{"id":21854,"date":"2014-06-23T07:30:59","date_gmt":"2014-06-23T05:30:59","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/06\/23\/das-verlorene-kapitel-von-die-neuentdeckung-des-himmels-doppelsonnen-und-wechselplaneten-teil-1\/"},"modified":"2025-05-14T16:14:44","modified_gmt":"2025-05-14T14:14:44","slug":"das-verlorene-kapitel-von-die-neuentdeckung-des-himmels-doppelsonnen-und-wechselplaneten-teil-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2014\/06\/23\/das-verlorene-kapitel-von-die-neuentdeckung-des-himmels-doppelsonnen-und-wechselplaneten-teil-1\/","title":{"rendered":"Das verlorene Kapitel von „Die Neuentdeckung des Himmels“: Doppelsonnen und Wechselplaneten (Teil 1)"},"content":{"rendered":"

Wenn man ein Buch schreibt, dann hat man hoffentlich eine Lektorin oder einen Lektor. Bei der Entstehung eines Buches sind das \u00e4u\u00dferst wichtige Menschen. Denn die wissen im Idealfall, wie ein richtig gutes Buch funktionieren muss; welche Geschichten besser an den Anfang passen und welche ans Ende. Sie wissen, welche Geschichten gek\u00fcrzt werden m\u00fcssen und welche man ein bisschen ausf\u00fchrlicher erz\u00e4hlen kann. Sie wissen, wie aus einem guten Manuskript ein wirklich gutes Buch<\/i> wird. Meinem Lektor beim Hanser-Verlag bin ich immer sehr dankbar f\u00fcr seine Unterst\u00fctzung bei meiner Arbeit. Auch wenn das manchmal dazu f\u00fchrt, dass ich schon geschriebene Texte wieder verwerfe bzw. oft ganze Kapitel wieder aus dem Buch streiche. Nicht, weil sie schlecht sind. Sondern weil sich oft erst w\u00e4hrend der Arbeit am Buch herausstellt, welches Konzept am besten ist und manches dann einfach nicht mehr rein passt. Oder weil man bei der kompletten Lekt\u00fcre des Manuskripts nach allen Korrekturen am Ende merkt, dass ein Abschnitt irgendwie nicht mehr ganz so gut hinein passt, wie man anfangs dachte und nun den Lesefluss st\u00f6rt. Das war bei einem Kapitel meines letzten Buchs der Fall. In „Die Neuentdeckung des Himmels“<\/a> habe ich \u00fcber die Erforschung extrasolarer Planeten und die Suche nach au\u00dferirdischem Leben geschrieben. Urspr\u00fcnglich hatte ich darin auch ein Kapitel vorgesehen, in dem ich mich mit den „exotischen“ Planeten besch\u00e4ftige; also all denen, die ein wenig au\u00dfergew\u00f6hnlich sind oder nur in der Theorie existieren.<\/p>\n

Dieses Kapitel hat es nicht ins fertige Buch geschafft. Aber ihr k\u00f6nnt es trotzdem lesen, denn ich werde es heute und in den n\u00e4chsten Tagen hier im Blog ver\u00f6ffentlichen. Viel Spa\u00df damit!<\/p>\n


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\"Das<\/a>
Bonus-Content!!<\/figcaption><\/figure>\n

Doppelsonne und Wechselplaneten (Teil 1)<\/b><\/p>\n

Seit wenigen Jahren wissen wir: Unsere Milchstra\u00dfe ist voll mit Planeten. Hunderte Milliarden fremder Welten umkreisen hunderte Milliarden von Sternen und viele davon sind deutlich seltsamer als wir es von unserem eigenen Sonnensystem kennen. Weit drau\u00dfen im All finden wir all dass, was wir bisher nur aus Science-Fiction-Filmen und B\u00fccher kannten. Zum Beispiel Planeten, die von mehr als nur einer Sonne beleuchtet werden.<\/p>\n

Die Doppelsonne ist ein klassisches Science-Fiction-Element. Immer dann wenn man Zusehern oder Lesern deutlich machen m\u00f6chte, dass man sich definitiv nicht mehr auf der Erde befindet, sondern auf einer fremden Welte, dann setzen Regisseure und Autoren mehrere Sonnen an den Himmel. Mittlerweile wissen wir aber, dass es Planeten mit so einem Anblick tats\u00e4chlich gibt. <\/p>\n

