Rund 69 Lichtjahre von der Erde entfernt haben Astronomen Hinweise auf ein Objekt gefunden, das beinahe so schwer wie Jupiter ist – aber keinen Stern, sondern einen Braunen Zwerg umkreist. Die Entdeckung bringt nicht das Universum durcheinander. Sie bringt unsere Vorstellungen davon durcheinander.
Wir lieben Ordnung – das Universum offenbar nicht
Wir Menschen lieben Ordnung. Wir teilen den Himmel in Sterne und Planeten, Planeten und Monde, Sonnen und Sonnensysteme. Jeder Himmelskörper bekommt einen Namen, eine Definition und seinen Platz in einer möglichst übersichtlichen kosmischen Schublade.
Ein Stern leuchtet aus eigener Kraft. Ein Planet umkreist einen Stern. Ein Mond umkreist einen Planeten. So einfach könnte das Universum sein.
Wenn es sich nur daran halten würde.
Rund 69 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet sich das System CD-35 2722. Im Zentrum steht ein kleiner, lichtschwacher Roter Zwerg. Er ist deutlich kühler und masseärmer als unsere Sonne. In großem Abstand wird dieser Stern von einem sogenannten Braunen Zwerg begleitet.
Und bereits an dieser Stelle beginnt unsere schöne Ordnung zu wackeln.
Ein Himmelskörper zwischen Planet und Stern
Ein Brauner Zwerg ist kein gewöhnlicher Planet. Dafür ist er zu massereich. Ein richtiger Stern ist er jedoch ebenfalls nicht, denn seine Masse reicht nicht aus, um dauerhaft jene Wasserstofffusion in Gang zu halten, durch die Sterne wie unsere Sonne über Milliarden Jahre leuchten.
Braune Zwerge befinden sich gewissermaßen im Niemandsland zwischen Planet und Stern. Sie sind kosmische Grenzgänger: zu groß für die eine Schublade und zu klein für die andere.
Doch CD-35 2722 B, wie dieser Braune Zwerg genannt wird, scheint nicht allein zu sein.
Ein Planet, der sich wie ein Mond verhält
Ein internationales Forschungsteam hat mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte starke Hinweise darauf gefunden, dass den Braunen Zwerg ein weiteres Objekt umkreist. Dieses benötigt vermutlich etwa 169 Tage für eine vollständige Umlaufbahn und besitzt mindestens ungefähr drei Viertel der Masse des Jupiter.
Die Forschenden bezeichnen es zunächst vorsichtig als „Exosatelliten“.
Und genau hier wird es herrlich kompliziert. Ein Objekt mit einer solchen Masse würden wir normalerweise ohne großes Zögern als Gasriesen und damit als Planeten bezeichnen. Es wäre eine Welt von gewaltigen Ausmaßen, wahrscheinlich ohne feste Oberfläche und möglicherweise von mächtigen Wolkenschichten umgeben.
Doch dieses Objekt umkreist keinen Stern. Es umkreist den Braunen Zwerg.
Nach seinem Verhalten wäre es also ein Mond. Nach seiner Masse wirkt es dagegen wie ein Planet.
Damit stehen wir möglicherweise vor einem Planeten, der sich wie ein Mond verhält – und dabei ein Objekt umkreist, das selbst weder eindeutig Planet noch richtiger Stern ist.
Nicht das Universum hat sich verrechnet. Unsere Sprache kommt nur nicht mehr hinterher.
Ein Sonnensystem innerhalb eines Sonnensystems?
Das Forschungsteam fand sogar Hinweise auf einen möglichen zweiten Begleiter. Dieser könnte etwa 0,277 Jupitermassen besitzen und den Braunen Zwerg in ungefähr 87 Tagen umkreisen. Die Daten zu diesem zweiten Objekt sind allerdings deutlich unsicherer.
Es wäre deshalb verfrüht, bereits von einem bestätigten System aus mehreren Satelliten zu sprechen. Bemerkenswert ist dennoch, dass die beiden vermuteten Umlaufzeiten ungefähr in einem Verhältnis von zwei zu eins stehen könnten – ähnlich wie bei bestimmten Monden des Jupiter.
