Kosmische Rarität: Astronomen entdecken System mit vier Sternen

Doppelstern-Systeme, so weiß man inzwischen, sind weit verbreitet. Auch Systeme mit drei Sternen kennt man. Nun aber wurde eines mit vier Sonnen entdeckt. Dessen Komplexität übersteigt aufgrund seiner Kompaktheit die üblichen Vorstellungen.

Ungewöhnliche Lichtverläufe

Grundsätzlich kennt man bereits Systeme, in denen vier Sterne existieren. Dabei handelt es sich in der Regel aber um Gruppierungen, in denen die Objekte zwar in gravitativer Abhängigkeit zueinander stehen, aber aufgrund großer Distanzen zu starke Wechselwirkungen vermieden werden. Dies kommt beispielsweise vor, wenn zwei Doppelsternsysteme so nah beieinander liegen, dass sie einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen.

Laut den Forschern handelt es sich beim neuen Fund aber um das bisher engste bekannte Vierfachsystem, bei dem der äußerste Stern die kürzeste je gemessene Umlaufzeit aufweist. Die Ergebnisse wurden am Dienstag in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.


Die Entdeckung gelang mithilfe von Daten des NASA-Satelliten Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), der ursprünglich nach Dreifachsternsystemen suchte. Dabei fiel den Astronomen ein Objekt auf, dessen Helligkeit zunächst über rund 1,5 Tage abnahm, was ein Hinweis auf ein enges Doppelsternsystem ist. Alle 26 Tage wurde das Licht erneut gedämpft, was die Präsenz eines dritten Sterns bestätigte.

Weitere Beobachtungen zeigten jedoch, dass ein Dreifachsystem nicht ausreichte, um die Lichtverläufe zu erklären. Die Abweichungen in den Zeitpunkten der Finsternisse deuteten auf einen vierten Stern hin. TESS verfolgte das System, das als TIC 120362137 bezeichnet wird, von 2019 bis 2024. Aus den Daten ermittelten die Astronomen eine Umlaufzeit des äußersten Sterns von 1045,5 Tagen - die kürzeste je dokumentierte Umlaufzeit für einen äußeren Begleiter in einem Vierfachsystem.

Drei Sterne auf engstem Raum

Die drei inneren Sterne befinden sich sehr dicht beieinander, in einem Raum, der etwa der Größe der Merkur-Bahn um die Sonne entspricht. Sie sind deutlich massereicher und heißer als unsere Sonne. Der äußerste Stern kreist in einer Entfernung, die ungefähr der Jupiter-Bahn entspricht, und ähnelt in seiner Masse und Temperatur eher unserer Sonne.

"Sterne entstehen in der Regel in Gruppen durch den Kollaps großer Molekülwolken aus Gas und Staub", erklärt Tibor Mitnyan, Mitautor der Studie. "Die Entstehung kompakter hierarchischer Systeme ist ein aktives Forschungsfeld mit vielen offenen Fragen."

Die Astronomen konnten mithilfe der gemessenen Bahndaten auch die zukünftige Entwicklung des Systems modellieren: In etwa 300 Millionen Jahren werden die drei inneren Sterne zu einem einzigen Weißen Zwerg verschmelzen, während der äußere Stern ebenfalls zu einem Weißen Zwerg wird. Die beiden verbleibenden Weißen Zwerge werden einander in rund 44 Tagen umkreisen. Mit heutiger Beobachtungstechnik wäre kaum zu erkennen, dass dieses Doppelsystem aus einem solch exotischen 3+1-Vierfachsternsystem hervorgegangen ist.


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