Unsere Sonne ist ein Einzelstern und damit eigentlich eine Ausnahme in der Milchstra\u00dfe. Knapp zwei Drittel aller Sterne geh\u00f6ren zu einem Doppel- oder Mehrfachsternsystem. Das liegt an der Art und Weise wie Sterne entstehen. Die gro\u00dfen interstellaren Gaswolken, aus denen sie sich bilden, bieten meistens ausreichend Material f\u00fcr mehr als nur einen Stern. Wenn so eine Wolke kollabiert und sich das Gas zusammenballt, dann hat man Ende meistens eine ganze Gruppe junger Sterne, die sich gegenseitig durch ihre Gravitationskraft beeinflussen. Je nachdem wie nahe bei einander sie entstanden sind, k\u00f6nnen sich zwei Sterne dann auch umkreisen. <\/p>\n

Sirius, der hellste Stern an unserem Nachthimmel, hei\u00dft eigentlich \u201eSirius A\u201c. Denn es gibt auch noch seinen Begleiter \u201eSirius B\u201c, dessen Entdeckung durch Friedrich Wilhelm Bessel schon in Kapitel 1 beschrieben wurde. Dieser zweite Stern ist 20 Astronomische Einheiten von Sirius A entfernt, also ungef\u00e4hr so weit wie Uranus von der Sonne. Sirius A und Sirius B umkreisen einander und bilden ein Doppelsternsystem. Auch unser Nachbarstern Alpha Centauri besteht bei genauerer Betrachtung aus den beiden Sternen Alpha Centauri A und Alpha Centauri B die sich in einem Abstand von 24 Astronomischen Einheiten umkreisen. Eventuell ist sogar noch der kleine Stern Proxima Centauri Teil des Systems. Proxima ist knapp 15.000 Astronomische Einheiten von A und B entfernt und die bisherigen Beobachtungen deuten darauf hin, dass er beide Sterne in einem gro\u00dfen Bogen umkreist. <\/p>\n

Der helle Stern Castor im Sternbild Zwilling ist in Wahrheit sogar ein System aus sechs einzelnen Sternen, die zu drei Paaren angeordnet sind. Castor Aa und Ab bilden ein sehr enges Doppelsternsystem, genauso wie Castor Ba und Castor Bb. Beide Doppelsterne umkreisen einander und werden ihrerseits von dem engen Doppelsternsystem bestehend aus Castor Ca und Castor Cb umkreist.<\/p>\n

Sterne haben also gerne Gesellschaft und ein Einzelstern wie unsere Sonne ist im Universum eher die Ausnahme als die Regel. Aber vielleicht leben auch wir in einem Doppelsternsystem. In den 1980er Jahren behaupteten die beiden Pal\u00e4ontologen David Raup und John Sepkoski, dass die im Laufe der Erdgeschichte immer wieder auftretenden Massensterben einem gewissen Rhythmus folgen w\u00fcrden. Alle 26 Millionen Jahre schien irgendeine gewaltige Katastrophe stattzufinden, die einen Gro\u00dfteil des Lebens auf der Erde ausl\u00f6schte. Der Astrophysiker Richard Muller stellte darauf die Hypothese auf, dass die Sonne in gro\u00dfer Entfernung von einem kleinen Stern umkreist wird, den er \u201eNemesis\u201c nannte. Alle 26 Millionen Jahre sollte Nemesis auf ihrem Weg um die Sonne den \u00e4u\u00dfersten Bereichen unseres Sonnensystems sehr nahe kommen und dabei die Bahnen von Kometen und Asteroiden so ver\u00e4ndern, dass sie am Ende auf der Erde landen und dort Katastrophen anrichten. Diese Hypothese zu best\u00e4tigen oder zu widerlegen ist nicht einfach, denn Nemesis w\u00e4re enorm weit weg; der Abstand zur Sonne w\u00fcrde fast 2 Lichtjahre betragen. Nemesis bef\u00e4nde sich also auf halbem Weg zwischen Sonne und ihrem Nachbarstern Alpha Centauri und w\u00fcrde am Nachthimmel auch nicht anders aussehen als all die anderen Sterne. Nemesis w\u00e4re ein kleiner, schwacher Lichtpunkt unter vielen und ohne ausf\u00fchrliche Beobachtungen mit denen man die Entfernung aller Sterne am Himmel bestimmen kann, g\u00e4be es keine M\u00f6glichkeit, den potentiellen Begleitstern der Sonne zu identifizieren. Solche umfangreichen Beobachtungen waren aber bis jetzt immer viel zu aufwendig und zu kompliziert. Erst die Raumsonde GAIA, die im Dezember 2013 gestartet ist wird den Himmel ausreichend genau kartografieren um Nemesis zu finden, sollte dieser Stern tats\u00e4chlich existieren. <\/p>\n

