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Blick an den Sternenhimmel: Um einen dieser Sterne kreisen vier Planeten mit großer Synchronität. Stirbt der Stern eines Tages, entsteht ein gigantischer „Weltraum-Flipper“.
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Blick an den Sternenhimmel: Um einen dieser Sterne kreisen vier Planeten mit großer Synchronität. Stirbt der Stern eines Tages, entsteht ein gigantischer „Weltraum-Flipper“.

Astronomie

Stirbt der Stern HR 8799, wird sein Planeten-System zum Weltraum-Flipper

  • Tanja Banner
    VonTanja Banner
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Der synchrone Tanz ungewöhnlich großer Planeten um den Stern HR 8799 könnte eines Tages im gigantischen Chaos enden. Forschende sprechen von einer Art „Weltraum-Flipper“.

Frankfurt – Das Planetensystem um den Stern HR 8799 im Sternbild Pegasus ist faszinierend: Vier ungewöhnlich große Planeten umkreisen den etwa 30 bis 40 Millionen Jahre alten Stern. Die Planeten HR 8799 b, c, d und e haben alle mindestens die fünffache Jupiter-Masse und kommen sich auf ihren Umlaufbahnen um den Stern sehr nahe. Untersuchungen zeigen, dass die Planeten in einem perfekten Rhythmus um ihren Stern tanzen: Während der äußerste Planet seinen Orbit ein Mal vollendet, umkreist sein Nachbarplanet den Stern genau zweimal. Dessen innerer Nachbar umkreist den Stern in der gleichen Zeit viermal, während der innerste der Planeten den Stern genau achtmal umrundet. Doch eines Tages wird es vorbei sein mit den synchronen Bewegungen im Planetensystem um den Stern HR 8799.

Forschende der Universitäten in Warwick und Exeter haben analysiert, was passiert, wenn der Stern im Zentrum des Systems stirbt und zu einem weißen Zwerg wird. Ihre Erkenntnis, die sie in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht haben: Stirbt der Stern HR 8799, wird aus den miteinander synchronisierten Planeten eine Art „Weltraum-Flipper“. Die Planeten würden dann aus ihren Umlaufbahnen geworfen und von der Schwerkraft der anderen Planeten abprallen, „wie Bälle, die bei einem Flipperspiel von einer Bande abprallen“, heißt es in einer Mitteilung der Forschenden.

Blick ins Universum: Synchroner Tanz von vier Planeten endet eines Tages im Chaos

Der synchrone Tanz der vier Planeten soll den Berechnungen des Forschungsteams zufolge noch für die nächsten drei Milliarden Jahre halten. Doch sobald der Stern im Zentrum des Systems damit beginnt, zu einem roten Giganten zu werden, ist es mit der Synchronizität vorbei: Der Stern bläht sich auf das mehrere hundertfache seiner aktuellen Größe auf und verliert beinahe die Hälfte seiner Masse, bevor er zu einem weißen Zwergstern wird. Und der Planeten-Flipper beginnt. „Die Planeten streuen gravitativ voneinander ab“, erklärt Hauptautor Dimitri Veras. „In einem Fall könnte der innerste Planet aus dem System ausgeworfen werden. Oder in einem anderen Fall kann der dritte Planet ausgeworfen werden“, so Veritas weiter. Jede Kombination sei möglich, auch, dass der zweite und vierte Planet die Positionen tauschen.

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System HR 8799: Vom synchronen Planeten-Tanz zum „Weltraum-Flipper“

„Sie sind so groß und so nah beieinander – das einzige, das sie derzeit in ihrem perfekten Rhythmus hält, sind ihre Umlaufbahnen“, betont Veritas. „Alle vier sind in dieser Kette verbunden. Sobald der Stern an Masse verliert, werden ihre Orte abweichen, zwei von ihnen werden sich abstoßen und eine Kettenreaktion unter allen vier Planeten auslösen.“

Im Laufe der Zeit sollte das Planetensystem sehr chaotisch werden, schreiben die Forschenden in ihrer Studie. Die Bewegungen werden unvorhersehbar, sei die Position eines Planeten beim Start des Prozesses nur um einen Zentimeter verschoben, verändere sich alles.

Künstlerische Darstellung: Der Stern HR 8799 und seine vier Planeten, die sich synchron um den Stern bewegen.

HR 8799 und seine Planeten sind wichtig für die Exoplaneten-Forschung

Drei der Planeten, die den Stern HR 8799 umkreisen, wurden 2008 mithilfe der Teleskope Keck und Gemini entdeckt, 2009 wurde der innerste Planet entdeckt, nachträglich wurden drei der Planeten auch auf Aufnahmen des „Hubble“-Weltraumteleskops von 1998 entdeckt. Seit 2016 vermutet man, dass es einen fünften Planeten im System gibt, der jedoch noch nicht verifiziert werden konnte. Erst kürzlich hat die Nasa einen anderen Planeten entdeckt, der für die Forschung spannend ist.

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„Das HR 8799-System war ikonisch für die Exoplaneten-Forschung, deshalb ist es faszinierend, in seine Zukunft zu blicken und zu sehen, wie es sich von einer harmonischen Ansammlung von Planeten zu einer chaotischen Szenerie entwickelt“, freut sich Co-Autor Sasha Hinkley. Doch ein kleiner Wermutstropfen bleibt: Die Forschenden werden nicht miterleben, ob ihre Vorhersagen in ferner Zukunft tatsächlich eintreffen. (Tanja Banner)

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