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Kann ein Planet seinen eigenen Stern zum Ausbruch bringen?
Sterne können die Atmosphären naher Planeten mit Strahlung und Teilchen bombardieren. Doch ein junger Gasplanet scheint die gefährlichen Ausbrüche seines Sterns sogar selbst anzustoßen, wie Messungen des Systems HIP 67522 zeigen. Die magnetische Wechselwirkung könnte den Verlust seiner ausgedehnten Atmosphäre beschleunigen.
Göttingen (Deutschland). Junge Sterne sind besonders aktiv. Magnetische Spannungen in ihrer äußeren Atmosphäre können sich schlagartig entladen und dabei große Mengen energiereicher Strahlung freisetzen. Für nah kreisende Planeten ist das gefährlich, denn solche Ausbrüche können ihre Gashüllen aufheizen und langfristig zum Verlust von Atmosphäre beitragen.
Bisher galt dabei vor allem der Stern als treibende Kraft. Doch wenn ein Planet seinem Heimatstern sehr nahekommt, könnte auch sein Magnetfeld den Stern beeinflussen. Ob dadurch tatsächlich zusätzliche Sterneneruptionen entstehen, ließ sich lange nicht überzeugend nachweisen.
Forscher des Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON) um Dr. Ekaterina Ilin haben nun das rund 408 Lichtjahre entfernte System HIP 67522 untersucht. Sein sonnenähnlicher Stern ist erst etwa 17 Millionen Jahre alt und wird von zwei bekannten Planeten umkreist. Der innere Gasplanet HIP 67522 b benötigt für eine Runde nur 6,95 Tage.
Das Team hat die Helligkeit des Sterns mit dem NASA-Weltraumteleskop Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) und dem europäischen Satelliten Cheops verfolgt. Die Messungen aus den Jahren 2019 bis 2024 decken insgesamt gut 73 Beobachtungstage ab. Die Forscher registrierten 16 Strahlungsausbrüche, sogenannte Flares.
Für den statistischen Vergleich berücksichtigten sie davon 15 Ausbrüche. Ein besonders schwacher Cheops-Flare blieb außen vor, weil er mit TESS nicht sicher nachweisbar gewesen wäre. Auf diese Weise verhinderten die Wissenschaftler, dass die unterschiedliche Empfindlichkeit der Instrumente das Ergebnis verzerrt.
„Wir beantragten rasch Beobachtungszeit mit Cheops, das einzelne Sterne bei Bedarf äußerst präzise ins Visier nehmen kann“, erklärt Dr. Ekaterina Ilin.
Entscheidend war der Zeitpunkt der Ausbrüche. Elf der 15 ausgewerteten Flares traten in einem Abschnitt unmittelbar nach dem Vorbeizug von HIP 67522 b vor seinem Stern auf. Dieser Abschnitt umfasst nur ungefähr ein Fünftel der gesamten Umlaufbahn. Die übrigen vier Ausbrüche verteilten sich auf den deutlich längeren Rest.
Nach dem statistischen Modell war die Ausbruchsrate in dieser auffälligen Umlaufphase etwa sechsmal höher als außerhalb. Die Häufung passt damit zu der Erwartung, dass der Planet über Magnetfeldlinien mit der äußeren Sternatmosphäre wechselwirkt. Weil die Signatur über mehrere Beobachtungsjahre bestehen blieb, spricht das Ergebnis gegen eine zufällige zeitliche Koinzidenz.
Der vermutete Mechanismus ist allerdings nicht direkt gemessen worden. Demnach könnte der Planet beim Umlauf das Magnetfeld des Sterns stören und Wellen entlang seiner Feldlinien auslösen. Diese würden an der Sternoberfläche bereits gespeicherte magnetische Energie freisetzen. Die beobachtete Ausbruchsenergie ist dabei deutlich größer als die geschätzte Energie der auslösenden Störung.