Aber selbst wenn unsere Sonne doch kein Einzelkind ist sondern einen Begleitstern hat, \u00e4ndert sich damit nichts am Anblick, den wir von der Erde aus haben. Wir k\u00f6nnen nur trotzdem nur eine Sonne zu sehen. Aber die Science-Fiction-Planeten mit der Doppelsonne am Himmel existieren tats\u00e4chlich. Dass es sie geben kann, war aber nicht immer klar. Es erscheint auf den ersten Blick ja auch tats\u00e4chlich ein wenig unwahrscheinlich. Wenn da zwei oder mehr riesige Sterne einander umkreisen: Wo soll da noch Platz f\u00fcr Planeten sein? Sind die gravitativen St\u00f6rungen in einem Doppelsternsystem nicht viel zu gro\u00df und w\u00fcrde nicht jeder Planet sofort aus dem System geworfen? Diese Frage probierten Wissenschaftler schon zu beantworten, lange bevor \u00fcberhaupt der erste extrasolare Planet entdeckt wurde.<\/p>\n

Schon 1977 stellte der Amerikaner Robert Harrington Berechnungen an die zeigten, dass zumindest theoretisch stabile Planetenbahnen in Doppelsternsystemen existieren k\u00f6nnen. In den 1980er Jahren nutzte der \u00f6sterreichische Astronom Rudolf Dvorak Computersimulationen, um die Bahnen von Planeten in solchen Systemen detailliert untersuchen zu k\u00f6nnen. Er fand zwei Regionen, in denen kleine Himmelsk\u00f6rper trotz der gravitativen St\u00f6rungen von zwei Sternen dauerhaft ihre Bahnen ziehen k\u00f6nnen. Ein Planet kann entweder au\u00dfen um beide Sterne herum kreisen oder sich weiter innen nur um einen der beiden Sterne bewegen. Die erste Konstellation wird P-Typ (\u201ePlanetarer Typ\u201c) genannt, die zweite nennt man S-Typ (\u201eSatelliten-Typ\u201c). <\/p>\n

Beim P-Typ befindet sich der Planet weit von beiden Sternen entfernt. Aus seiner Sicht macht es keinen Unterschied, ob er nur einen oder mehrere Himmelsk\u00f6rper umkreist. Die Gravitationskraft, die auf ihn wirkt ist die gesamte Kraft beider Sterne und der Planet verh\u00e4lt sich so, als w\u00fcrde sich im Zentrum seiner Bahn nur ein einzelner Stern mit einer Masse befinden, die der Gesamtmasse beider Sterne entspricht. Ein Planet vom S-Typ dagegen ist einem Stern sehr nahe. F\u00fcr ihn spielt die Gravitationskraft des anderen, weiter entfernten Sterns so gut wie keine Rolle und er umkreist seinen Stern so, als w\u00e4re es der einzige. <\/p>\n

Nur dort, wo der Planet von beiden Sternen ungef\u00e4hr gleich stark angezogen wird, kommt es zu Problemen. In diesem Bereich sind die Bahnen chaotisch und instabil und dort k\u00f6nnen Planeten nicht dauerhaft existieren. Auch Bahnen, die einen Planeten von einem Stern zum anderen Stern f\u00fchren sind instabil. Ein Himmelsk\u00f6rper kann also zum Beispiel nicht dauerhaft der Form einer Acht folgend mal um den einen und dann um den anderen Stern kreisen. Stabile Bahnen gibt es nur, wenn sie von der Gravitationskraft eines Sterns dominiert werden und man den anderen vernachl\u00e4ssigen kann. <\/p>\n

Es spricht also nichts dagegen, dass Planeten in Doppel- oder Mehrfachsternsystemen existieren und es ist daher auch nicht \u00fcberraschend, dass man schon jede Menge von ihnen gefunden hat. Der Planet 55 Cancri b, der 1996 zu den ersten Entdeckungen \u00fcberhaupt geh\u00f6rt, ist ein Planet vom S-Typ. Er umkreist zusammen mit vier anderen Planeten den Stern 55 Cancri A. Knapp 1000 Astronomische Einheiten von 55 Cancri A entfernt befindet sich aber noch der rote Zwergstern 55 Cancri B (der vermutlich selbst wiederum ein enges Doppelsternsystem ist). 55 Cancri B hat nur ein Zehntel der Masse von 55 Cancri A und aufgrund der gro\u00dfen Entfernung ist sein gravitativer Einfluss auf das Planetensystem vernachl\u00e4ssigbar gering. <\/p>\n

