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55 Cancri – Ein Planetensystem ähnlich dem unseren

Der Stern 55 Cancri (kurz: 55 Cnc) ist nur ein unauffälliger Lichtpunkt in diesem Sternbild, doch er weist eines der am besten untersuchten und interessantesten Planetensysteme auf. Mindestens fünf Exoplaneten umkreisen den 41 Lichtjahre von uns entfernten Zentralstern, und die Eigenschaften dieses Systems sind unserem eigenen Planetensystem nicht unähnlich.

Mit einer scheinbaren Helligkeit von 5,95 mag liegt 55 Cancri an der Sichtbarkeitsgrenze für das freie Auge. Mit einem Fernglas ist er aber einfach zu erkennen. Wir finden ihn im nördlichen Bereich des Sternbilds Krebs, 1,3° südöstlich des 4,0 mag hellen Sterns Iota Cancri (ι Cnc).

Der Stern trägt mehrere Bezeichnungen. 55 Cancri ist der Eintrag im Katalog des britischen Astronomen John Flamsteed, während er in der ursprünglich von Johann Bayer eingeführten Notation heute als Rho-1 Cancri (ρ¹ Cnc) bezeichnet wird. Tatsächlich ist es ein Doppelsternsystem. Die Hauptkomponente, 55 Cancri A, ist ein Stern des Spektraltyps K0 mit einer Masse und einem Radius wie unsere Sonne. Da die Oberflächentemperatur von 55 Cancri A aber mit 5160 Kelvin etwas geringer ist als diejenige unserer Sonne, strahlt er nur mit etwa 60 Prozent einer Sonnenleuchtkraft. Die zweite Komponente des Doppelsternsystems, 55 Cancri B, ist ein roter Zwerg der Spektralklasse M, der mit nur 0,3 Prozent der Sonnenleuchtkraft von der Erde aus mit einer Helligkeit von 13,15 mag erscheint. Die beiden Sterne haben einen relativ weiten Abstand von etwa 1065 AE. Im Dezember 2015 vergab die Internationale Astronomische Union (IAU) für 55 Cancri A auch einen Eigennamen: Copernicus.

Supererden mit höllischen Eigenschaften

Die Planeten wurden in der Reihenfolge ihrer Entdeckung als 55 Cnc b, 55 Cnc c, 55 Cnc d, 55 Cnc e und 55 Cnc f bezeichnet. (Gemäß korrekter Notation müsste es eigentlich 55 Cnc Ab etc. heißen, aber auf den Zusatz A für die Hauptkomponente des Doppelsternsystems wird meist verzichtet.) Auch für diese Himmelskörper hat die IAU besondere Eigennamen vergeben: Galileo, Brahe, Lipperhey, Janssen und Harriot.

Der Planet 55 Cancri e (Janssen) ist mit dem 1,9-fachen Durchmesser und der achtfachen Masse eine sogenannte Supererde. Allerdings sind die Umweltbedingungen auf ihm alles andere als erdähnlich. Alle 18 Stunden umkreist er den Stern 55 Cancri A auf einer engen Umlaufbahn, deren Radius nur 0,016 AE beträgt. Aufgrund des geringen Abstands ist seine Rotation gebunden, das heißt, der Planet wendet seinem Zentralstern stets die gleiche Seite zu. Vermutlich ist eine Atmosphäre vorhanden, die einen Teil der vom Stern einfallenden Energie von der ewigen Tag- auf die ewige  Nachtseite transportiert. Modellrechnungen ergeben, dass die Oberflächentemperaturen dabei höllische Werte von etwa 1300°C auf der Nacht- und rund 2300°C auf der Tagseite erreichen. Bei solchen Werten schmelzen Silikatgesteine, so dass der Planet vermutlich von einem globalen Lavasee bedeckt ist. Ein interaktiver Spaziergang auf 55 Cancri e gibt einen Eindruck von diesem Höllenplaneten.

55 Cancri b (Galileo), ein Planet mit 80 Prozent der Jupitermasse, umkreist seinen Zentralstern alle 15 Tage. Etwa dreimal so lange für einen Umlauf braucht 55 Cancri c (Brahe), der etwa 16 Prozent der Jupitermasse hat. Die Bahnen beider Planeten sind kleiner als die Bahn von Merkur in unserem Sonnensystem. Der vierte Planet, 55 Cancri f (Harriot), ist etwa so weit von seinem Stern entfernt wie die Venus von unserer Sonne. Die Bahn von 55 Cancri d (Lipperhey) entspricht etwa derjenigen von Jupiter in unserem Sonnensystem, seine Masse ist hingegen dreimal größer und übersteigt somit die Gesamtmasse der vier anderen Planeten. Lipperhey könnte demnach eine ähnlich stabilisierende Wirkung auf das 55-Cancri-Planetensystem ausüben wie Jupiter auf unser Sonnensystem.

Der Stern 55 Cancri liegt südöstlich des mit bloßen Augen sichtbaren Sterns Iota Cancri

Der nur etwa 6 mag helle Stern 55 Cancri (nach der Bayer-Notation auch als ρ¹ Cancri bezeichnet) befindet sich 1,3° südöstlich des leicht mit bloßem Auge erkennbaren Sterns Iota Cancri (ι Cancri) im nördlichen Bereich des Sternbilds Krebs. (Bild: Uwe Reichert)

Sternbild-Löwe

Die Umlaufbahnen der vier Planeten 55 Cancri e, b, c und f um ihren Zentralstern. (Bewege den Mauszeiger über das Bild, um ein Bild des inneren Sonnensystems im gleichen Maßstab einzublenden.)
(Bilder: Uwe Reichert)