Stern mit zwei Planeten rotiert schief

Bisher war das Phänomen nur von Sternen mit einem „heißen Jupiter“ bekannt, also mit einem massereichen Planeten auf extrem enger Umlaufbahn. Jetzt haben Astronomen erstmals ein Mehrplanetensystem aufgespürt, bei dem die Rotationsachse des Sterns schräg auf der Umlaufbahn der Planeten steht. Um 45 bis 50 Grad sei die Achse des Sterns Kepler-56 gegen die Lotrechte auf den Orbits seiner beiden Planeten geneigt, berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt „Science“. Damit müsse die Ursache für solche Fehlstellungen neu überdacht werden – infrage komme bei Kepler-56 die Existenz eines bislang unbekannten, massereichen Begleiters.

„Die Messung der Neigung der stellaren Rotationsachse wird seit langem als wichtiges Werkzeug zur Überprüfung von Theorien der Planetenentstehung angesehen“, schreiben Daniel Huber vom Ames Research Center der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA und seine Kollegen. Dass große Neigungswinkel nur bei Sternen mit heißen Jupitern, nicht aber bei Mehrplanetensystemen beobachtet wurden, galt deshalb als Indiz dafür, dass die Riesenplaneten durch dynamische Störungen auf ihre enge Umlaufbahn gelangt sind und nicht durch einen langsamen Wanderungsprozess. „Diese Schlussfolgerung basiert jedoch auf der Annahme, dass der Äquator des Sterns die ursprüngliche Lage der protoplanetarischen Scheibe widerspiegelt“, so Huber und sein Team.

Die neuen Beobachtungen der Wissenschaftler stellen diese Voraussetzung jedoch infrage. Kepler-56 ist ein alter Stern mit einer 30 Prozent größeren Masse und dem vierfachen Durchmesser der Sonne. Messungen des inzwischen außer Betrieb gegangenen Weltraumteleskops Kepler zeigen, dass zwei Planeten mit Umlaufzeiten von 10 und 21 Tagen den Stern umkreisen. Huber und seine Kollegen haben anhand der von Kepler gelieferten Daten Schwingungen des Sterns analysiert. Da die Sichtbarkeit bestimmter Schwingungsmoden von der Orientierung des Sterns abhängt, konnten die Forscher daraus auf die Lage der Rotationsachse schließen.

Als mögliche Erklärung für die Fehlstellung kommt ein weiter außen auf einer stark geneigten Bahn kreisender großer Planet oder Stern infrage. Mit seiner Schwerkraft zerrt er an den sich weiter innen bewegenden Planeten und kippt so ihre Bahnen. Die Wechselwirkung zwischen den beiden Planeten wiederum führe dazu, so Huber und seine Kollegen, dass ihre beiden Bahnen trotz dieser äußeren Störung nahezu in einer Ebene bleiben. Tatsächlich haben Messungen der Bewegung von Kepler-56 bereits Hinweise auf die Existenz eines weiteren, massereichen Objekts in dem System geliefert.