Der ikonische Zwillingssonnenuntergang von Tatooine aus Star Wars ist nicht nur Science-Fiction. In der Milchstraße existieren Planeten, die zwei Sterne umkreisen, sogenannte zirkumbinäre Planeten. Astronomen haben jedoch weitaus weniger gefunden als erwartet, und eine neue Studie legt nahe, dass Einsteins allgemeine Relativitätstheorie daran schuld sein könnte.
Die fehlenden Planeten: Eine statistische Anomalie
Angesichts der Tatsache, dass etwa 10 % der Einzelsternsysteme Planeten beherbergen, haben Wissenschaftler eine ähnliche Rate für die 3.000 bekannten Doppelsternsysteme in unserer Galaxie vorhergesagt. Das würde etwa 300 zirkumbinäre Planeten bedeuten. Von den über 6.000 bisher entdeckten Exoplaneten wurden jedoch nur 14 bestätigt. Diese Diskrepanz verwirrte die Forscher und veranlasste sie, die zugrunde liegende Physik zu untersuchen.
Die Rolle der Allgemeinen Relativitätstheorie und des Orbitalchaos
Die neue Forschung unter der Leitung von Mohammad Farhat an der UC Berkeley weist auf das chaotische Zusammenspiel der Schwerkraft in binären Systemen hin. Die beiden Sterne umkreisen einander elliptisch, und jeder Planet, der in ihren Gravitationstanz verwickelt ist, erfährt eine langsame, spiralförmige Verschiebung seiner Umlaufbahn – ein Prozess, der Präzession genannt wird.
Entscheidend ist, dass auch die Sterne selbst aufgrund der Auswirkungen der Allgemeinen Relativitätstheorie eine Präzession durchlaufen. Je näher die Sterne mit der Zeit kommen, desto schneller wird ihre Präzession, während die des Planeten langsamer wird. Wenn diese Geschwindigkeiten übereinstimmen, wird die Umlaufbahn des Planeten gefährlich gedehnt.
Destabilisierung und Auswurf
Diese Resonanz erzeugt eine extreme Orbitalinstabilität. Der Studie zufolge dreht sich der Planet entweder spiralförmig nach innen und wird von den Sternen auseinandergerissen, oder er wird vollständig aus dem System geschleudert. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt in engen Doppelsternsystemen, in denen die Sterne sehr eng umkreisen (Zeiträume von einer Woche oder weniger).
Warum wir sie möglicherweise vermissen
Die Studie weist auch auf eine mögliche Beobachtungsverzerrung hin. Aktuelle Planetenjagdmissionen wie Kepler und TESS sind am effektivsten bei der Suche nach Planeten in engen Doppelsternsystemen, also genau dort, wo die Instabilität am größten ist. Das bedeutet, dass der Mangel an Entdeckungen möglicherweise nicht auf eine tatsächliche Knappheit zurückzuführen ist, sondern eher auf die Tatsache, dass diese Planeten kurzlebig oder schwer zu beobachten sind.
Letztendlich könnte die Milchstraße Hunderte oder Tausende von Tatooine-ähnlichen Welten beherbergen. Die Herausforderung besteht nun darin, unsere Suchmethoden zu verfeinern, um sie zu entdecken, bevor die Schwerkraft sie auseinanderreißt oder in den interstellaren Raum schleudert.
