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Planetare Trümmer um Weiße Zwergsterne
von Stefan Deiters
astronews.com
14. Mai 2013
Astronomen haben mithilfe des Weltraumteleskops Hubble
Hinweise auf die Entstehung von Gesteinsplaneten in einem Sternhaufen gefunden.
In den Atmosphären von Weißen Zwergsternen konnten sie nämlich Verschmutzungen
durch Trümmer asteroidenähnlicher Objekte nachweisen. Für die Forscher ist dies
ein Indiz dafür, dass hier einst Gesteinsplaneten entstanden sind.
So könnten die untersuchten Weißen Zwerge
aussehen. Sie dürften von einer Scheibe aus Staub
und Trümmern umgeben sein.
Bild: NASA, ESA,
STScI und G. Bacon (STScI) |
Die Entdeckung gelang den Astronomen in einem offenen Sternhaufen in rund 150
Lichtjahren Entfernung im Sternbild Stier. In dieser als Hyaden bekannten
Ansammlung von Sternen beobachteten die Forscher Weiße Zwerge, also die
ausgebrannten Überreste von Sternen. Auch unsere Sonne wird einmal, wenn in
einigen Milliarden Jahren ihr Brennstoff verbraucht ist, als Weißer Zwergstern
enden.
Die meisten Sterne, so zumindest die Theorie der Astrononen, entstehen in
Sternhaufen. Diese lösen sich im Laufen von vielen Millionen oder Milliarden
Jahren auf, so dass sich der "Geburtssternhaufen" eines Sterns nicht immer
feststellen lässt. Die Suche nach Planeten in Sternhaufen war bislang allerdings
relativ erfolglos: Von den über 800 inzwischen bestätigten Planetenfunden
kreisten lediglich vier um Sterne in Sternhaufen.
Diese schlechte Entdeckungsrate kann allerdings auch einen ganz einfachen
Grund haben: Junge Sterne sind in der Regel noch relativ ungestüm. Es kann bei
ihnen zu gewaltigen Eruptionen kommen und sie können auch heftige Winde ins All
blasen. Dadurch lassen sie sich oft nicht so detailliert beobachten, wie es
nötig sein könnte, um hier entstehende oder bereits entstandene Planeten
nachzuweisen.
Jay Farihi von der University of Cambridge in England und seine
Kollegen haben deswegen mit dem Weltraumteleskop Hubble nicht junge
Sterne ins Visier genommen, sondern das genaue Gegenteil: ausgebrannte, alte
Sterne, sogenannte Weiße Zwerge. In den Atmosphären von zwei Exemplaren
entdeckten sie dabei Silizium - ein wesentlicher Bestandteil des Gesteins auf
Planeten wie der Erde.
Quelle des Siliziums könnten, so die Vermutung der Forscher, Asteroiden
gewesen sein, die sich dem Weißen Zwerg zu weit genähert haben und dann durch
dessen extreme Gravitationskraft auseinandergerissen wurden. Daraus dürfte ein
Ring aus Trümmerteilen um den ausgebrannten Stern entstanden sein, aus dem dann
Material in die Atmosphäre des Weißen Zwergs geströmt ist.
Die Trümmerteile rund um die beiden Weißen Zwerge seien, so die Astronomen,
ein Hinweis darauf, dass sich in dem System einmal Gesteinsplaneten gebildet
hatten. Nachdem dann aus dem Zentralstern ein Weißer Zwerg wurde, könnten
eventuell überlebende Gasplaneten die Objekte eines möglicherweise vorhandenen
Asteroidengürtels so abgelenkt haben, dass sie auf Bahnen gerieten, die sie zu
dicht an den Zwergstern heranführten.
"Wir haben hier chemische Beweise für die Grundbausteine für Gesteinsplaneten
gefunden", erklärt Farihi. "Als diese Sterne geboren wurden, entstanden um sie
auch Planeten und die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass einige davon noch immer
existieren. Die Hinweise auf Gesteinstrümmer, die wir entdeckt haben, sind ein
Beweis dafür. Was dort einmal entstanden ist, entspricht mindestens den
primitivsten Gesteinsobjekten in unserem Sonnensystem."
Mithilfe des Cosmic Origins Spectrograph (COS) von Hubble
konnten die Astronomen zudem auch geringe Mengen an Kohlenstoff in der
Atmosphäre der Zwergsterne nachweisen - für die Forscher ein weiteres Indiz
dafür, dass es sich bei den Trümmern tatsächlich um Gestein handeln könnte. In
erdähnlichem Gestein findet sich nämlich auch relativ wenig Kohlenstoff.
"Eine Information, die uns nur die Analyse der Verschmutzung der Atmosphäre
von Weißen Zwergsternen und keine andere Planetensuchtechnik liefert, sind Daten
über die chemische Zusammensetzung von Gesteinsplaneten", so Farihi. "Basierend
auf dem in unserer Studie ermittelten Silizium-zu-Kohlenstoff-Verhältnis dieser
Trümmer lässt sich sagen, dass dieses Material praktisch erdähnlich ist."
Die Astronomen schätzen, dass die Asteroiden, die den Weißen Zwergen zu nahe
gekommen sind, einen Durchmesser von maximal 160 Kilometern hatten. Das Team
plant nun, noch weitere Weiße Zwerge anzuvisieren, um mehr über Planetensysteme
um ausgebrannte Sonnen zu lernen. Da auch unsere Sonne einmal als Weißer
Zwergstern enden wird, bieten solche Systeme den Forschern schließlich auch
einen Blick in die mögliche Zukunft unseres Planetensystems.
Die Ergebnisse werden in einem Fachartikel in den Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society vorgestellt.
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