KEPLER
Weißer Zwerg zerstört Asteroiden
von Stefan Deiters
astronews.com
26. Oktober 2015

Mithilfe des Weltraumteleskops Kepler haben Astronomen Hinweise auf einen größeren Asteroiden gefunden, der um einen Weißen Zwerg kreist und von diesem langsam pulverisiert wird. Der Fund könnte helfen, die Anreicherung von schwereren Elementen in den Atmosphären von Weißen Zwergen zu erklären.

So stellt sich ein Künstler die Vorgänge rund um den Weißen Zwerg WD 1145+017 vor. Bild: CfA/Mark A. Garlick  [Großansicht]

"Wir werden hier erstmals Zeuge davon, wie ein 'Miniplanet' durch die starke Gravitationskraft auseinandergerissen und durch intensive Strahlung verdampft wird", so Andrew Vanderburg, Doktorand am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge. "Das Gesteinsmaterial regnet dann auf den Stern hinab."

Dieser Stern ist jedoch kein gewöhnlicher Stern, sondern ein sogenannter Weißer Zwerg. Bei Weißen Zwergen handelt es sich um die Endstadien von sonnenähnlichen Sternen. Zum Ende ihres stellaren Lebens blasen sich diese zunächst zu Roten Riesen auf und verlieren dabei bis zur Hälfte ihrer Masse. Was übrig bleibt, schrumpft dann zu einem kompakten und heißen Objekt, das kaum größer ist als unsere Erde.

Das jetzt mithilfe des Weltraumteleskops Kepler entdeckte Objekt um den Weißen Zwerg WD 1145+017 ist das erste planetare Objekt, von dem man einen Transit vor einem Weißen Zwerg beobachtet hat. Es dürfte sich um einen großen Asteroiden handeln, der den Weißen Zwerg alle 4,5 Stunden einmal umrundet. Er ist dem Sternenrest damit sehr nah und dürfte intensiver Strahlung und auch einer extremen Gezeitenwirkung ausgesetzt sein.

Das Weltraumteleskop Kepler sucht mit der sogenannten Transitmethode nach Planeten um andere Sonnen. Dabei visiert das Teleskop einen Stern über einen längeren Zeitraum an und fahndet nach regelmäßigen Helligkeitsänderungen, die durch ein umlaufendes Objekt erklärt werden könnten, das den Stern genau auf der Sichtlinie von uns zu dem Stern umläuft und dadurch - von der Erde aus gesehen - diesen regelmäßig ein wenig verdunkelt.

Die Kepler-Mission war im Jahr 2013 zunächst für beendet erklärt worden, nachdem nur noch zwei Kreisel zur Lageregelung des Teleskops funktionierten und man nicht mehr davon ausging, das Teleskop hinreichend genau ausrichten zu können. Dann fanden Wissenschaftler aber eine Methode, wie das Teleskop doch noch zu nutzen ist und es begann die "K2-Mission" (astronews.com berichtete), in derem Rahmen auch der Asteroid um den Weißen Zwerg entdeckt wurde.

Der Fund gelang während der ersten K2-Beobachtungskampagne vom 30. Mai bis zum 21. August 2014 im Sternbild Jungfrau. Dabei stellten die Astronomen eigentümliche Helligkeitsänderungen bei einem entfernten Weißen Zwerg fest: Alle 4,5 Stunden nahm die Helligkeit des Weißen Zwergs um bis zu 40 Prozent ab. Allerdings hatte der Verlauf dieser Helligkeitsänderung, die sogenannte Lichtkurve, nicht die Form, die man für einen umlaufenden Planeten erwarten würde.

Das Signal ließ sich vielmehr mit einem Ring aus Trümmerteilen um den Weißen Zwerg erklären, der durch das langsame Auseinanderbrechen und Verdampfen eines kleinen Planeten entstanden ist. "Der Moment der Erkenntnis kam in der letzten Beobachtungsnacht, als uns plötzlich klar wurde, was um den Weißen Zwerg da gerade passiert", erinnert sich Vanderburg. "Die Form und sich verändernde Tiefe des Transits waren eindeutige Signaturen."

Außerdem fanden Vanderburg und seine Kollegen Hinweise darauf, dass die Atmosphäre des Weißen Zwergs durch schwere Elemente verschmutzt sein dürfte. Eigentlich sollte die Oberfläche von Weißen Zwerge sehr rein sein und praktisch nur aus Helium und Wasserstoff bestehen. Allerdings wissen Astronomen schon seit längerem aus Beobachtungen, dass sich hier in der Realität auch Spuren schwererer Elemente wie Kalzium, Silizium, Magnesium und Eisen nachweisen lassen. Als Quelle hat man schon seit längerem Planeten im Verdacht, die vom Weißen Zwerg praktisch kannibalisiert werden.

"Jahrzehntelang haben wir vermutet, dass Weiße Zwerge sich bei den Resten von Gesteinsobjekten bedienen und dieser Fund könnte die heiße Spur sein, nach der wir gesucht haben", so Fergal Mullally, Wissenschaftler der K2-Mission am SETI Institute und am Ames Research Center der NASA. "Es ist allerdings noch einiges an Arbeit zu erledigen, um die Geschichte dieses Systems zu verstehen."

Über die Entdeckung berichteten die Astronomen in der vergangenen Woche in der Wissenschaftszeitschrift Nature.