Im Sonnensystem herrscht Ordnung: Die Erde und ihre Nachbarn umkreisen die Sonne alle in der gleichen Richtung und auf einer Ebene und diese liegt etwa auf Höhe des Sonnenäquators – auch wenn es einige Grad Verschiebung gibt. Doch es gibt auch Planetensysteme, in denen es chaotischer zugeht. Einige Exoplaneten umkreisen ihre Sterne auf einer stark geneigten Umlaufbahn oder sogar retrograd – entgegen dessen Rotationsrichtung. “Wenn Beobachtungen solche Fehlausrichtungen zwischen der stellaren Rotation und der orbitalen Bewegung eines Planeten enthüllen, dann wird dies meist darauf zurückgeführt, dass die ursprüngliche Ausrichtung durch Schwerkraftturbulenzen nach der Planetenbildung gestört wurde”, erklären Maria Hjorth von der Universität Aarhus und ihre Kollegen. In diesem Szenario wird der Planet durch den Einfluss eines weiteren, schwereren Planeten im System oder den Störeffekt eines vorbeiziehenden Sterns aus seiner alten Bahn geworfen.
Wenn ein Begleitstern die Urwolke stört
Es gibt aber auch die Möglichkeit, dass ein Störeinfluss schon die protoplanetare Scheibe um einen jungen Stern auslenkt. Den Modellen zufolge kann dies beispielsweise in einem Doppelsternsystem durch den Schwerkrafteffekt eines entfernten Begleitsterns geschehen. “Ein ideales Beispiel für dieses Szenario bestünde aus einem coplanaren System mehrerer Planeten und einem rückwärtsrotierenden Stern”, so die Astronomen. Denn eine solche Konfiguration lässt sich nicht so leicht durch den bloßen Einfluss eines Planeten oder den nachträglichen Störeffekt eines zweiten Sterns erklären. “Bisher wurden aber keine definitiven Beispiele dieser Art gefunden”, so die Forscher. Zwar gibt es einige wenige Fälle von Mehrplanetensystemen, in denen alle Planeten gleichermaßen ausgelenkt sind. Aber bei diesen konnte nie ein Begleitstern gefunden werden und der Zentralstern rotierte auch nicht retrograd.
Anders ist dies bei dem nun von Hjorth und ihre Kollegen beschriebenen System K2-290. Von diesem ist schon seit Beobachtungen mit dem Kepler-Weltraumteleskop im Jahr 2014 bekannt, dass es um den sonnenähnlichen Hauptstern in diesem Dreifach-Sternsystem zwei Planeten gibt. Der innere Planet K2-290b umkreist den Stern in gut neun Tagen und hat den dreifachen Erdradius – er ist daher ein sogenannter “heißer Sub-Neptun”. Der äußere Planet K2-290c benötigt rund 48 Tage für einen Umlauf und ähnelt mit rund elffachem Erdradius und 246 Erdmassen eher dem Jupiter. In welche Richtung diese beiden Planeten ihren Stern umkreisen und wie herum der Stern rotiert, haben nun die Astronomen mithilfe hochaufgelöster optischer Spektroskopie untersucht.
Gekippter Orbit und retrograder Stern
Dafür beobachteten das Team, welche Anteile des Lichts die Transits der Planeten vor ihrem Stern in welcher Phase schlucken. “Wenn die stellare Rotation und die orbitale Bewegung des Planeten gleichgerichtet sind, dann blockiert der Planet während der ersten Hälfte des Transits das blauverschobene, von der auf uns zudrehenden Seite des Sterns ausgehende Licht”, erklären sie. “In der zweiten Hälfte des Transits wird dementsprechend primär der rotverschobene Lichtanteil blockiert.” Ob dies bei K2-290 der Fall ist, prüften sie mithilfe der Spektrometer an mehreren erdbasierten Teleskopen, darunter auch dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile.
