Eine Studie des Teams um Professor Qian Shengbang von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Yunnan hat nachgewiesen, dass Planetensysteme auf regulären Umlaufbahnen um massereiche B-Sterne, die bei Beobachtungen lange übersehen wurden, tatsächlich existieren. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
B-Sterne gehören zu den massereichen Sternen im Universum und haben Oberflächentemperaturen von über 10.000 Kelvin. Die Planeten um solche Sterne sind wichtige Beobachtungsobjekte für die Erforschung der Planetenentstehung und -entwicklung unter extremen Strahlungsbedingungen. Da B-Hauptreihensterne jedoch schnell rotieren und ihre Spektralsignale schwer zu identifizieren sind, ist es mit herkömmlichen Beobachtungsmethoden schwierig, Planetensignale in mittleren Umlaufbahnen zu erfassen. In diesem Bereich besteht seit langem eine Beobachtungslücke, und die Wissenschaft konnte nie mit Sicherheit feststellen, ob solche Planetensysteme tatsächlich existieren.
Um dieses Beobachtungsproblem zu lösen, änderte das Forschungsteam seinen Ansatz: Statt die jungen B-Hauptreihensterne direkt zu beobachten, untersuchte es deren „Ruhestandsform" im späten Evolutionsstadium – die Roten Klumpenriesen. In diesem Evolutionsstadium sind die spektralen Bedingungen günstiger für die Extraktion von Planetensignalen. Allerdings stellt die Unterscheidung zwischen Roten Klumpenriesen und gewöhnlichen Roten Riesen sowie die Bestimmung des tatsächlichen Evolutionsstadiums der Sterne eine weitere technische Hürde dar.
Das Forschungsteam nutzte die Asteroseismologie, ähnlich einer Ultraschall-CT-Untersuchung des Sterns. Mithilfe der hochpräzisen photometrischen Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) erfasste es feine Helligkeitsschwankungen der Sterne, analysierte durch die Schwingungsfrequenzen die innere Struktur der Sterne und identifizierte präzise deren Evolutionsstadium. Durch die Analyse bestätigte die Studie, dass vier Planeten beherbergende Sterne, darunter HD 2952, Rote Klumpenriesen sind.
Durch die Kombination mit Sternentwicklungsmodellen und Rückwärtsrechnungen zeigte die Studie, dass diese vier Sterne in ihrer Jugend allesamt massereiche B-Sterne waren und die sie umkreisenden Planeten genau in den zuvor unbeobachteten Umlaufbahnbereich fielen. Die Bahnberechnungen bestätigten, dass diese Planeten die Expansionsphase ihres Muttersterns überstanden haben, nicht vom Stern verschlungen wurden und bis heute erhalten geblieben sind.
Der korrespondierende Autor der Studie, Qian Shengbang, erklärte, dass Planetensysteme auf regulären Umlaufbahnen um B-Sterne möglicherweise nicht selten sind, sondern lange Zeit im toten Winkel herkömmlicher Beobachtungsmethoden verborgen waren. Durch die Untersuchung der evolvierten Muttersterne lassen sich die Planetensysteme massereicher Sterne in ihrer Jugend rekonstruieren und weiterhin untersuchen, wie sich Planetenentstehungseffizienz, Bahnentwicklung und langfristige Überlebensmechanismen mit der Masse des Muttersterns verändern. Die Studie verbindet mehrere Forschungsrichtungen – Exoplanetendetektion, Sternentwicklung und Asteroseismologie – und schlägt einen neuen Weg zur Suche nach Planeten um massereiche Sterne vor.