Damit wäre CD-35 2722 nicht einfach nur ein Stern mit einem ungewöhnlichen Begleiter. Es könnte sich um ein hierarchisch aufgebautes System handeln: Ein kleiner Stern wird von einem Braunen Zwerg umkreist, und dieser Braune Zwerg besitzt möglicherweise wiederum einen oder sogar mehrere massereiche Begleiter.
Eine kosmische Ordnung innerhalb einer weiteren Ordnung. Fast wie ein Sonnensystem im Sonnensystem.
Wie entdeckt man etwas, das man gar nicht sehen kann?
So spektakulär die Entdeckung klingt, so wichtig ist die wissenschaftliche Vorsicht. Die Astronomen haben das Objekt nicht einfach als leuchtenden Punkt fotografiert. Sie erkannten es anhand winziger regelmäßiger Bewegungen des Braunen Zwergs.
Auch große Himmelskörper stehen nicht vollkommen still. Wird ein Objekt von einem Begleiter umkreist, bewegen sich beide um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Dadurch gerät der größere Körper in ein leichtes Taumeln. Dieses Wackeln verändert das von ihm ausgesandte Licht minimal.
Solche Veränderungen lassen sich mit hochpräzisen Messinstrumenten erkennen. Für die Untersuchung nutzte das Team das Instrument CRIRES+ am Very Large Telescope in Chile.
Mit dieser sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode wurden bereits zahlreiche Exoplaneten entdeckt. Nach Angaben der Forschenden ist es jedoch das erste Mal, dass diese Technik starke Hinweise auf einen Satelliten um einen direkt beobachteten Braunen Zwerg geliefert hat.
Noch kein endgültig bestätigter Exomond
Noch handelt es sich deshalb nicht um den zweifelsfrei bestätigten ersten Exomond. Über mögliche Monde außerhalb unseres Sonnensystems wird seit Jahren diskutiert. Es existieren mehrere Kandidaten, doch keiner gilt bislang als unumstritten bestätigt.
Auch der neue Fund muss durch weitere Beobachtungen abgesichert werden. Die ehrliche Formulierung lautet daher nicht: „Der erste Exomond wurde endgültig entdeckt.“
Es gibt starke Hinweise auf ein mondähnliches Objekt von planetarer Masse, das einen Braunen Zwerg umkreist.
Das klingt zunächst etwas weniger sensationell. Wissenschaftlich ist es jedoch sehr viel spannender.
Wie kann ein solches System entstehen?
Die Entdeckung stellt nicht nur die Frage, wie wir diesen Himmelskörper nennen sollen. Sie wirft auch die viel größere Frage auf, wie ein solches System überhaupt entstanden sein könnte.
In unserem Sonnensystem erscheinen die Verhältnisse vergleichsweise ordentlich. Die Sonne enthält fast die gesamte Masse des Systems. Um sie kreisen Planeten. Um einige dieser Planeten kreisen wesentlich kleinere Monde.
Jupiter ist rund 318-mal so massereich wie die Erde. Sein größter Mond Ganymed ist zwar größer als der Planet Merkur, besitzt aber nur einen winzigen Bruchteil der Masse seines Mutterplaneten.
Bei CD-35 2722 B wären die Größenverhältnisse deutlich ungewöhnlicher. Der Braune Zwerg besitzt etwa 30 Jupitermassen. Sein möglicher Begleiter hätte mindestens ungefähr 0,74 Jupitermassen. Das wäre noch immer ein erheblicher Unterschied, aber keineswegs mehr die vertraute Konstellation eines gewaltigen Planeten mit einem vergleichsweise kleinen Mond.
Vielleicht entstand das kleinere Objekt in einer Scheibe aus Gas und Staub, die den jungen Braunen Zwerg umgab – ähnlich wie Planeten in der Scheibe um einen jungen Stern entstehen können.
Vielleicht bildeten sich beide Körper eher wie ein Doppelsternsystem gemeinsam aus einer kollabierenden Gaswolke. Oder das kleinere Objekt entstand an einem anderen Ort und wurde später durch die Schwerkraft eingefangen.
