Künstlerische Darstellung von GW Orionis. (Europäische Südsternwarte/YouTube) Unser Sonnensystem mit nur einem Stern am Himmel könnte ein bisschen seltsam sein. Am meisten der Sterne in der Milchstraße haben tatsächlich mindestens einen gravitativ gebundenen Sternbegleiter, was bedeutet, dass Zweisternwelten wie Tatooine wahrscheinlich keine Seltenheit sind.
Sternensysteme sind jedoch nicht auf maximal zwei Sterne beschränkt. Wir haben Systeme von gefunden bis zu sieben Sterne in einem komplexen Orbitaltanz miteinander verbunden. Und jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, was ihrer Meinung nach eine Premiere für die Astronomie sein könnte: einen Exoplaneten, der ein System aus drei Sternen umkreist, das auch als Sterntrinär bekannt ist.
Um es klar zu sagen: Es gab Exoplaneten schon früher in trinären Systemen gefunden – umkreist nur einen der Sterne im System. Wenn diese neue Entdeckung jedoch bestätigt wird, wird sich der Exoplanet in einer Umlaufbahn um alle drei Sterne befinden, was bisher noch nicht beobachtet wurde.
Beobachtungen von GW Orion. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESO/Exeter/Kraus et al.)
Sterne in der Milchstraße werden normalerweise nicht isoliert geboren. Ihre Geburtsorte sind massive Molekülwolken, in denen dichte Gasklumpen unter der Schwerkraft kollabieren.
Während sich diese Klumpen drehen, bildet das Material in der Wolke eine Scheibe, die sich auf dem entstehenden Stern ansammelt. Wenn diese Scheibe zerbricht, kann sich an derselben Stelle ein weiterer Stern oder mehrere Sterne bilden – eine kleine Sternfamilie aus Geschwistern. Nachdem sich der Stern gebildet hat, können aus den Überresten der Scheibe Planeten entstehen.
Schätzungen zufolge haben etwa 40 bis 50 Prozent der Sterne einen Doppelsternbegleiter und weitere 20 Prozent befinden sich in Systemen mit drei oder mehr Sternen.
Diese Systeme werden recht gravitativ komplex sein, was es für kleinere Objekte möglicherweise schwierig macht, in der Nähe zu bleiben – dennoch befinden sich schätzungsweise etwa 2,5 Prozent der Exoplaneten in diesen Mehrfachsystemen, die aus drei oder mehr Sternen bestehen.
Bisher wurden etwa 32 Exoplaneten in Trinärsystemen gefunden. Und dann kam ein System namens GW Orionis.
GW Orionis liegt etwa 1.300 Lichtjahre entfernt und erregte die Aufmerksamkeit der Astronomen, weil es von einer riesigen, falsch ausgerichteten protoplanetaren Scheibe umgeben ist, die alle drei Sterne umkreist.
Mithilfe des leistungsstarken Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) bestätigten Astronomen noch etwas über das System: Es gibt eine erhebliche Lücke in der protoplanetaren Scheibe.
Nach unseren Modellen der Planetenentstehung werden Lücken in protoplanetaren Scheiben wahrscheinlich durch die Entstehung von Planeten verursacht. Während sie den Stern umkreisen, reißen diese Planeten den Staub und das Gas auf ihrer Umlaufbahn mit sich, räumen diese ab und hinterlassen eine Lücke.
Bei GW Orionis sind die Dinge nicht unbedingt so eindeutig. Da die drei Sterne ein komplexes Gravitationsfeld erzeugen würden, besteht die Möglichkeit, dass seltsame Merkmale in der Scheibe von den Sternen selbst erzeugt wurden.
Vorherige Analyse schlug vor, dass dies wahrscheinlich nicht der Fall sei; Die Gravitationswechselwirkung zwischen den Sternen allein reicht nicht aus, um eine Lücke in die Scheibe zu reißen, sodass als wahrscheinliche Erklärung ein sich bildender Exoplanet übrig bleibt.
Nun bestätigt eine neue Analyse diese Interpretation. Unter der Leitung des Astronomen Jeremy Smallwood von der University of Nevada in Las Vegas rekonstruierte ein Forscherteam ein Modell des GW-Orionis-Systems und integrierte dabei N-Körper- und dreidimensionale hydrodynamische Simulationen.
Sie fanden, genau wie Forscher vor ihnen, heraus, dass das von den Sternen erzeugte Drehmoment nicht ausreicht, um die protoplanetare Scheibe zu spalten.
Stattdessen ist der Übeltäter wahrscheinlich ein Gasriese Jupiter , im Entstehungsprozess, oder vielleicht mehrere Gasriesen. Wir haben den Exoplaneten selbst nicht gesehen, was bedeutet, dass immer noch Raum für Zweifel besteht, aber die Übereinstimmung zwischen den beiden getrennten Forschungsbemühungen scheint die Interpretation des Baby-Exoplaneten zu begünstigen.
Das könnte bedeuten, dass der Planetenentstehungsprozess extremere Bedingungen überstehen könnte, als wir erwartet hatten, etwa komplizierte Umgebungen wie der Raum um Dreifachsterne.
„Es ist wirklich spannend, weil es die Theorie der Planetenentstehung wirklich robust macht“, sagte Smallwood . „Es könnte bedeuten, dass die Planetenentstehung viel aktiver ist, als wir dachten, was ziemlich cool ist.“
Das Team hofft, dass Astronomen den oder die Exoplaneten bei kommenden Beobachtungen des GW-Orionis-Systems direkt sehen können.
Die Forschung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .