Ein Weißer Zwerg als Planetenzerstörer

Vorschau auf das Ende der Welt: Astronomen haben den Überrest eines zerstörten Planeten bei einem Weißen Zwerg entdeckt. Der Brocken kreist versteckt in der Trümmerscheibe des Sternenrests. Er ist ihm so nahe, dass die Schwerkraft ihn eigentlich längst hätte zerreißen müssen. Die Forscher vermuten daher, dass es sich um das Fragment eines eisenhaltigen Planetenkerns handelt – das Relikt eines einst vom Weißen Zwerg zerrissenen Planeten. Dieses Schicksal könnte auch unserer Erde in rund sechs Milliarden Jahren blühen.

In rund fünf Milliarden Jahren wird sich unsere Sonne zum Roten Riesen aufblähen und dabei Merkur, Venus und Erde verschlingen. Dann kollabiert unser aufgeblähter Stern und wird zum Weißen Zwerg – einem enorm dichten Sternenrest. Seine große Schwerkraft wird alle Reste der inneren Planeten zerreißen und auf seine Oberfläche stürzen lassen – so die gängige Theorie

Tatsächlich haben Astronomen schon ein paar Weiße Zwerge entdeckt, die einen Staubring besitzen – ein Indiz für zerstörte Planeten und Asteroiden. Doch bisher ist es erst in einem Fall gelungen, in der Trümmerscheibe eines Weißen Zwergs noch Reste eines Planeten zu finden. Möglich war dies nur, weil diese Brocken genau vor dem Sternenrest vorüberzogen. Das aber ist nur selten der Fall.

Versteckter Brocken im Staubring

Doch Astronomen um Christopher Manser von University of Warwick haben nun eine Methode entwickelt, die Planetenreste um Weiße Zwerge auch ohne günstige Konstellation aufspüren kann. Dafür analysieren sie die spektralen Signaturen, die Gas und Staub der Trümmerscheiben im Licht des Weißen Zwergs hinterlassen. Zum Test nahmen sie den 410 Lichtjahre entfernten Zwerg SDSS J122859.93+104032.9 ins spektrale Visier.

Es zeigte sich: Der Weiße Zwerg besitzt nicht nur eine Staubscheibe, wie schon zuvor festgestellt – in ihr muss sich auch ein größerer Brocken verbergen. Das schlossen die Forscher aus einer regelmäßigen Veränderung der spektralen Signale alle 123 Minuten. „Ein Planetesimal, dass in der Scheibe kreist und mit dem Staub interagiert, könnte dieses Signal erklären“, sagen die Astronomen.

„Unmöglicher“ Orbit

Das Spannende jedoch: Diesen versteckten Brocken dürfte es eigentlich gar nicht geben. Denn so nah am Weißen Zwerg müsste dessen gewaltige Schwerkraft jedes größere Objekt längst zerrissen haben. Der Weiße Zwerg ist zwar nur etwa so groß wie die Erde, seine Schwerkraft aber ist rund 100.000 Mal so groß, wie die Astronomen erklären. „Das Planetesimal, das wir entdeckt haben, kreist tief in der Schwerkraftsenke des Weißen Zwergs – in dieser Nähe hätten wir nichts Größeres mehr erwartet“, sagt Mansers Kollege Boris Gaensicke.

Warum aber hat dieser Brocken trotzdem überlebt? „Dieses Objekt muss entweder sehr dicht sein oder aber einen großen inneren Zusammenhalt besitzen“, sagt Gaensicke. „Wir vermuten daher, dass es größtenteils aus Eisen und Nickel besteht.“ Damit jedoch hätte der Brocken die typische Zusammensetzung eines Planetenkerns. Der jetzt entdeckte Begleiter von SDSS J122859.93+104032.9 könnte damit das Relikt eines zerstörten Planeten sein.

Relikt eines Planeten

„Wenn das korrekt ist, dann könnte der ursprüngliche Himmelskörper einen Durchmesser von mindestens einigen hundert Kilometern gehabt haben, denn erst ab diesem Punkt beginnen Planeten sich zu differenzieren“, erklärt Manser. Dies sei das erste Mal, dass ein solcher Planetenrest im Orbit eines Weißen Zwergs mithilfe der Spektroskopie aufgespürt wurde. Und es ist erst der zweite Fall überhaupt, bei dem Astronomen einen Planetenrest um einen Weißen Zwerg nachgewiesen haben.

Nach Ansicht der Forscher eröffnet ihre Methode eine Chance, mehr über das Ende von Planetensystemen und das Umfeld von Weißen Zwergen zu erfahren. „Wir kennen bereits einige weitere Systeme mit Trümmerscheiben ganz ähnlich wie bei SDSS J122859.93+104032.9 – die wollen wir nun als nächstes untersuchen“, sagt Manser. „Wir sind zuversichtlich, dass wir dabei noch weitere Planetesimale um Weiße Zwerge entdecken werden.“ (Science, 2019; doi: 10.1126/science.aat5330)

Quelle: University of Warwick