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HYADEN
Planetare Trümmer um Weiße Zwergsterne
von Stefan Deiters
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14. Mai 2013

Astronomen haben mithilfe des Weltraumteleskops Hubble Hinweise auf die Entstehung von Gesteinsplaneten in einem Sternhaufen gefunden. In den Atmosphären von Weißen Zwergsternen konnten sie nämlich Verschmutzungen durch Trümmer asteroidenähnlicher Objekte nachweisen. Für die Forscher ist dies ein Indiz dafür, dass hier einst Gesteinsplaneten entstanden sind.

Weißer Zwerg

So könnten die untersuchten Weißen Zwerge aussehen. Sie dürften von einer Scheibe aus Staub und Trümmern umgeben sein. Bild: NASA, ESA, STScI und G. Bacon (STScI)

Die Entdeckung gelang den Astronomen in einem offenen Sternhaufen in rund 150 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Stier. In dieser als Hyaden bekannten Ansammlung von Sternen beobachteten die Forscher Weiße Zwerge, also die ausgebrannten Überreste von Sternen. Auch unsere Sonne wird einmal, wenn in einigen Milliarden Jahren ihr Brennstoff verbraucht ist, als Weißer Zwergstern enden.

Die meisten Sterne, so zumindest die Theorie der Astrononen, entstehen in Sternhaufen. Diese lösen sich im Laufen von vielen Millionen oder Milliarden Jahren auf, so dass sich der "Geburtssternhaufen" eines Sterns nicht immer feststellen lässt. Die Suche nach Planeten in Sternhaufen war bislang allerdings relativ erfolglos: Von den über 800 inzwischen bestätigten Planetenfunden kreisten lediglich vier um Sterne in Sternhaufen.

Diese schlechte Entdeckungsrate kann allerdings auch einen ganz einfachen Grund haben: Junge Sterne sind in der Regel noch relativ ungestüm. Es kann bei ihnen zu gewaltigen Eruptionen kommen und sie können auch heftige Winde ins All blasen. Dadurch lassen sie sich oft nicht so detailliert beobachten, wie es nötig sein könnte, um hier entstehende oder bereits entstandene Planeten nachzuweisen.

Jay Farihi von der University of Cambridge in England und seine Kollegen haben deswegen mit dem Weltraumteleskop Hubble nicht junge Sterne ins Visier genommen, sondern das genaue Gegenteil: ausgebrannte, alte Sterne, sogenannte Weiße Zwerge. In den Atmosphären von zwei Exemplaren entdeckten sie dabei Silizium - ein wesentlicher Bestandteil des Gesteins auf Planeten wie der Erde.

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Quelle des Siliziums könnten, so die Vermutung der Forscher, Asteroiden gewesen sein, die sich dem Weißen Zwerg zu weit genähert haben und dann durch dessen extreme Gravitationskraft auseinandergerissen wurden. Daraus dürfte ein Ring aus Trümmerteilen um den ausgebrannten Stern entstanden sein, aus dem dann Material in die Atmosphäre des Weißen Zwergs geströmt ist.

Die Trümmerteile rund um die beiden Weißen Zwerge seien, so die Astronomen, ein Hinweis darauf, dass sich in dem System einmal Gesteinsplaneten gebildet hatten. Nachdem dann aus dem Zentralstern ein Weißer Zwerg wurde, könnten eventuell überlebende Gasplaneten die Objekte eines möglicherweise vorhandenen Asteroidengürtels so abgelenkt haben, dass sie auf Bahnen gerieten, die sie zu dicht an den Zwergstern heranführten.

"Wir haben hier chemische Beweise für die Grundbausteine für Gesteinsplaneten gefunden", erklärt Farihi. "Als diese Sterne geboren wurden, entstanden um sie auch Planeten und die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass einige davon noch immer existieren. Die Hinweise auf Gesteinstrümmer, die wir entdeckt haben, sind ein Beweis dafür. Was dort einmal entstanden ist, entspricht mindestens den primitivsten Gesteinsobjekten in unserem Sonnensystem."

Mithilfe des Cosmic Origins Spectrograph (COS) von Hubble konnten die Astronomen zudem auch geringe Mengen an Kohlenstoff in der Atmosphäre der Zwergsterne nachweisen - für die Forscher ein weiteres Indiz dafür, dass es sich bei den Trümmern tatsächlich um Gestein handeln könnte. In erdähnlichem Gestein findet sich nämlich auch relativ wenig Kohlenstoff.

"Eine Information, die uns nur die Analyse der Verschmutzung der Atmosphäre von Weißen Zwergsternen und keine andere Planetensuchtechnik liefert, sind Daten über die chemische Zusammensetzung von Gesteinsplaneten", so Farihi. "Basierend auf dem in unserer Studie ermittelten Silizium-zu-Kohlenstoff-Verhältnis dieser Trümmer lässt sich sagen, dass dieses Material praktisch erdähnlich ist."

Die Astronomen schätzen, dass die Asteroiden, die den Weißen Zwergen zu nahe gekommen sind, einen Durchmesser von maximal 160 Kilometern hatten. Das Team plant nun, noch weitere Weiße Zwerge anzuvisieren, um mehr über Planetensysteme um ausgebrannte Sonnen zu lernen. Da auch unsere Sonne einmal als Weißer Zwergstern enden wird, bieten solche Systeme den Forschern schließlich auch einen Blick in die mögliche Zukunft unseres Planetensystems.

Die Ergebnisse werden in einem Fachartikel in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society vorgestellt.

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Leben auf Planeten um Weiße Zwerge? - 27. Februar 2013
Weiße Zwerge: Blick auf die Zukunft des Sonnensystems? - 4. Mai 2012
Extrasolare Planeten: Planetenkollision in fernem Sonnensystem? - 17. August 2011
Spitzer: Planetensysteme um tote Sonnen? - 20. April 2009
Spitzer: Was tote Sterne über Planetenentstehung verraten - 6. Januar 2009
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten 
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
spacetelescope.org, Seite der ESA
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