Zerstörter Exoplanet Wasserwelt-Trümmer umkreisen Sternenleiche

Astronomen haben im Licht des Zwergsterns GD 61 Spuren eines Dramas entdeckt: Ein kleiner, wasserhaltiger Planet wurde von den Gezeiten des Zwerges zerrissen und danach verdaut. Damit erscheint auch das Schicksal der Erde in einem neuen Licht.

Wasserreicher Asteroid, der von einem Weißen Zwergstern zerrissen wird: Könnte ein solches Schicksal auch erdähnlichen Planeten drohen?
Mark A. Garlick/ space-art.co.uk/ UC of Warwick/ UC of Cambridge

Wasserreicher Asteroid, der von einem Weißen Zwergstern zerrissen wird: Könnte ein solches Schicksal auch erdähnlichen Planeten drohen?


Selbst astronomischen Laien ist Sirius ein Begriff. Der hellste Stern am Himmel gehört zu unserer stellaren Nachbarschaft, sein Licht braucht kaum neun Jahre, um die Erde zu erreichen. Weniger bekannt ist sein Begleiter Sirius B, ein Weißer Zwergstern. Kein Wunder, denn er hat seine beste Zeit längst hinter sich, schon vor Jahrmillionen war sein Brennstoff verbraucht. Heute zehrt er lediglich von etwas Resthitze aus der Zeit, als er noch Wasserstoff zu Helium fusionierte.

Doch diese Burn-Out-Sterne faszinieren die Forscher. Sie ermöglichen Einblicke in eine Zukunft, die auch auf die Sonne wartet. Jetzt stellt sich heraus: Manche Zwerge sind offenbar auch die Grabstätten potentiell lebensfreundlicher Planeten.

Das unvermeidliche Ende sonnenähnlicher Sterne lässt sich vielerorts im All erforschen, denn Weiße Zwerge sind häufig. Ein Forscherteam um den US-Astronomen Jay Farihi von der University of Cambridge hat in der Fachzeitschrift "Science" nun Beobachtungen eines solchen Himmelskörpers vorgestellt, er heißt GD 61 und steht im Sternbild Perseus. Lange war er kein Einzelgänger, denn die Messungen deuten auf Spuren von mindestens einem felsigen Kleinplaneten hin. Und dessen chemische Zusammensetzung hatte es buchstäblich in sich: In seinem Inneren soll es große Mengen Wasser gegeben haben. Das GD-61-System wird damit zu einem ganz besonderen Studienobjekt: "Unsere Resultate zeigen, dass es dort eindeutig ein Potential für habitable Planeten gab", so Farihi.

Viel Sauerstoff auf dem kosmischen Friedhof

Heute ist der potentiell lebensfreundliche Mini-Planet allerdings passé: Er kam dem Zwergstern zu nahe und wurde zerrissen. Intakt soll seine Masse mit der von Vesta vergleichbar gewesen sein, ein 500-Kilometer-Brocken, der friedlich zwischen Mars und Jupiter kreist. Der ferne Artgenosse hatte allerdings weniger Glück: Zerschmettert zu Staub und Trümmern, kreisen seine Relikte um GD 61. Das System müsse man sich ähnlich wie die Saturnringe vorstellen, erläutert Boris Gänsicke, Co-Autor der Studie. Doch der Zwerg im Zentrum der Staubscheibe lässt seinem verblichenen Ex-Begleiter keine Ruhe. Dessen Überreste werden angezogen und schließlich verschluckt.

Das schließen die Astronomen aus dem Spektrum von GD 61. Es zeigt klare Spuren von Verunreinigungen in der Atmosphäre des Zwergsterns: Kalzium, Silizium, Aluminium, Magnesium und Eisen - die typischen Ingredienzien für einen felsigen Planeten. Hinzu kommt Sauerstoff, da diese Elemente üblicherweise in oxidierter Form vorkommen. Laut Gänsicke hat GD 61 sogar zu viel Sauerstoff, um nur mit den typischen Mineralen eines felsigen Asteroiden erklärt zu werden. Der Überschuss könne nur von Wassermolekülen stammen, rechnet er vor und beziffert den Wassergehalt des ehemaligen Kleinplaneten auf mindestens 26 Prozent. Es existierte vermutlich als Eis oder gebunden in wasserhaltigen Mineralen. Mehr als ein Viertel des Gesamtgewichts sind ein beachtlicher Wert. Bei der Erde entfallen lediglich 0,02 Prozent auf das Wasser.

Enorme Anziehung

Wieso aber sind sich die Forscher eigentlich so sicher, dass all die Metalle und der Sauerstoff eine Verunreinigung von außen sind? Könnten diese Elemente nicht einfach eine Eigenart des Weißen Zwerges sein?

"Weiße Zwerge sind winzige Sterne, die ihre gesamte Masse auf einem Raumbereich konzentrieren, der etwa so klein wie unsere Erde ist", erklärt Gänsicke, der an der britischen University of Warwick forscht. An der Oberfläche solcher Objekte herrsche deshalb eine extreme Schwerkraft, etwa 10.000-mal stärker als auf unserer Sonne. Schwere chemische Elemente, alles außer den leichten Gasen Wasserstoff und Helium, werde von der enormen Gravitation schnell ins Sterninnere gezogen. Dort sind sie für die Messungen unsichtbar. Gänsicke: "Wenn wir im Spektrum trotzdem Metalle messen, müssen diese ständig von außen nachgeliefert werden."

