Zwei Sonnen am Himmel: Kann es erdähnliche Planeten auch in Doppelsternsystemen geben?
Ein Sonnenuntergang mit zwei Sternen am Horizont – was bei uns nur in Filmen möglich ist, könnte irgendwo im Universum längst Realität sein. Astrophysiker haben nun untersucht, ob in solchen Doppelsternsystemen überhaupt erdähnliche Planeten entstehen können.
Wir kennen inzwischen mehr als 6000 Planeten, die sich außerhalb unseres Sonnensystems befinden. Doch bisher wurden nur wenige solcher Exoplaneten bei Doppelsternen entdeckt. Ob das daran liegt, dass sie sich schlechter beobachten lassen, oder daran, dass tatsächlich weniger Planeten entstehen, ist aktuell Gegenstand der Forschung.
„Obwohl wahrscheinlich ein Drittel bis die Hälfte aller Sterne als Doppelsternsysteme auftreten, haben wir Exoplaneten bisher nur in relativ wenigen davon gefunden“, erklärt Astrophysikerin Elke Pilat-Lohinger vom Institut für Astrophysik der Universität Wien. Gemeinsam mit ihrem Kollegen Maximilian Zimmermann untersucht sie, wie sich erdähnliche Himmelskörper unter dem Einfluss zweier Sterne entwickeln.
Was bei kosmischen Kollisionen passiert
Planeten entstehen zunächst dadurch, dass eine Scheibe aus Gas und Staub um einen jungen Stern rotiert. Durch Gravitation ballt sich das Material allmählich zusammen. Zunächst entstehen daraus kleine Festkörper, sogenannte Planetesimale, und später größere Protoplaneten. Aus ihnen können schließlich erdähnliche Welten hervorgehen. Gasriesen bilden sich hingegen, indem ihre Kerne große Mengen des umgebenden Gases aufnehmen.
Die Berechnung der Planetenentstehung ist aufwendig: Tausende Objekte beeinflussen sich gegenseitig durch ihre Gravitation. Deshalb greifen die Forschenden auf Supercomputer zurück. Damit lassen sich zum Beispiel die Zusammenstöße der Himmelskörper wesentlich besser simulieren.
Früher ging man oft davon aus, dass zwei kollidierende Objekte vollständig miteinander verschmelzen. Die neuen Berechnungen berücksichtigen dagegen unterschiedliche Aufprallszenarien, von Streifkollisionen bis hin zur vollständigen Zerstörung. „Das Besondere an dieser Arbeit ist, dass wir nicht nur viel mehr Objekte simulieren, sondern auch deren Kollisionen komplexer darstellen können“, sagt Pilat-Lohinger.
Neigung der Sternbahn entscheidend
In einer Studie aus dem Jahr 2025 simulierten Wissenschaftler eine Scheibe mit 2000 Planetesimalen und 25 Protoplaneten. Ein zweiter Stern umkreiste das System in größerer Entfernung und beeinflusste durch seine Gravitation, wie sich die Objekte bewegten. Je geringer sein Abstand, desto stärker war die Beeinflussung.
Auch wie die Umlaufbahn ausgerichtet ist, entscheidet mit: Bewegen sich der zweite Stern und die protoplanetare Scheibe ungefähr in derselben Ebene, kann bei Kollisionen mehr Material zusammengetragen werden. Bei einer geneigten Sternbahn gibt es hingegen öfter zerstörerische Zusammenstöße.
Die Untersuchungen sollten nun klären, wie viele erdähnliche Planeten unter solchen Bedingungen entstehen und ob ihre Umlaufbahnen dauerhaft stabil bleiben. „Unsere Ergebnisse zeigen, wie sensibel die Planetenentstehung auf solche gravitativen Einflüsse reagiert“, fasst Pilat-Lohinger zusammen.
Das langfristige Ziel ist es, potenziell bewohnbare Welten zu finden. Etwa die Hälfte der Doppelsternsysteme könnte stabile Bahnen für erdähnliche Planeten aufweisen, so lautet zumindest die bisherige Annahme. Das bis zum Jahr 2028 laufende Forschungsprojekt „Planeten-Architektur in habitablen Zonen von Sternsystemen“ soll wichtige Einsichten dazu liefern – und macht einen doppelten Sonnenuntergang zumindest astrophysikalisch möglich.
Artikelreferenz
Zimmermann, M., & Pilat-Lohinger, E. (2026). N-body interactions and collisions in circumstellar discs for planar and inclined binary star configurations. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.