Mark A. Garlick Dieser Artikel wurde geschrieben von Carole Mundell , von dem Universität Bath und wurde ursprünglich von veröffentlicht Die Unterhaltung .
Astronomen haben gemacht die erste direkte Entdeckung von einem Weißer Zwerg von einem zerfallenden Kleinplaneten umkreist wird, der letztendlich mit ihm kollidieren wird. Die Beobachtung des Kepler-Weltraumteleskop bietet einen Einblick in das, was mit der Erde in ein paar Milliarden Jahren passieren könnte, wenn die Sonne, wie die meisten Sterne, zu einem Weißen Zwerg wird.
Die Studie, veröffentlicht in Natur , Dies trägt auch zu einer wachsenden Zahl von Studien bei, die belegen, dass die Atmosphäre von Zwergsternen mit schweren Elementen – in einigen Fällen den Bestandteilen von Wasser – verunreinigt sein kann. Das Wissen, dass Planeten die Quelle einer solchen Kontamination sein können, untermauert die Hypothese, dass es Wasser auf der Erde gab von Felskörpern abgelagert aus entfernten Regionen unseres Sonnensystems.
Die meisten Sterne, einschließlich unserer Sonne, werden dies tun werden zu Weißen Zwergen wenn sie sterben – bevor sie als Schwarzer Zwerg oder Supernova erlöschen – wenn ihr Kernbrennstoff erschöpft ist. Unser Standardmodell Für Weiße Zwerge würde man vorhersagen, dass Weiße Zwerge keine schwereren Elemente als Helium in der Atmosphäre haben, aber eine wachsende Zahl von Messungen der Atmosphären Weißer Zwerge zeigen dies Vorhandensein schwererer Elemente wie Sauerstoff, Magnesium, Silizium und Eisen. Dies ist überraschend, da die starke Oberflächengravitation des Sterns voraussichtlich dazu führen wird, dass schwere Elemente schnell ins Zentrum sinken und einfache Atmosphären aus Wasserstoff und Helium zurückbleiben.
Eine Erklärung für diese Luftverschmutzung ist, dass Gesteinskörper mit ähnlichen Eigenschaften wie in unserem Sonnensystem mit einem Weißen Zwerg kollidieren und seine Atmosphäre mit neuen schweren Elementen, darunter Wasser, auffüllen. Bisher gab es jedoch keine direkten Beweise dafür, dass solche Gesteinskörper existieren oder auf einen Weißen Zwerg fallen könnten.
Die Autoren der neuen Studie entdeckten den Planeten, indem sie einen Helligkeitsabfall – ein transitähnliches Signal – des Weißen Zwergs bemerkten WD 1145+017 (auch bekannt als EPIC 201563164). Sie entdeckten auch ähnliche, aber schwächere Signale – alle mit Zeiträumen zwischen 4,5 und fünf Stunden. Anhand zusätzlicher Daten einer Reihe erdgestützter Teleskope interpretierten sie diese Einbrüche als Zeiten, in denen massearme Objekte vor dem Weißen Zwerg kreisen und einen Teil seines Lichts blockieren.
Obwohl das Verhalten der Einbrüche mit der Zeit komplex ist, geht das Team davon aus, dass es mindestens sechs kleinere Planetenobjekte mit vergleichbaren oder kleineren Massen gibt Zwergplanet Ceres umkreisen den Weißen Zwerg WD 1145+017 alle 4,5 oder 4,9 Stunden. Die Körper scheinen steinig zu sein Dichten größer als Pluto – mindestens zwei Gramm pro Kubikzentimeter. Sie haben auch kometenähnliche Staubschweife, die entstehen, wenn die einfallende Strahlung des Weißen Zwergs ihre Oberflächen aufheizt und Mineralien wie z Orthoklas Und Fayalit strömende Metalldämpfe bilden.
Die Astronomen analysierten auch das Licht des Sterns selbst durch Spektroskopie und konnte bestätigen, dass es tatsächlich mit Elementen wie Magnesium, Aluminium, Silizium, Kalzium, Eisen und Nickel verunreinigt ist. Diese Elemente sind höchstwahrscheinlich in den letzten Millionen Jahren dort gelandet – wenn man bedenkt, dass der Zwerg erst vor 175 Millionen Jahren entstanden ist.
Was bedeutet es für die Erde?
Wenn unsere eigene Sonne stirbt, dehnt sie sich zunächst aus, um zu werden ein riesiger roter Riesenstern und verschlingen Quecksilber Und Venus . Ob es sich ausdehnen wird, um die Erde zu erreichen, ist noch unklar Gegenstand der Debatte . Wenn ihr Kernbrennstoff erschöpft ist, wird die Schwerkraft dazu führen, dass die Sonne etwa auf die Größe der Erde selbst schrumpft, aber mit einer Dichte, die so hoch ist, dass ein Teelöffel dieses Sterns ausreichen würde eine Masse haben von fast 13 Tonnen. Dieser Evolutionszyklus könnte die Umlaufbahnen anderer Planeten im Sonnensystem stören und die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sie miteinander kollidieren und schließlich zerfallen und in die Sonne fallen, genau wie in der neuen Studie.
Innere Struktur eines sonnenähnlichen Sterns und eines Roten Riesen. ESO/Wikipedia, CC BY-SADie Forschung könnte auch dazu beitragen, eine weitere wichtige Frage der Planetenwissenschaft zu klären: ob das Wasser auf der Erde bereits im Urmaterial vorhanden war, aus dem unser Planet entstand, oder ob es durch Kollisionen mit anderen Körpern hierher gelangte.
Anfang des Jahres wurde festgestellt, dass die Atmosphäre eines weiteren Weißen Zwergs, SDSS J1242, mit verschmutzt ist eine große Menge Sauerstoff , was die Möglichkeit eines Wassertransports aufkommen ließ Asteroid könnte es dort gepflanzt haben. Es war jedoch nicht möglich, den Gesteinsschutt, der die Verschmutzung in diesem System verursachte, direkt nachzuweisen. Die neue Studie liefert überzeugende Beweise für den Zusammenhang zwischen zerfallenden Gesteinskörpern und verschmutzten Atmosphären von Weißen Zwergen.
Es wird angenommen, dass die Erde und andere Gesteinsplaneten vor vier Milliarden Jahren von Kometen und Asteroiden bombardiert wurden. Während die Asteroiden in unserem Sonnensystem heute unfruchtbare Objekte sind, deuten die beiden Studien darauf hin, dass sie tatsächlich eine Reihe schwerer Elemente transportieren können. Vor vielleicht 4 Milliarden Jahren enthielten einige von ihnen Wasser und vielleicht sogar die komplexen organischen Moleküle, die das lieferten Bausteine des Lebens .
Die Autoren hoffen, dass zukünftige Studien von WD 1145+017 und vielleicht auch anderen Systemen mit Transitspektroskopie das Vorhandensein komplexerer Moleküle in den Staubschweifen der unglückseligen Trümmer nachweisen könnten.
Carole Mundell , Leiter der Astrophysik, Universität Bath
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Die Unterhaltung . Lies das originaler Artikel .