Im Dezember 1689 verfolgte der französische Jesuit Jean Richaud von seinem Posten in Puducherry an der Südostküste Indiens aus einen Kometen, als ihm etwas Merkwürdiges auffiel: zwei Lichtpunkte, die so nah beieinanderlagen, dass sie sich umeinander zu drehen schienen. Diese beiläufige Beobachtung machte Alpha Centauri erst zum dritten Sternenpaar, das jemals als echter Doppelstern bestätigt wurde, nach Mizar AB und Acrux.
Drei Jahrhunderte später zeigt sich, dass das System, auf das Richaud da gestoßen war, noch seltsamer ist, als er hätte ahnen können. Was mit bloßem Auge wie ein einzelner heller Stern aussieht, sind in Wirklichkeit drei Sterne, die eng zusammenliegen, 4,36 Lichtjahre von der Erde entfernt im südlichen Sternbild Centaurus. Zwei von ihnen, katalogisiert als A und B, sind hell genug, um mit bloßem Auge erkannt zu werden; ein dritter, schwächerer Stern, Proxima Centauri, trägt tatsächlich den Titel des nächsten Nachbarn der Sonne, in 4,2465 Lichtjahren Entfernung.
Zwischen einem Paar sonnenähnlicher Sterne, einem kleinen und kurz angebundenen Roten Zwerg sowie mindestens einem Planeten in einer gemäßigten Umlaufbahn vereint dieser eine Himmelsfleck genug einzelne Geschichten, um einen ganzen Abend zu füllen.
Ein Sonnenpaar, 80 Jahre lang aneinander gebunden
Alpha Centauri A und B umkreisen alle 80 Jahre, fast auf den Tag genau, ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Während dieser langen Runde bleibt der Abstand zwischen ihnen nie gleich: Ihre gemeinsame Bahn ist zu einer Ellipse statt einem Kreis gestreckt, sodass die Distanz zwischen den beiden Sternen zwischen 35,6 Astronomischen Einheiten — etwa der Entfernung von Pluto zur Sonne — und 11,2 Astronomischen Einheiten, ungefähr der Entfernung des Saturn, schwankt.
Das Paar umkreist sich in einem Abstand von rund 3.600 Millionen Kilometern, etwas mehr als die Entfernung zwischen Uranus und der Sonne. Da sich die Umlaufbahn im 80-Jahres-Zyklus ständig dehnt und zusammenzieht, beobachtet jeder, der das Paar heute mit einem Teleskop verfolgt, eine tatsächlich andere Konfiguration, als sie ein Beobachter zu Richauds Zeiten gesehen hätte.
Zwei Sterne aus Billionen Kilometern Entfernung vermessen
Alpha Centauri A und B sind enge Verwandte der Sonne, was sie zu einem nützlichen Maßstab macht, um zu prüfen, wie gut Astronomen die Physik der Sterne tatsächlich verstehen. Sorgfältige Messungen haben den Radius von Stern A auf 854.000 Kilometer und von Stern B auf 602.000 Kilometer festgelegt — das 1,227- beziehungsweise 0,865-Fache des Sonnenradius.
Diese Präzision, für zwei Objekte in über 41 Millionen Millionen Kilometern Entfernung, funktioniert nur, weil A und B einem solaren Zwilling so nahekommen: Jede Abweichung zwischen den gemessenen Größen und den Vorhersagen eines Modells offenbart Lücken in genau der Physik, die auch verwendet wird, um Sterne — einschließlich unserer eigenen Sonne — weit allgemeiner zu beschreiben.
Der schwache dritte Stern, den niemand bemerkt
Proxima Centauri ist so lichtschwach, dass er komplett übersehen wurde, lange nachdem A und B bereits katalogisiert waren, obwohl er sich am Rand derselben gravitativen Nachbarschaft befindet. Der Abstand zwischen Proxima und dem AB-Paar beträgt etwa 13.000 Astronomische Einheiten, was ungefähr dem 430-Fachen des Radius der Neptunbahn um die Sonne entspricht.
