerdings viel weiter vom Zentrum entfernt als die anderen. Auch die genauen Massen von zwei der drei bekannten Planeten, Ypsilon Andromedae c und d, konnten das Team um McArthur bestimmen. Statt wie bisher angenommen zwei und vier Jupitermassen besitzen Ypsilon Andromedae c und d demnach 14 beziehungsweise zehn Jupitermassen.

Der 44 Lichtjahre von der Erde entfernte Stern Ypsilon Andromedae ist etwas jünger, massereicher und heller als die Sonne. Die Neigung des innersten Planeten Ypsilon Andromedae b konnte bislang noch nicht bestimmt werden, da die Präzision heutiger Instrumente nicht ausreichend ist.

Maike Pollmann

Originalarbeit
McArthur, B. et al.: New Observational Constraints on the Upsilon Andromedae System. 216th Meeting of the American Astronomical Society, Miami, 23.-27.5.2010.