Künstlerische Darstellung von G238-44. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI) Was passiert mit seinen Planeten, wenn ein Stern stirbt? Nun, wenn es sich bei diesem Stern um einen bestimmten Weißen Zwerg in 86 Lichtjahren Entfernung handelt, sind diese Planeten gerade dabei, von dem Stern auseinandergerissen und gefressen zu werden, wie bei einer grotesken kosmischen Leistung Kronos verschlingt seine Kinder .
Das ist für Weiße Zwerge nicht ganz ungewöhnlich. Aber dieser besondere Stern mit dem Namen G238-44 ist ein Vielfraß: Zum ersten Mal haben Astronomen gesehen, wie einer dieser Sterne gleichzeitig Material aus den inneren und äußeren Bereichen seines Planetensystems verschlingt, und zwar in der weiträumigsten Form Darstellung von Sternen kindlicher Kannibalismus bisher beobachtet.
In der Atmosphäre von G238-44 haben Astronomen Spuren von Elementen entdeckt, die darauf hindeuten, dass der tote Stern kürzlich metallisches und felsiges Material wie Asteroiden im inneren Sonnensystem sowie eisiges Material wie die gefrorenen Körper, die darin zu finden sind, angesammelt hat Der Kuipergürtel des äußeren Sonnensystems.
„Wir haben noch nie gesehen, wie sich beide Arten von Objekten gleichzeitig auf einem Weißen Zwerg ansammeln.“ sagte der Physiker und Astronom Ted Johnson der University of California Los Angeles. „Durch die Untersuchung dieser Weißen Zwerge hoffen wir, ein besseres Verständnis noch intakter Planetensysteme zu erlangen.“
Weiße Zwerge entstehen, wenn ein normaler Stern mit der achtfachen Sonnenmasse das Ende seines Lebens erreicht. Sobald einem solchen Stern das Material zum Verschmelzen ausgeht, bläht er sich auf die Größe eines Roten Riesen auf, bevor er sein äußeres Material ausstößt, und der Sternkern kollabiert unter der Schwerkraft und bildet ein dichtes Objekt, das im Licht der Restwärme hell leuchtet. Das ist der Weiße Zwerg.
Obwohl dieser Prozess für die Planeten, die den Stern umkreisen, ziemlich hart zu sein scheint, könnte die Sonne so stark aufblähen, dass sie sie verschlingt Mars wenn es in ein paar Milliarden Jahren die Uhr des Roten Riesen erreicht – doch kürzlich haben Astronomen Beweise dafür gefunden, dass einige Teile von Planetensystemen es tatsächlich überleben können.
Exoplaneten gab es gesichtete umlaufende Weiße Zwerge . Und dann gibt es noch Nekroplanetologie – die Untersuchung der Überreste von Exoplaneten von Weißen Zwergen anhand von Spuren der darin enthaltenen schweren Elemente, die die Atmosphäre von Weißen Zwergen „verschmutzen“.
Weil es Weiße Zwerge gibt so dicht (Stellen Sie sich etwas vor, das die Masse der Sonne hat und in eine Kugel von der Größe der Erde gepackt ist). Schwere Elemente sollten ziemlich schnell aus dem Blickfeld verschwinden, was bedeutet, dass jegliche Verschmutzung durch schwere Elemente in der Atmosphäre eines Weißen Zwergs erst kürzlich abgelagert worden sein muss.
Das ist spannend, denn es bedeutet, dass wir eine indirekte Sonde in das Innere von Exoplaneten haben. Wir wissen, woraus die Erde besteht, und wir sind ziemlich sicher, dass wir die Zusammensetzung anderer Planeten im Sonnensystem bis zu einem gewissen Grad verstehen, aber Exoplaneten, die entfernte Sterne umkreisen, können nicht so erforscht werden wie die Erde oder sogar andere Planeten im Sonnensystem.
Da sich andere bisher entdeckte Planetensysteme in vielerlei Hinsicht stark vom Sonnensystem unterscheiden, kann die Untersuchung der Eingeweide von Exoplaneten, die von Weißen Zwergen gefressen wurden, Wissenschaftlern dabei helfen, festzustellen, ob sich auch das Innere von Exoplaneten unterscheidet. Das bringt uns zurück zu G238-44.
Diagramm, das zeigt, was Wissenschaftler glauben, was rund um G238-44 passiert. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI)
Johnson und seine Kollegen stellten fest, dass die Verschmutzung in der Atmosphäre dieses Weißen Zwergs anders ist als alles, was bisher beobachtet wurde. Es wurden zehn Elemente nachgewiesen, die schwerer als Helium sind: Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Magnesium, Aluminium, Silizium, Phosphor, Schwefel, Kalzium und Eisen.
Besonders hoch waren die Eisen- und Stickstoffvorkommen; Ersteres, so das Team, weise auf einen Körper mit einem differenzierten Eisenkern hin, während Letzteres auf das Vorhandensein eisiger Körper hindeutet.
„Die beste Übereinstimmung für unsere Daten war eine nahezu zwei-zu-eins-Mischung aus Merkur-ähnlichem Material und kometenähnlichem Material, das aus Eis und Staub besteht.“ sagte Johnson . „Eisenmetall und Stickstoffeis deuten jeweils auf völlig unterschiedliche Bedingungen der Planetenentstehung hin.“ „Es gibt kein bekanntes Objekt im Sonnensystem, das so viel von beidem enthält.“
Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Zutaten für die Schaffung einer bewohnbaren Welt in der Milchstraße möglicherweise gar nicht so selten sind. Die Erde ist eine felsige Welt und man geht davon aus, dass sie mit lebenswichtigen Elementen wie Wasser besiedelt wurde Asteroid Bombardierung. Der Nachweis von stickstoffreichem Material könnte bedeuten, dass gefrorene Reservoire dieser Elemente häufig vorkommen könnten.
„Das Leben, wie wir es kennen, erfordert einen felsigen Planeten, der mit einer Vielzahl flüchtiger Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff bedeckt ist.“ sagte der Physiker und Astronom Benjamin Zuckerman der UCLA.
„Die Fülle der Elemente, die wir auf diesem Weißen Zwerg sehen, scheint sowohl von einem felsigen Mutterkörper als auch einem flüchtigen Mutterkörper zu stammen – das erste Beispiel, das wir bei Untersuchungen von Hunderten von Weißen Zwergen gefunden haben.“
Tatsächlich könnten Außerirdische, die aus der Ferne auf die Sonne blicken, etwas Ähnliches erwarten, wenn sie sich in etwa 5 Milliarden Jahren zu einem Weißen Zwerg entwickelt hat. Obwohl die Objekte im inneren Sonnensystem durch die expandierenden Weißen Zwerge verdampft werden könnten, ist der Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter könnte überleben, von einem destabilisierten Jupiter gestört werden und auf den toten Stern regnen.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden auf der vorgestellt 240. Treffen der American Astronomical Society .