Anders betrachtet liegt Proxima etwa 1,5 Millionen Millionen Kilometer näher an uns als seine helleren Geschwister, und eine vollständige Umrundung um sie könnte in der Größenordnung von Millionen Jahren dauern — vorausgesetzt, die Schwerkraft bindet ihn überhaupt an das Paar. Ein so weit entfernter, sich so langsam bewegender Stern erinnert daran, dass "System" durchaus eine sehr lose Verbindung bedeuten kann.
Ein kleiner Stern mit kurzer Zündschnur
Proxima Centauri ist für einen Stern bemerkenswert kühl: Seine Oberfläche glüht bei nur etwa 3.050 Kelvin, und er gibt gerade einmal 0,15 Prozent der gesamten Lichtleistung der Sonne ab. Physikalisch misst er etwa 14 Prozent des Sonnenradius und trägt rund 12 Prozent der Sonnenmasse. Was ihm jedoch an Größe fehlt, macht er durch Temperament wett.
Im August 2015 produzierte Proxima seinen größten je aufgezeichneten Flare und flammte am 13. jenes Monats kurzzeitig auf das 8,3-Fache seiner normalen Helligkeit auf. Ein Stern, der im gewöhnlichen Licht so schwach ist, kann dennoch Strahlungsausbrüche freisetzen, die für alles, was in der Nähe umkreist, durchaus von Bedeutung sind — und wie sich herausstellt, gibt es dort tatsächlich etwas.
Eine gemäßigte Welt, nur wenige Millionen Kilometer entfernt
Trotz Proximas Ausbrüchen befindet sich einer seiner Planeten an einer wirklich interessanten Stelle. Astronomen haben hier eine kleine Welt gefunden, wahrscheinlich mit mindestens 1,3 Erdmassen, die in einer 11,2-tägigen Umlaufbahn um Proxima kreist, in nur 0,05 Astronomischen Einheiten Entfernung — näher an ihrem Stern als Merkur an der Sonne, was jedoch angesichts von Proximas schwachem Leuchten tragbar ist.
Diese enge Umlaufbahn versetzt die Gleichgewichtstemperatur des Planeten in einen Bereich, in dem flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche existieren könnte. Er ist nahe genug, um jeden einzelnen von Proximas Flares abzubekommen, ist aber zugleich der nächstgelegene bekannte Planet außerhalb unseres Sonnensystems, der annähernd bewohnbaren Bedingungen entspricht.
Ein zweiter Planet, dessen Bestätigung noch aussteht
Forscher haben zudem ein vorläufiges Signal aufgefangen, das auf eine zweite Welt hindeutet, provisorisch Proxima c genannt, auf einer viel weiteren Umlaufbahn von rund 1.900 Tagen, etwa 1,5-mal weiter von Proxima entfernt als die Erde von der Sonne. Anders als sein gemäßigter Nachbar wäre dieser Kandidat vermutlich ein eisiger und lebensfeindlicher Ort.
Der Nachweis stützt sich auf ein Wackeln in Proximas Position von nur etwas mehr als einem Meter pro Sekunde, ein Signal, das in frühen Daten noch grenzwertig wirkte, bevor weitere Jahre an Messungen es auf festeren Boden stellten. Sollte sich dies bestätigen, gehörte der Kandidat zu einer Planetenklasse — der Supererde —, die der häufigste bekannte Typ in der Milchstraße ist, in unserem eigenen Sonnensystem jedoch vollständig fehlt.
Ein Sternbild geteilt mit einem gigantischen Sternhaufen
Alpha Centauri teilt sein Heimatsternbild Centaurus mit einem Objekt, das mit dem Sternsystem selbst nichts zu tun hat, es aber in schierer Größe mühelos übertrifft: Omega Centauri. Es ist der von der Erde aus hellste sichtbare Kugelsternhaufen und der größte, der bisher irgendwo in der Milchstraße identifiziert wurde, und manche Forscher vermuten, dass es sich tatsächlich um den freigelegten Kern einer Zwerggalaxie handelt, die unsere Galaxie vor langer Zeit aufgenommen hat.
Es ist eine nützliche Erinnerung daran, dass ein Sternbild nur eine gemeinsame Richtung am Himmel ist, kein gemeinsamer Ursprung — die drei Sterne von Alpha Centauri und die vielen Hunderttausend von Omega Centauri haben nichts miteinander zu tun, außer dass sie im selben Fleck des südlichen Nachthimmels erscheinen.