Solche Systeme, in denen Planeten einen Stern umkreisen, der einen sehr weit entfernten Partnerstern hat, gibt es viele. Vermutlich deutlich mehr als wir bisher kennen, denn man macht sich nicht immer die M\u00fche und sucht bei den Sternen, die Planeten beherbergen nach eventuell vorhandenen Partnersternen. Aus astronomischer Sicht sind diese weiten Doppelsternsysteme auch nicht sonderlich interessant, denn die Planeten verhalten sich genau so, als w\u00fcrden sie einen Einzelstern umkreisen. Wesentlich spannender sind die engen Systeme. Zum Beispiel der Planet Gamma Cephei Ab. Er wurde schon 1988 von einem Team kanadischer Astronomen beobachtet; die Daten waren aber nicht ausreichend um seine Existenz zweifelsfrei zu belegen und erst 2002 konnte die Entdeckung offiziell bekannt gegeben werden.<\/p>\n

Gamma Cephei A ist ein Stern der fast f\u00fcnfmal so gro\u00df wie unsere Sonne ist und sein Partnerstern Gamma Cephei B ist nur 20 Astronomische Einheiten von ihm entfernt; also ungef\u00e4hr so weit wie der Uranus von unserer Sonne. Der Planet quetscht sich zwischen die beiden Sterne und umkreist Gamma Cephei A in einem Abstand von 2 Astronomischen Einheiten. Hier spielt der Einfluss des nahen Partnersterns eine deutlich wichtigere Rolle als bei den weiten Doppelsternsystemen und es gibt nur wenige Bereiche in der N\u00e4he von Gamma Cephei A, in denen sich Planeten auf stabilen Bahnen bewegen k\u00f6nnen. Neben dem schon bekannten Planeten ist dort nicht mehr allzu viel Platz und es ist nicht damit zu rechnen, dass sich dort ein gro\u00dfes Planetensystem mit vielen Himmelsk\u00f6rpern befindet, so wie bei 55 Cancri A. <\/p>\n

W\u00fcrde man sich auf der Oberfl\u00e4che eines Planeten vom S-Typ aufhalten, w\u00fcrde der Himmel wahrscheinlich nicht viel anders aussehen als auch hier auf der Erde. Es g\u00e4be eine helle Sonne am Tag und der zweite Stern des Systems w\u00fcrde nicht weiter auffallen. Je nach Konfiguration w\u00e4re er einfach nur ein mehr oder weniger heller Lichtpunkt am Nachthimmel. S-Typ-Planeten m\u00fcssen sich weit genug entfernt vom Einfluss des zweiten Sterns befinden um eine stabile Bahn haben zu k\u00f6nnen und an ihrem Himmel ist daher nicht mit dem Anblick von Science-Fiction-Doppelsonnen zu rechnen. <\/p>\n

Dazu braucht man einen P-Typ-Planeten \u2013 aber die waren schwer zu finden. Bis zum Jahr 2011 gab es kaum brauchbare Kandidaten. Man fand 2003 einen Planeten, der ein aus einem wei\u00dfen Zwerg und einem Neutronenstern bestehendes Paar umkreiste und 2009 beziehungsweise 2010 Planeten, die sich um Paare aus einem Stern und einem wei\u00dfen Zwerg bewegten. Aber Neutronensternen und wei\u00dfe Zwerge sind keine echten Sterne mehr; es sind die \u00dcberreste die am Ende eines Sternenlebens \u00fcbrige bleiben. Das hei\u00dft nat\u00fcrlich nicht, dass diese Objekte nicht interessant w\u00e4ren! Die 2010 entdeckten Planeten umkreist zum Beispiel das System NN Serpentis. Es besteht aus einem kleinen roten Zwergstern der in nur 600.000 Kilometer Entfernung von einem wei\u00dfen Zwerg umkreist wird. Der war fr\u00fcher aber auch mal ein normaler Stern und bevor er ein wei\u00dfer Zwerg wurde, musste er sich erst zu einem roten Riesen aufbl\u00e4hen. Dabei hat er den roten Zwergstern regelrecht verschluckt und der eine Stern bewegte sich eine Zeit lang in der Atmosph\u00e4re des anderen bevor der rote Riese schlie\u00dflich zum wei\u00dfen Zwerg schrumpfte. Die beiden Planeten die dieses seltsame Sternenpaar umkreisen haben sich vermutlich erst nach dem Tod des einen Sterns aus dessen \u00dcberresten gebildet; so wie man es auch bei den Pulsarplaneten vermutet. <\/p>\n

