Eine Simulation aus Leiden zeigt, wie Sterne im Gedränge ihrer Geburtswolke nachträglich zu Paaren werden und dabei Planeten verlieren oder einfangen. Auch Alpha Centauri, unser nächstes Sternsystem, könnte so entstanden sein.
Viele Sterne, die heute als Paar durchs All ziehen, waren bei ihrer Geburt womöglich noch Fremde, und ihre Planeten bekommen das deutlich zu spüren.
Das ist bemerkenswert, weil kaum jemand untersucht hatte, was mit fertigen Planetensystemen geschieht, wenn sich ihre Sterne erst im Gedränge einer jungen Sterngruppe zu Paaren zusammenfinden.
Zwei Forscher der Sternwarte Leiden haben das am Computer durchgespielt, über Jahrmillionen und in vielen Durchläufen.
Ihre Simulationen zeigen, dass solche nachträglich entstandenen Paare Planeten häufiger verschlucken, einfangen oder hinausschleudern als einzelne Sterne, und dass dabei ganz von selbst Systeme entstehen, die Alpha Centauri ähneln.
Viele Sterne haben einen Partner
Schaut man sich in der Nachbarschaft der Sonne um, hat ein großer Teil der Sterne einen Begleiter.
Solche Doppelsterne umkreisen einander, gehalten von ihrer gegenseitigen Schwerkraft.
Bei den bislang entdeckten Exoplaneten, also Planeten um fremde Sterne, sieht das Bild anders aus.
Nur ein vergleichsweise kleiner Teil von ihnen gehört zu einem Doppelsternsystem, und fast immer kreist der Planet dann um einen der beiden Sterne statt um beide gemeinsam.
Ein Teil dieser Lücke geht auf die Messtechnik zurück, weil eng stehende Sternpaare und weit entfernte Planeten schwer aufzuspüren sind.
Ein anderer Teil ist echte Physik, denn ein zweiter Stern zerrt mit seiner Schwerkraft an den Planetenbahnen.
Was im Gedränge der Sternwiege mit Planeten passiert
Sterne entstehen meist in Gruppen, die anfangs dicht gedrängt in ihrer Geburtswolke stecken.
Dort begegnen sie einander immer wieder, und manchmal bleiben zwei nach einer solchen Begegnung aneinander gebunden.
Wie es den Planeten ergeht, die zu diesem Zeitpunkt schon um die Sterne kreisen, hatte sich bisher kaum jemand genauer angesehen.
Beobachten lässt sich das nicht, weil sich solche Begegnungen über Jahrmillionen hinziehen und kein Teleskop so lange zuschauen kann.
Dazu kommt ein konkretes Rätsel vor unserer kosmischen Haustür.
Alpha Centauri besteht aus zwei sonnenähnlichen Sternen, die einander eng umkreisen, und dem fernen roten Zwerg Proxima.
Um den hellsten der drei haben Astronomen einen möglichen Planeten entdeckt, der nach bisherigen Rechnungen dort kaum hätte entstehen dürfen.
Wie das Leidener Team eine Sternwiege nachbaute
Erwan Hochart und Simon Portegies Zwart von der Sternwarte der Universität Leiden haben deshalb eine junge Sternentstehungsregion im Computer nachgebaut.
Vorbild war NGC 1333, eine vergleichsweise kleine Sternwiege im Sternbild Perseus.
Die Forscher verteilten die Sterne zu Beginn klumpig und ließen sie so langsam starten, dass die Gruppe unter ihrer eigenen Schwerkraft zunächst in sich zusammensackt, wie es die heutige Gestalt von NGC 1333 nahelegt.
Um die leichteren Sterne kreisten bereits fertige Planetensysteme.
Ihr Rechenprogramm arbeitet wie eine Kamera mit Zoom, die die Sterngruppe als Ganzes grob verfolgt und jedes Planetensystem gesondert in hoher Auflösung berechnet.
Jede Variante spielten sie mehrfach durch, darunter auch eine ganz ohne Planeten.
Die Studie hat das Begutachtungsverfahren der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics durchlaufen und ist dort zur Veröffentlichung angenommen, vorab erschien sie auf dem Preprint-Server arXiv.
Woher die vielen weiten Sternpaare kamen
In den Simulationen fanden sich mehr Sterne zu weiten Paaren zusammen, als frühere Studien erwarten ließen.
Die Forscher prüften zuerst, ob ihr eigenes Rechenprogramm diesen Überschuss erzeugt.
Sie ließen Sterngruppen deshalb zusätzlich mit einer bewährten, direkteren Rechenmethode laufen und erhielten dieselben Ergebnisse.
Auch die Planeten schieden als Ursache aus, denn in der Variante ohne Planeten entstanden die Paare genauso häufig.
Erst als Hochart und Portegies Zwart dieselben Sterne in eine gleichmäßige Kugel umsortierten, in der sie ruhig im Gleichgewicht umeinanderkreisen, brach die Zahl der Paare ein.
Die klumpige Startverteilung brachte etwa sechs- bis siebenmal so viele Doppelsterne hervor.
