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Astronomie

Planeten können ihre Sterne „verjüngen“

Künstlerische Darstellung eines heißen Jupiters, der seinen Wirtsstern eng umkreist. Im Hintergrund ist der „Zwillingsstern“ des Doppelsystems zu sehen. © NASA/CXC/M. Weiss

Große Planeten können auf ihren Mutterstern einen „Anti-Aging-Effekt“ ausüben, zeigt eine Studie. Durch ihren gravitativen Einfluss können sie dem Rückgang der Rotationsgeschwindigkeit und damit der Aktivität entgegenwirken, der normalerweise mit dem stellaren Alterungsprozess verbunden ist. Dies zeigt eine Untersuchung von Doppelsternsystemen, in denen nur ein Partner einen großen Planeten besitzt. Die Informationen können nun der besseren Einschätzung des Alters von Sternen dienen, sagen die Forscher.

Im Universum gibt es Prozesse mit deutlichen Parallelen zu unserer Lebenswelt: Auch Sterne werden geboren, altern und sterben schließlich. Der Alterungsprozess spiegelt sich dabei in einer Verlangsamung der Rotation sowie der Aktivität eines Sterns wider und es kommt zu immer weniger Ausbrüchen. Wie sich diese Zeichen der Alterung zeigen, ist wiederum von verschiedenen Merkmalen des Sterns abhängig. Bereits seit einiger Zeit gibt es Vermutungen und Hinweise darauf, dass dabei auch eine Rolle spielen könnte, ob ein Stern einen Großplaneten besitzt. Dabei geht es konkret um die sogenannten heißen Jupiter – massereiche Gasplaneten, die ihren Wirtsstern in Merkur-Entfernung oder näher umkreisen.

Zwillingsysteme als „Probanden“

Es erschien möglich, dass ein solcher heißer Jupiter seinen Mutterstern durch seine Gezeitenkräfte derart beeinflussen kann, dass er sich schneller dreht, als wenn er keinen solchen Planeten hätte. Diese schnellere Rotation könnte wiederum dazu führen, dass der Wirtsstern aktiver wird und mehr Röntgenstrahlung erzeugt, was ihn somit jünger erscheinen lassen würde als er tatsächlich ist. Da es schwierig ist, das Alter der meisten Sterne genau zu bestimmen, blieb in einigen Fällen bisher unklar, ob ein Stern ungewöhnlich aktiv ist, weil er von seinem nahen Planeten beeinflusst wird oder weil er tatsächlich relativ jung ist. Ein Astronomen-Team vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam (AIP) ist nun erstmals systematisch der Frage nachgegangen, inwieweit sich der vermutete Anti-Aging-Effekt durch heiße Jupiter tatsächlich auf breiter Basis nachweisen lässt.

Die Forscher untersuchten dazu etwa drei Dutzend Doppelsternsysteme, bei denen nur einer von beiden von einem heißen Jupiter umkreist wird. Wie sie erklären, ist bekannt, dass sich Sterne in Doppelsternsystemen, genau wie menschliche Zwillinge, gleichzeitig bilden. Sie sind deshalb gleich alt und besitzen oft auch ähnliche Merkmale. Bei den ausgesuchten Doppelsternsystemen war der Abstand zwischen den Sternen außerdem so groß, dass sie sich nicht in relevanter Weise gegenseitig beeinflussen können oder sich der heiße Jupiter auf den anderen Stern auswirken könnte. Das bedeutete, dass sie den planetenfreien Stern im System als eine Art „Kontrollprobanden“ verwenden konnten, erklären die Wissenschaftler.

Verjüngt erscheinende Zwillinge mit Planet

„Es ist fast so, als würde man Zwillinge in einer Studie verwenden, bei der ein Kind in einer völlig anderen Umgebung lebt, die sich auf ihre Gesundheit auswirkt“, erklärt Co-Autorin Katja Poppenhäger vom AIP. „Indem wir einen Stern mit einem nahegelegenen Planeten mit seinem Zwilling ohne einen solchen vergleichen, können wir die Unterschiede im Verhalten der gleichaltrigen Sterne untersuchen“, so die Astronomin. Die Forscher analysierten dazu die von den Sternen ausgesandte Röntgenstrahlung mit den Weltraumteleskopen Chandra und XMM-Newton, um zu bestimmen, wie „jung“ sie erscheinen. Auf diese Weise konnten sie nun die Annahmen zu den Effekten von heißen Jupitern auf ihre Wirtssterne bestätigen: Es zeigte sich bei den zahlreichen Beispielen, dass die Sterne mit den „gewichtigen Kindern“ tendenziell heller im Röntgenlicht strahlten und damit aktiver waren als ihre Begleitsterne ohne heiße Jupiter.

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Wie die Forscher betonen, konnten sie das Phänomen damit nun erstmals auf breiter Datengrundlage nachweisen: „In der Medizin braucht man viele Menschen, die an einer Studie teilnehmen, um zu wissen, ob die Effekte real sind oder eine Art Ausreißer“, sagt Erst-Autorin Nikoleta Ilic vom AIP. Seniorautorin Marzieh Hosseini vom AIP sagt dazu abschließend: „In früheren Fällen gab es einige sehr faszinierende Hinweise, aber jetzt haben wir endlich den statistischen Beweis, dass einige Planeten tatsächlich ihre Sterne beeinflussen und sie jung halten. Wir hoffen, dass künftige Studien dazu beitragen werden, mehr Systeme zu entdecken, um diesen Effekt besser zu verstehen“, so die Astronomin.

Quelle: NASA, Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam, Fachartikel: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, doi:10.1093/mnras/stac861

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