Im September 2011 fand dann aber das Weltraumteleskop Kepler den ersten P-Typ-Planeten, der zwei normale Sterne umkreiste. Kepler-16A und Kepler-16B sind beide kleiner als unsere Sonne. A hat 70 Prozent der Sonnenmasse; B nur 20 Prozent. Mit einem Abstand von nur 0,22 Astronomischen Einheiten sind sich die beiden Sterne auch sehr nahe. Der Planet selbst ist nur 0,7 Astronomische Einheiten vom Doppelstern entfernt; also in etwa so weit wie die Venus von der Sonne. Von der Erde aus blicken wir genau auf die Kante des Planetensystems. Alle drei Himmelsk\u00f6rper bedecken einander gegenseitig und das macht die Lichtkurve, die das Kepler-Weltraumteleskop aufgenommen hat, sehr kompliziert. Stehen von uns aus gesehen beide Sterne und der Planet nebeneinander, dann erreicht uns das meiste Licht. Aber wenn der Planet an einem der beiden Sterne vor\u00fcber zieht, dann sinkt die Helligkeit ein klein wenig. Die Sterne selbst bewegen sich nat\u00fcrlich auch umeinander und wenn einer den anderen bedeckt ist der Helligkeitsabfall wesentlich st\u00e4rker als bei einem planetaren Transit. <\/p>\n

Die Bewegung der drei Himmelsk\u00f6rper macht die Lichtkurve zwar sehr kompliziert, aber auch sehr aussagekr\u00e4ftig. Aus den wechselseitigen Bedeckungen konnte man die Eigenschaften und Bahnen der Sterne und des Planeten sehr genau bestimmen. Damit war es m\u00f6glich, am Computer die zuk\u00fcnftige Entwicklung des Systems zu simulieren und es zeigte sich, dass die Astronomen gro\u00dfes Gl\u00fcck gehabt haben. Durch die gegenseitigen gravitativen St\u00f6rungen ver\u00e4ndern sich die Bahnen im Laufe der Zeit; sie werden ein wenig gr\u00f6\u00dfer beziehungsweise kleiner und sie wackeln ein wenig hin und her. Dadurch \u00e4ndert sich auch unser Blickwinkel auf das System und von 2014 an ist es von der Erde aus nicht mehr m\u00f6glich zu sehen, wie der Planet an Kepler-16B vor\u00fcber zieht. Von 2018 an gibt es auch keinen Transit bei Kepler-16A mehr zu sehen. H\u00e4tte das Kepler-Teleskop den Stern also nicht im Jahr 2011 beobachtet sondern 2019, h\u00e4tte es keine Anzeichen f\u00fcr einen Planeten entdeckt. <\/p>\n

Der P-Typ-Planet von Kepler-16 ist \u00fcbrigens ein Gasriese von der Gr\u00f6\u00dfe des Saturn. Er hat also keine feste Oberfl\u00e4che, von der aus man die beiden Sonnen am Himmel beobachten k\u00f6nnte. Aber vielleicht wird er von einem Mond umkreist. Dort k\u00f6nnte man dann nicht nur zwei Sonnen sondern auch noch einen gro\u00dfen Planeten am Himmel sehen. Nimmt man die Himmelsk\u00f6rper in unserem Sonnensystem als Ma\u00dfstab, dann w\u00e4re das auf keinen Fall unwahrscheinlich. Bis auf Merkur und Venus hat jeder Planet des Sonnensystems einen oder mehrere Monde. Es w\u00e4re \u00e4u\u00dferst seltsam, wenn die fremden Welten nicht ebenso \u00fcppig mit Monden ausgestattet sind wie die Planeten bei uns zuhause. Wenn es extrasolare Planeten gibt, dann muss es auch extrasolare Monde geben. Sie werden bei der Entstehung eines Sonnensystems zwangsl\u00e4ufig mitproduziert.<\/p>\n

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Weiter geht es dann morgen in Teil 2.\"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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