Astronomie: Barnards Pfeilstern hat einen Planeten

Bei einem direkten Nachbarn unserer Sonne wurde ein Planet mit der dreifachen Masse der Erde entdeckt, in nicht einmal sechs Lichtjahren Entfernung.

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Künstlerische Darstellung von Barnards Pfeilstern mit Exoplanet
Künstlerische Darstellung von Barnards Pfeilstern mit Exoplanet (Bild: M. Kornmesser/ESO)

Gleich nach Alpha Centauri ist Barnards Pfeilstern das zweitnächste Sternsystem zur Erde. In Beobachtungsdaten von über 20 Jahren konnten Astronomen jetzt einen Planeten nachweisen. Er hat wenigstens die dreifache Masse der Erde und kreist in rund 60 Millionen Kilometern Entfernung einmal alle 226 Tage um den Stern.

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Obwohl er sich damit viel näher an seinem Stern befindet als die Erde - sie ist 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt -, muss der Planet eine eisige Welt sein. Barnards Pfeilstern ist ein roter Zwergstern mit nur einem Sechstel der Masse unserer Sonne. Der Planet befindet sich in der Entfernung der Region der Eisline dieses Sternensystems, wo es mit deutlich unter -100 Grad Celsius kalt genug ist, dass Wasser- oder Ammoniakeis auch im Vakuum stabil bleibt und nicht sublimiert.

Diese Zone galt schon vor der ersten Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems als bevorzugte Zone zur Bildung von Planeten um einen Stern. Schließlich würden alle Gase aus dem Inneren des Systems in genau dieser Zone als feiner Frost zu festen Körpern ausfrieren und so die Grundlage zur Bildung größerer Körper bilden.

Da der Planet nicht vor dem Stern entlangzieht, waren die Astronomen auf Messungen mit der Radialgeschwindigkeitsmethode angewiesen. Das Signal ist sehr schwach und konnte bei früheren Messungen nicht eindeutig nachgewiesen werden. Erst die kombinierten Daten einer zweijährigen Beobachtungskampagne und Messungen der vergangenen 20 Jahre brachten ausreichende Sicherheit.

Der Stern könnte noch einen zweiten Planeten haben

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In den Daten fanden sich noch mehr Auffälligkeiten, die auf einen Planeten mit einer Umlaufzeit von 6.600 Tagen und der 15fachen Erdmasse schließen lassen würden. Aber genauso wie bei den alten Daten fehlt es dafür an ausreichender Bestätigung. Allerdings würde der Planet bei der Umkreisung von Barnards Stern so stark durch seine Gravitation die Position des Sterns verändern, dass sich die Änderung durch Messungen mit der Gaia-Mission nachweisen lassen sollte. Bei einer Umlaufzeit von fast 20 Jahren wird diese Messung aber noch einige Zeit dauern.

Es ist nicht das erste Mal, dass bei Barnards Pfeilstern ein Planet vermutet wird. Als einer der nächsten Nachbarn der Sonne war er von Anfang an ein bevorzugtes Ziel für einen Nachweis möglicher Planeten. In den 1960er Jahren glaubte der niederländische Astronom Peter van de Kamp, regelmäßige Bewegungen des Sterns gefunden zu haben, die von einem Planeten ausgelöst wurden. Eine Entdeckung, die von vielen Teams überprüft und verworfen wurde. Letztlich stellten sich die regelmäßigen Wartungsarbeiten am Teleskop als Quelle der Messungen heraus.

Seinen Namen verdankt der Stern der Tatsache, dass Edward Emerson Barnard bei Messungen im Jahr 1916 einen Stern fand, der sich im Vergleich zu den anderen Sternen am Himmel besonders schnell bewegte. Mit einer Eigenbewegung von rund 10 Bogensekunden pro Jahr hat sich der Stern seit seiner Entdeckung um etwa einen halben Monddurchmesser am Himmel bewegt.

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