Sterne, die im selben Klumpen entstehen, ziehen in ähnlicher Richtung und mit ähnlichem Tempo dahin, deshalb bleiben zwei von ihnen nach einer Begegnung leichter beieinander.
Die Autoren betonen selbst, dass ihre Startbedingungen nicht für alle jungen Sterngruppen typisch sind, weil viele davon eher auseinanderstreben, und dass ihre Paarquote über den beobachteten Werten liegt.
Was mit den Planeten in den neuen Sternpaaren geschah
Fanden zwei Sterne zueinander, blieben die Planeten meist bei einem der beiden.
Planeten, die beide Sterne gemeinsam umkreisen, entstanden auf diesem Weg nur selten und dann auf so weiten Bahnen, dass die nächste Begegnung sie wieder losreißen würde.
Für die Planeten waren die neuen Paare ein gefährlicher Ort.
Obwohl Doppelsterne in der Simulation eine kleine Minderheit blieben, ereignete sich rund die Hälfte aller Planetenkollisionen in Systemen, die ein Paar sind oder einmal waren.
Auch eingefangene Planeten, die ein Stern einem vorbeiziehenden Nachbarn abjagt, landeten auffällig oft bei solchen Paaren.
Wird ein Planet aus einem Paar hinausgeschleudert, rast er in der Hauptvariante der Simulation im Mittel mit rund 8000 Kilometern pro Stunde davon, schneller als eine Gewehrkugel und deutlich schneller als Planeten, die ein Einzelstern verliert.
Unter den Dreifachsystemen fanden die Forscher außerdem Gegenstücke zu Alpha Centauri, also ein enges Sternpaar mit fernem Begleiter, bei dem einer der inneren Sterne seine Planeten behielt.
„Angesichts der relativ geringen Zahl an Simulationen ist das Auftauchen solcher Analogsysteme besonders bemerkenswert“, schreiben die Autoren in ihrer Studie (übersetzt).
Was das für Alpha Centauri bedeuten könnte
Der Planetenkandidat um Alpha Centauri A kreist etwa doppelt so weit von seinem Stern entfernt wie die Erde von der Sonne.
Frühere Rechnungen zeigen, dass ein Planet dort kaum hätte wachsen können, wenn der Partnerstern schon immer so nahe war, weil dessen Schwerkraft das Baumaterial so stark aufwirbelt, dass die Brocken eher zerbröseln, als zu einem Planeten zu verkleben.
Hinzu kommt, dass die Bahn des Kandidaten stark gegen die Bahn der beiden Sterne gekippt ist, während gemeinsam geborene enge Paare ihre Planeten meist in derselben Ebene tragen.
Fanden die Sterne erst zusammen, als der Planet längst fertig war, lösen sich beide Ungereimtheiten auf.
Das nächste Sternsystem zur Sonne „könnte einen dynamischen Ursprung haben“, folgern die Autoren, also aus Begegnungen im Gedränge hervorgegangen sein.
Sie nennen das ausdrücklich eine Möglichkeit neben anderen, zumal die simulierten Gegenstücke lockerer gebaut sind als das echte Sternpaar.
Für die Planetensuche hat der Befund eine praktische Seite, denn weite Sternpaare mit Planeten um einen der beiden Sterne sind bislang nur wenige bekannt, und laut den Autoren „sollten noch viele mehr existieren“.
Besonders schnelle Einzelgänger-Planeten in jungen Sternwiegen könnten zudem verraten, dass sie einst zu einem Doppelstern gehörten.
Was als Nächstes kommt
Als Nächstes wollen die Forscher auch Sternpaare einbeziehen, die schon gemeinsam geboren werden.
Sie fehlen in der Simulation bisher bewusst, und gerade sie könnten erklären, woher die Planeten stammen, die beide Sterne eines Paares umkreisen.
Meine Einschätzung
Man stellt sich Sternpaare gern wie Zwillinge vor, die aus derselben Wolke geschlüpft sind und seither gemeinsam altern.
Diese Arbeit zeichnet ein unruhigeres Bild, in dem sich Partnerschaften im Gedränge bilden, wieder zerbrechen und Planeten dabei verloren gehen oder den Besitzer wechseln.
Überzeugend finde ich vor allem, wie gründlich die beiden ihr eigenes Ergebnis angezweifelt haben, bevor sie es präsentierten.
Erst wurde das Rechenprogramm verdächtigt, dann die Planeten, und am Ende blieb die Form der Sternwiege als Erklärung übrig.
Sympathisch ist auch, dass sie am Schluss den Stromverbrauch ihrer Rechnungen bilanzieren und in Rindfleischportionen umrechnen.
Ob Alpha Centauri wirklich eine Zufallsbekanntschaft ist, wird sich erst zeigen, wenn der Planetenkandidat bestätigt und seine Bahn genauer vermessen ist.
Wenn dich der Gedanke ebenso fasziniert, dass unsere nächsten Nachbarsterne vielleicht Fremde waren, die sich erst im Gedränge gefunden haben, dann erzähl davon jemandem, der bei Alpha Centauri bisher nur an Science-Fiction denkt.
Quelle: Erwan Hochart (Leiden Observatory, Universität Leiden), Astronomy & Astrophysics, 2026; ArXiv:2610.13127
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