Der Todesstern aus dem Film Star Wars mag Science-Fiction sein, aber die Zerstörung von Planeten ist real. Astronomen gaben am 18. Oktober 2015 bekannt, dass sie ein großes Gesteinsobjekt entdeckt haben, das bei seiner Todesspirale um einen entfernten Weißen Zwerg auseinanderbricht. Die Entdeckung bestätigt auch eine lange bestehende Theorie über die “Verschmutzung” von Weißen Zwergen durch Metalle.
“Das ist etwas, das noch kein Mensch zuvor gesehen hat”, sagte der Hauptautor Andrew Vanderburg vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). “Wir beobachten die Zerstörung eines Sonnensystems.”
Der Hinweis auf dieses einzigartige System stammt von der Kepler-K2-Mission der NASA, die Sterne überwacht und bei ihnen nach einem Helligkeitsabfall sucht. Ein solcher Helligkeitsabfall tritt auf, wenn ein umkreisender Körper vor dem Stern vorbeizieht. Die Daten offenbarten einen regelmäßigen Helligkeitsabfall alle 4,5 Stunden, womit das Objekt etwa 840.000 Kilometer (mehr als die doppelte Distanz zwischen Erde und Mond) von dem Weißen Zwerg entfernt ist. Es ist der erste planetare Körper, der bei einem Transit vor einem Weißen Zwerg beobachtet wurde.
Vanderburg und seine Kollegen machten weitere Beobachtungen mit einer Reihe bodenbasierter Einrichtungen: dem 1,2-Meter-Teleskop und dem MINERVA-Teleskop des Whipple Observatory, dem Multiple Mirror Telescope, dem MEarth-South Telescope und dem Keck-Teleskop.
Durch die Kombination all dieser Daten fanden sie Anhaltspunkte für mehrere weitere Materieansammlungen, die sich in Umlaufperioden zwischen 4,5 und fünf Stunden befanden. Der Haupttransit war besonders auffällig und verdunkelte den Stern um 40 Prozent. Das Transitsignal zeigte außerdem ein kometenähnliches Muster. Beide Merkmale sprechen für de Existenz einer langgezogenen Staubwolke, die das Fragment umgibt. Die Gesamtmenge des Materials wird ungefähr auf die Masse von Ceres geschätzt. Ceres ist etwa so groß wie Texas und das größte Objekt im Hauptasteroidengürtel unseres Sonnensystems.
Der Weiße Zwerg WD 1145+017 liegt rund 570 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Virgo (Jungfrau). Wenn sich ein sonnenähnlicher Stern dem Ende seines Lebens nähert, bläht er sich zu einem Roten Riesen auf und stößt seine äußeren Schichten ab. Der zurückbleibende, heiße, erdgroße Kern ist ein Weißer Zwerg und besteht normalerweise aus Kohlenstoff und Sauerstoff mit einer dünnen Hülle aus Wasserstoff oder Helium.
Dennoch finden Astronomen manchmal einen Weißen Zwerg, der Anzeichen von schwereren Elementen wie Silizium und Eisen in seinem Lichtspektrum zeigt. Das ist ein Rätsel, weil die starke Gravitation eines Weißen Zwergs diese Metalle rasch nach unten ziehen sollte. “Es ist wie die Suche nach Gold – das schwere Zeug sinkt auf den Boden. Diese Metalle sollten in das Innere des Weißen Zwergs sinken, wo wir sie nicht sehen können”, erklärte der Co-Autor John Johnson vom CfA.
Theoretiker vermuten, dass Weiße Zwerge, die Anzeichen von schweren Metallen zeigen, “verschmutzt” wurden, als sie Gesteinsplaneten oder Asteroiden zerstörten. Die Belege waren jedoch oft nur ein Indiz. Ein Anteil verschmutzter Weißer Zwerge zeigte Hinweise auf umgebende Trümmerscheiben, aber der Ursprung der Scheiben war unklar. Dieses System umfasst alle drei Merkmale: einen verschmutzten Weißen Zwerg, eine umgebende Trümmerscheibe und mindestens ein kompaktes Gesteinsobjekt.
“Jetzt haben wir einen überzeugenden Beweis, der die Verschmutzung Weißer Zwerge mit der Zerstörung von Gesteinsplaneten in Zusammenhang bringt. Es bleiben aber noch Fragen über den Ursprung dieser Gesteinsobjekte offen. Das wahrscheinlichste Szenario ist, dass die Umlaufbahn eines existierenden Planeten instabil wurde und er nach innen gezogen wurde.
Gesichert ist allerdings die Erkenntnis, dass diese Objekte nicht ewig bestehen werden. Sie werden in der starken Hitze des Weißen Zwergs verdampft. Sie bewegen sich zudem nahe an der Roche-Grenze – das ist die Entfernung, bei der die Gezeitenkräfte des Weißen Zwergs ein Gesteinsobjekt auseinanderreißen können. Innerhalb der nächsten Million Jahre wird alles, was von diesen Asteroidenstückchen übrig bleiben wird, eine dünne metallische Schicht auf einem unschuldig aussehenden Weißen Zwerg sein. Die Studie über die Entdeckung wird in der Nature-Ausgabe vom 22. Oktober 2015 veröffentlicht.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge (Massachusetts) ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Harvard College Observatory. Wissenschaftler aus sechs Forschungsabteilungen untersuchen hier den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Quelle: https://www.cfa.harvard.edu/news/2015-21
(THK)
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