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Hat die Vega einen Planeten?

Fünfthellster Stern am Himmel könnte einen extrem heißen Gasriesen besitzen

Exoplanet
Um den nahen, hellen Stern Vega könnte es einen Exoplaneten geben. Dieser wäre seinem Stern sehr nah und daher extrem heiß. © NASA/JPL-Caltech

Heißer Begleiter: Die Vega, einer der hellsten und nächsten Sterne am Himmel, könnte einen Planeten besitzen. Erste Indizien dafür liefert das subtile, aber periodische Schwanken dieses nur 25 Lichtjahre entfernten Sterns, wie Astronomen berichten. Das Signal legt nahe, dass ein Exoplanet von der 20-fachen des Masse des Jupiter den Stern sehr nahe umkreist. Er wäre dadurch so heiß, dass selbst Eisen auf ihm verdampfen würde.

Die Vega ist der fünfthellste Stern am Nachthimmel und mit nur 25 Lichtjahren Entfernung einer der nächsten Nachbarn der Sonne. „Er ist hell genug, dass er selbst in der Dämmerung noch am Himmel zu erkennen ist“, erklärt Samuel Quinn vom Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Noch vor 14.000 Jahren war dieser auffallende, bläulich-weiße Stern zudem der Polarstern.

VEga
Die Vega ist einer der hellsten Sterne am Himmel, hier ist sie oben links als Teil des Sommerdreiecks zu sehen. © NASA/ ESA, Hubble, A. Fujii

Erschwerte Planetensuche

Doch trotz seiner Prominenz und Nähe bleibt eine Frage offen: Gibt es im Orbit um die Vega Planeten? Klar scheint bislang nur, dass der Stern von einer ausgedehnten Scheibe aus Staub und Geröll umgeben ist. Planetentransits wurden dagegen nicht beobachtet – das legt nahe, dass zumindest keine Planeten direkt vor dem Stern vorüberziehen.

Damit bleibt die zweite Methode der Planetensuche übrig: die Messung der Radialgeschwindigkeit. Dabei detektieren Astronomen das winzige Taumeln, das die Schwerkraft eines kreisenden Planeten bei seinem Stern bewirkt. Das Problem bei der Vega ist jedoch, dass sie sehr schnell rotiert – sie benötigt für eine Drehung nur 16 Stunden. Das macht es schwer, die Schwankungen ihrer Rotationsgeschwindigkeit genau zu erfassen.

Auf der Suche nach einem Planeten um Vega haben Quinn, Erstautor Spencer Hurt von der University of Colorado und ihr Team daher Beobachtungsdaten aus zehn Jahren ausgewertet, die das Teleskop des Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona gesammelt hat.

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Planetenkandidat mit 2,4 Tagen Umlaufzeit

Die Astronomen wurden fündig: „Wenn wir die von der Rotation verursachten Signale herausfiltern, hat der stärkste verbleibende Peak eine Periode von 2,43 Tagen“, berichten sie. Analysen ergaben, dass das Intervall dieses Signals nicht von der Sternenrotation oder deren Resonanzen hervorgerufen werden kann. Es könnte sich daher um das Anzeichen für einen Planeten handeln, wie Hurt und seine Kollegen erklären.

Sollte sich dies bestätigen, dann hätte dieser Planet der Vega die rund 20-fache Masse des Jupiter und er würde seinen Stern sehr nah umkreisen. „Der Planet wäre mindestens so groß wie Neptun, wahrscheinlicher aber größer als Jupiter“, sagt Hurt. „Er wäre der Vega zudem weit näher als der Merkur der Sonne.“ Der innerste Planet des Sonnensystems benötigt für einen Umlauf 88 Tage, der potenzielle Planet um Vega dagegen nur zweieinhalb Tage.

Zweitheißester Exoplanet

Entsprechend heiß muss dieser „heiße Jupiter“ sein: Die Vega ist gut doppelt so schwer wie unsere Sonne und einige tausend Grad heißer. „Bei einer so kurzen Umlaufperiode und einem so heißen Stern muss der Planet eine Gleichgewichts-Temperatur von 2.970 Grad haben“, schreiben die Astronomen. „Er wäre damit nach KELT-9b der zweitheißeste bisher bekannte Exoplanet.“ Bei dieser Hitze würde selbst Eisen auf diesem Exoplaneten verdampfen und könnte in seiner Gashülle nachweisbar sein.

„Es wäre wirklich aufregend, einen Planeten um die Vega zu finden“, sagt Quinn. Denn ein Planet um einen so nahen, hellen Stern würde besonders gute Möglichkeiten der Erforschung bieten. Die Astronomen schließen nicht aus, dass die Vega sogar noch weitere Planeten besitzt. „Dies ist ein massereiches System und viel größer als unser Sonnensystem“, sagt Hurt. „Daher könnte es dort noch weitere Planeten geben – es ist nur die Frage, ob wir sie aufspüren können.“

Klarer Beweis steht noch aus

Doch noch ist selbst der erste Planet um die Vega nicht bewiesen. Denn die Daten sind dafür noch zu spärlich, wie auch die Astronomen betonen. Sie hoffen aber, dass Beobachtungen mit künftigen Teleskopen mehr Aufschluss liefern können. Besonders gute Chancen dafür könnte das Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop der NASA bieten, das voraussichtlich 2026 ins All starten wird. Denn dieses verfügt über eine spezielle Abdeckung, die die Beobachtung von Himmelsbereichen nah an hellen Sternen ermöglicht.

„Hochauflösende Spektroskopie wird in Zukunft dabei helfen, kurzperiodische Planeten um Vega direkt oder indirekt nachzuweisen“, schreiben die Hurt und seine Kollegen. Auch die Weltraumteleskope TESS und James Webb könnten zur Suche nach weiteren Planeten um Vega beitragen. (The Astronomical Journal, 2021; doi: 10.3847/1538-3881/abdec8)

Quelle: University of Colorado at Boulder

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