WEISSE ZWERGE
Die Trümmer eines wasserreichen Asteroiden
von Stefan Deiters
astronews.com
15. Oktober 2013

Um einen Weißen Zwergstern in 170 Lichtjahren Entfernung haben Astronomen Trümmerteile entdeckt, die einmal zu einem Asteroiden gehört haben müssen, der zu rund einem Viertel seiner Masse aus Wassereis bestand. Ihren Fund beschreiben die Forscher als ersten Beweis für die Existenz von wasserreichen Gesteinswelten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems.

So könnte es ausgesehen haben, als der wassereiche Asteroid durch die Gravitationskraft des Weißen Zwergs GD 61 zerstört wurde. Bild: Mark A. Garlick, space-art.co.uk, University of Warwick und University of Cambridge.

Die Wissenschaftler von den Universitäten im englischen Warwick, in Cambridge und im schleswig-holsteinischen Kiel haben den Staub und die Trümmerteile um den Weißen Zwergstern GD 61 untersucht, der sich in einer Entfernung von rund 170 Lichtjahren von der Erde befindet. Sie nutzten dazu sowohl das Weltraumteleskop Hubble als auch die Teleskope des W. M. Keck Observatory auf Hawaii.

Bei ihren Analysen stellten sie in den Trümmerteilen einen Überschuss an Sauerstoff fest. Dieser deutet darauf hin, dass die Gesteinsbrocken um GD 61 einst Teil eines deutlichen größeren Objekts waren, dessen Masse zu 26 Prozent aus Wasser bestand. Zum Vergleich: Bei der Erde macht das Wasser nur einen Anteil von 0,023 Prozent der Gesamtmasse aus.

Wasser wurde auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems bislang nur in den Atmosphären von Gasriesen nachgewiesen. Ihr Fund, so die Astronomen, würde daher den ersten Nachweis von Wasser auf einem extrasolaren Gesteinsplaneten darstellen, womit die Studie auch für Forscher interessant sein dürfte, die sich für die Entstehung von bewohnbaren Planeten und die mögliche Entwicklung von Leben dort interessieren.

Die Astronomen können nur darüber spekulieren, um was für ein Objekt es sich genau handelte, das einst um GD 61 kreiste. Ein Fingerzeig liefert ein Blick in unser eigenes Sonnensystem. So vermutet man etwa auch unter der Oberfläche des Zwergplaneten Ceres größere Mengen von Wasser in Form von Eis. Objekte wie Ceres könnten einmal für einen erheblichen Teil des Wassers auf der Erde verantwortlich gewesen sein - indem sie in der Frühphase des Sonnensystem auf die Erde stürzten.

Auch das Wasser, das in den Trümmern um GD 61 nachgewiesen wurde, könnte sich einst in Form von Eis in einem mindestens 90 Kilometer durchmessenden Kleinplaneten befunden haben, der sich im Orbit um seine Sonne befand, bevor sich der Stern dann zum Weißen Zwerg entwickelte. Auf die Mindestgröße des Objektes schließen die Astronomen aus der Menge an Trümmerteilen um den Weißen Zwergstern. Vermutlich war das Objekt deutlich größer, vielleicht ähnlich groß wie der Asteroid Vesta in unserem Sonnensystem.

Bevor GD 61 zu einem Weißen Zwerg wurde, handelte es sich um einen Stern, der etwas größer als unsere Sonne war und wohl auch ein Planetensystem besessen hat. Vor rund 200 Millionen Jahren dann wurde GD 61 zu einem Weißen Zwerg. Während Teile des Planetensystems diese Übergangsphase überstanden, wurde der wasserreiche Zwergplanet aus seiner Bahn geworfen und geriet dadurch auf einen Orbit, auf dem er dem Weißen Zwerg sehr nahe kam und dadurch zerstört wurde.

Um die Umlaufbahn des Zwergplaneten so zu destabilisieren, muss sich in größerer Entfernung ein noch deutlich massereicherer Planet befinden, der bislang allerdings nicht entdeckt wurde. "Alles was jetzt noch von diesem Gesteinsobjekt übrig ist, sind der Staub und die Trümmerteile, die in einen Orbit um seinen Zentralstern gezogen wurden", so Professor Boris Gänsicke von der University of Warwick. "Allerdings liefert uns dieser planetare Friedhof, der um die Reste der einstigen Sonne kreist, jede Menge Informationen über seine frühere Existenz. Die Trümmer liefern chemische Hinweise darauf, dass es sich einmal um ein wasserreiches Objekt aus Gestein handelte."

"Diese zwei Zutaten - eine Gesteinsoberfläche und Wasser - sind die Schlüsselinformationen bei der Suche nach bewohnbaren Welten außerhalb unseres Sonnensystems", unterstreicht Gänsicke die Bedeutung der Entdeckung. "Es ist daher ein tolles Ergebnis beides erstmals außerhalb unseres Sonnensystems nachweisen zu können."

Und Jay Farihi vom Institute of Astronomy der University of Cambridge ergänzt: "Der Fund von Wasser in einem großen Asteroiden bedeutet, dass die Grundbausteine für bewohnbare Planeten im GD 61-System einmal existiert haben - und möglicherweise noch immer existieren. Das trifft vermutlich auch für eine große Zahl ähnlicher Sterne zu." Um viele andere Sterne, so der Astronom, könnte es ganz ähnliche Bedingungen gegeben haben, so dass auch dort die Entstehung von Planeten wahrscheinlich ist. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass dieses System definitiv das Potential für bewohnbare Planeten hatte."

Die Astronomen berichteten über ihre Entdeckung in der Fachzeitschrift Science.