Begleiter werden ausgesaugtForscher beobachten Kannibalismus unter Sternen
Im All verschlingen Sterne regelmäßig Planeten und kleinere Himmelskörper. Zwei Forschungsteams berichten nun über besonders außergewöhnliche Fälle dieses kosmischen Kannibalismus. Einer der verdampfenden Planeten könnte sogar der erste bekannte Nachkomme seines Sterns sein.
Im Weltall geht es mitunter recht grausam zu. Astronomen sind bei ihren Beobachtungen auf etliche Sterne gestoßen, die kleinere Himmelsobjekte wie Planeten oder Asteroiden verschlungen haben. Zwei Forschungsteams berichten im Fachblatt „Nature Astronomy“ unabhängig voneinander über die Entdeckung von zwei außergewöhnlichen Fällen dieses stellaren Kannibalismus: einem Roten Zwergstern, der einen Braunen Zwerg förmlich aussaugt, und einem Weißen Zwerg, der mit seiner Strahlung einen Gasplaneten verdampft. Und bei diesem Planeten handelt es sich vermutlich um eine Art Nachkommen des Sterns – entstanden aus vom Stern selbst ausgestoßenem Gas.
Rote Zwerge sind kleiner als unsere Sonne und enthalten weniger Masse – deshalb ist ihre Temperatur niedriger, und sie leuchten rot. Der etwa 600 Lichtjahre entfernte Rote Zwerg ZTF J0440+2325 bildet ein enges Doppelsystem mit einem Braunen Zwerg – also einem Himmelskörper, der für einen Planeten zu schwer und für einen Stern zu leicht ist. Seine Masse reicht nicht aus, um dauerhaft durch Kernfusion Energie zu erzeugen.
Dieser Braune Zwerg umrundet den roten Stern alle 87 Minuten in einer Entfernung von nur 230.000 Kilometern. Das ist weniger als der Abstand zwischen Erde und Mond. Zum Vergleich: Unser Planet ist 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Aaron Householder vom Massachusetts Institute of Technology in den USA und seine Kollegen sind bei ihren Beobachtungen auf einen leuchtenden Fleck auf der Oberfläche des Roten Zwergs gestoßen.
Begleiter langsam ausgesaugt
Wie die Forscher erläutern, entreißt der Rote Zwerg durch den geringen Abstand mit seiner Schwerkraft ständig Gas. Das Gas strömt auf den Roten Zwerg hinab und leuchtet beim Aufprall hell auf. Auf diese Weise saugt der Rote Zwerg seinen Begleiter langsam aus – ein Vorgang, der zwischen zehn Millionen und mehreren Milliarden Jahren dauern kann, schätzen Householder und seine Kollegen.
Auf ein gänzlich anderes Phänomen stießen Jamie Williams von der University of Warwick in Großbritannien und sein Team bei ihren Beobachtungen des etwa 270 Lichtjahre entfernten Weißen Zwergsterns HS 0209+0832. Weiße Zwerge sind erdgroße Überreste von Sternen ähnlich der Sonne, die ihren nuklearen Energievorrat verbraucht haben und nun langsam abkühlen.
Vor ihrer Abkühlungsphase blähen sich die Sterne aber noch einmal gewaltig zu Roten Riesen auf und verschlingen dabei etwaige Gesteinsplaneten wie Merkur, Venus, Erde und Mars. Ein solches Schicksal blüht auch unserem Sonnensystem in etwa fünf Milliarden Jahren.
Ungewöhnliche Elemente entdeckt
Deshalb rechnen Astronomen in der Atmosphäre eines Weißen Zwerg mit Spuren jener Elemente, aus denen Gesteinsplaneten hauptsächlich bestehen, wie Silizium und Eisen. Doch Williams und seine Kollegen stießen bei HS 0209+0832 stattdessen auf eine Anreicherung der Atmosphäre des Sterns mit den Elementen Zink, Kupfer und Niob. Das ist ungewöhnlich, denn Planeten, die gemeinsam mit ihrem Stern entstanden sind, sollten nur sehr wenig dieser Stoffe enthalten.
Die rätselhaften Materialien in der Atmosphäre des Sterns haben ihren Ursprung offenbar in einem großen Gasplaneten, der den Weißen Zwerg auf einer sehr engen Umlaufbahn alle 4,4 Tage umkreist. Die starke Strahlung des Weißen Zwergs erhitzt den Planeten und lässt ihn langsam verdampfen. Er zieht daher einen Schweif aus verdampfter Materie hinter sich her, die von dort auf den Stern hinabregnet.
Aber ein Planet, der gemeinsam mit seinem Stern entstanden ist, sollte Eisen und Silizium enthalten und nicht Zink, Kupfer und Niob. Diese Stoffe entstehen erst spät im Leben eines Sterns, wenn er sich zu einem Roten Riesen aufbläht. Und hier sehen die Forscher eine Erklärung für ihre Beobachtungen: In der Riesenphase stößt ein Stern viel Gas ins All hinaus, das dann mit den neu entstandenen Elementen angereichert ist. Erst aus diesem ausgestoßenen Gas ist der Planet von HS 0209+0832 entstanden, folgern die Forscher.
„Einen solchen Planeten bei dem Weißen Zwerg zu finden, war völlig unerwartet“, betont Williams. Es sei gewissermaßen ein Nachkomme des Sterns, entstanden aus von diesem am Lebensende ausgestoßener Materie. Wenn sich die Vermutung des Teams durch weitere Beobachtungen bestätigt, wäre der Begleiter von HS 0209+0832 das erste gesicherte Beispiel für einen solchen Planeten der zweiten Generation.