Jede dieser Möglichkeiten erzählt eine andere Geschichte. Und jede Geschichte würde beeinflussen, welchen Namen wir dem Objekt geben möchten.
Wenn unsere Begriffe nicht mehr ausreichen
Unsere Begriffe beschreiben nicht nur, wie etwas heute aussieht. Oft versuchen wir mit ihnen auch zu erklären, wie etwas entstanden ist.
Ein Planet gilt als Planet, weil er sich in einer Scheibe um einen Stern gebildet hat. Ein Mond gilt als Mond, weil er einen Planeten umkreist. Ein Brauner Zwerg ähnelt in seiner Entstehung möglicherweise eher einem Stern, besitzt aber nicht genügend Masse, um ein richtiger Stern zu werden.
Was aber geschieht, wenn ein Himmelskörper Eigenschaften aus mehreren Kategorien gleichzeitig besitzt?
Vielleicht brauchen wir dann keine neue Schublade. Vielleicht müssen wir uns vielmehr eingestehen, dass die Natur nie versprochen hat, sich eindeutig einsortieren zu lassen.
Unser Sonnensystem ist nicht der Bauplan des Universums
Unser eigenes Sonnensystem war lange Zeit nicht nur unsere Heimat, sondern auch unser einziges Anschauungsmodell. Aus ihm entwickelten wir unsere Vorstellungen davon, wie Planetensysteme aussehen sollten: kleine felsige Planeten innen, große Gasriesen weiter draußen und Monde, die ordentlich um ihre Planeten kreisen.
Doch seit der Entdeckung Tausender Exoplaneten wissen wir, dass unser System nur eine Möglichkeit unter vielen ist.
Wir kennen inzwischen riesige Planeten, die ihren Stern in wenigen Tagen umrunden. Wir kennen Planeten, die zwei Sonnen umkreisen. Wir kennen Welten ohne Mutterstern, die allein durch die Dunkelheit ziehen. Und wir kennen Systeme mit dicht aneinandergedrängten Planeten und Umlaufbahnen, die nach unseren früheren Vorstellungen kaum stabil sein dürften.
Das Weltall produziert keine Normmodelle. Es experimentiert.
Vielleicht ist deshalb auch CD-35 2722 nicht das seltsame System, für das wir es zunächst halten. Vielleicht sind solche Konstruktionen im Universum gar nicht außergewöhnlich. Vielleicht waren wir bisher nur nicht in der Lage, sie zu erkennen.
Jede Antwort öffnet neue Türen
Genau das ist eine der schönsten Seiten der Wissenschaft: Jede neue Entdeckung beantwortet eine Frage – und öffnet gleichzeitig zehn weitere Türen.
- Wie häufig besitzen Braune Zwerge eigene Begleiter?
- Können um solche Systeme kleinere, erdähnliche Monde entstehen?
- Wie stabil sind deren Umlaufbahnen?
- Könnten sich dort Bedingungen entwickeln, unter denen flüssiges Wasser existiert?
- Wo endet ein Planetensystem und wo beginnt ein kleines Sternsystem?
Die Entdeckung macht außerdem deutlich, wie gefährlich der Satz „Das kann es nicht geben“ in der Wissenschaft ist.
Oft bedeutet er in Wahrheit nur: Wir haben es bisher noch nicht gesehen.
Vielleicht ist nicht das Universum seltsam
Das Universum richtet sich nicht nach unseren Definitionen. Es kennt weder die Begriffe Planet noch Mond, weder Stern noch Brauner Zwerg. Es formt Materie durch Schwerkraft, Bewegung, Wärme und Zeit.
Erst danach kommen wir Menschen, betrachten das Ergebnis und versuchen, ihm einen Namen zu geben.
Manchmal gelingt uns das. Und manchmal entdecken wir einen Planeten, der ein Mond sein müsste, um ein Objekt, das beinahe ein Stern geworden wäre.
Dann erkennen wir plötzlich, dass nicht der Kosmos unordentlich ist. Unsere Ordnung war nur nie groß genug für ihn.