Der Fund wirft auch ein neues Licht auf das Schicksal der inneren Planeten unseres Sonnensystems, inklusive der Erde. Bevor in Milliarden von Jahren die Sonne zum Weißen Zwerg mutiert, wird sie sich noch einmal mächtig aufblähen. Als Roter Riese verschluckt sie dann die inneren Planeten Merkur und Venus. Die Expansion könnte sogar bis an die Erdbahn heranreichen. Erst danach wird sie zu einem Weißen Zwerg schrumpfen.

All das fand im GD-61-System schon vor 200 Millionen Jahren statt. "Auf dem planetaren Friedhof von GD 61 wurde nun der Beweis gefunden, dass wasserhaltige Himmelskörper diese Entwicklungen überstehen können", so Gänsicke. "Denn die Zerstörung des Kleinplaneten war viel jüngeren Datums, das ist erst etwa 100.000 Jahre her." Ob auch ausgewachsene Planeten den Todeskampf eines Sterns überstehen können, bleibt hingegen unklar: Ein definitiver Beweise für größere Exoplaneten um Weiße Zwerge lässt noch auf sich warten.

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Layer_8 10.10.2013
1. hmmm
also wenn die Erde das Rote-Riesen-Stadium der Sonne übersteht, bleibt ja die Erdbahn mehr oder weniger die gleiche wie jetzt. Und wenn die Sonne danach zum weißen Zwerg wird, auch, eher weiter entfernt. Und die Gezeitenkräfte bleiben auch so wie jetzt, selbst wenn sich dort ein schwarzes Loch bilden würde, was es mangels Sonnenmasse wohl nicht tut. Die Erde würde also wohl nicht zerissen werden, eher durch den roten Riesen verdampft.
DrStrang3love 10.10.2013
2.
Zitat von Layer_8also wenn die Erde das Rote-Riesen-Stadium der Sonne übersteht, bleibt ja die Erdbahn mehr oder weniger die gleiche wie jetzt. Und wenn die Sonne danach zum weißen Zwerg wird, auch, eher weiter entfernt. Und die Gezeitenkräfte bleiben auch so wie jetzt, selbst wenn sich dort ein schwarzes Loch bilden würde, was es mangels Sonnenmasse wohl nicht tut. Die Erde würde also wohl nicht zerissen werden, eher durch den roten Riesen verdampft.
Es sind schon durchaus Szenarien denkbar, in denen die Erd-Reste von dem weißen Zwerg tatsächlich zerrissen werden. Zum Beispiel, wenn die Erde durch die Sonne im Stadium eines Roten Riesen nicht verdampft wird, aber durch die dann durch von der Sonne ausgestossene Gase soweit gebremst wird, dass sie auf auf einer spiralförmigen Umlaufbahn langsam dem Sternenrest nähert. Bei annähernd großer Annäherung könnte das, was von der Erde übrig ist, dann wie beschrieben von den Gezeitenkräften zerrissen werden. Wie auch immer, eines in dem Artikel ist leider mal wieder eher falsch beschrieben. Ein Vorläufer des Trümmersystems um GD 61 von der Masse des Asteroiden Vesta kann nie ein "lebensfreundlicher Mini-Planet" gewesen sein. Ein Körper dieser Größe ist nicht in der Lage, eine wie auch immer geartete Atmosphäre von auch nur annähernd signifikanter Dichte und damit Wasser (in flüssiger Form) zu halten.
Zaunsfeld 10.10.2013
3.
Zitat von Layer_8also wenn die Erde das Rote-Riesen-Stadium der Sonne übersteht, bleibt ja die Erdbahn mehr oder weniger die gleiche wie jetzt. Und wenn die Sonne danach zum weißen Zwerg wird, auch, eher weiter entfernt. Und die Gezeitenkräfte bleiben auch so wie jetzt, selbst wenn sich dort ein schwarzes Loch bilden würde, was es mangels Sonnenmasse wohl nicht tut. Die Erde würde also wohl nicht zerissen werden, eher durch den roten Riesen verdampft.
Wir werden weder das eine noch das andere miterleben ... zum Glück. Auch wenn das Thema sehr interessant ist, wird die Menschheit selbst wahrscheinlich viel früher dafür sorgen, dass die Erde für den Menschen unbewohnbar wird, vielleicht schon innerhalb der nächsten 200 Jahre.
sahnekefir 10.10.2013
4.
Wie kann man einen vereisten Felsbrocken von der Größe Vestas (csa 500 Km Durchmesser) mit einem Planeten vergleichen? Das ist ein Asteroid, und sonst nix.
nobody152001 10.10.2013
5. Aber
weg wäre sie so oder so. Und der Rote Riese würde ja in sie reinkrachen und verschlingen. Sie könnte also schon zerissen werden.
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