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Exoplaneten: Sternleiche zerreißt Kleinplaneten

Der Weiße Zwerg WD 1145+017 wird offenbar von einem oder mehreren kleinen Planeten umrundet, die von der Schwerkraft der ehemaligen Sonne vernichtet werden.
Der Planetarische Nebel NGC 2346 im Sternbild EinhornLaden...

Mit dem Weltraumteleskop Kepler haben Astronomen um Andrew Vanderburg vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics den Weißen Zwerg WD 1145+017 aufgespürt, der offenbar von einem oder mehreren kleinen Himmelskörpern umgeben ist, die ihn in sehr geringem Abstand umrunden. Das oder die Objekte benötigen nur etwa viereinhalb bis fünf Stunden für einen Umlauf. Sie sind dem kompakten Objekt damit so nahe, dass sie durch die enormen Gezeitenkräfte auseinandergerissen werden. Weiße Zwerge sind nur etwa so groß wie die Erde, können aber bis zum 1,4-Fachen der Sonnenmasse enthalten. Damit haben sie eine extrem hohe Dichte, und ihre Schwerefelder sind im Nahbereich enorm stark. Weiße Zwerge sind die Überreste massearmer Sterne, die ihre Vorräte an Wasserstoff und Helium aufgebraucht haben, so dass in ihrem Inneren keine Energie erzeugende Kernfusion mehr stattfindet.

Umkreisen eines Weißen ZwergsLaden...
Umkreisen eines Weißen Zwergs | In dieser künstlerischen Darstellung umkreist ein Gesteinsobjekt einen Weißen Zwerg. Es wird von ihm verdampft und letztlich zerstört – ein Szenario, das wohl derzeit um den Weißen Zwerg WD 1145+017 abläuft.

In den Daten von Kepler stießen die Forscher um Vanderburg auf Signale, die auf Durchgänge von einem oder mehreren Objekten hindeuten. Schon bei den ersten Analysen wirkten diese seltsam: Sie waren nur schwach ausgeprägt, aber dauerten mit 40 bis 80 Minuten ungewöhnlich lange. Ein Vorübergang eines kleinen Himmelskörpers vor einem erdgroßen Objekt sollte jedoch höchstens eine Minute dauern. Um der Sache weiter nachzugehen, nutzten die Forscher erdgebundene Teleskope. Diese zusätzlichen fotometrischen Messungen enthüllten sehr tiefe Verfinsterungen, bei denen rund 40 Prozent des Sternlichts ausgeblendet wurden. Zudem dauerten die Durchgänge hier nur etwa fünf Minuten, wobei die Lichtkurve asymmetrisch war. Sie fanden zirka alle viereinhalb Stunden statt.

Diese Beobachtungen ließen sich nun gar nicht mit der einfachen Passage eines Himmelskörpers von etwa der Größe des Zwergplaneten Ceres (rund 1000 Kilometer Durchmesser) erklären. Zudem stimmten die Zeiten nicht mit denjenigen der Kepler-Beobachtungen überein. Deshalb analysierten die Forscher das Spektrum des Weißen Zwergs und stießen in dessen Atmosphäre auf Metalle, die bei anderen Weißen Zwergen dort üblicherweise nicht vorkommen.

Daher gehen die Forscher nun davon aus, dass WD 1145+017 von einem oder mehreren Himmelskörpern umrundet wird, die auseinanderbrechen, wodurch sich ihr Material entlang ihrer Umlaufbahnen verteilt. Ähnlich einem Kometen ziehen diese Objekte einen langen Schweif aus Trümmerstücken und Staub hinter sich her. Letzterer verdampft durch die große Hitze im unmittelbaren Umfeld des Weißen Zwergs. Die dabei entstehenden Ionen verändern die Zusammensetzung seiner Atmosphäre. Mit diesem Modell lassen sich die verschiedenen Beobachtungen in Einklang bringen. Bei rund einem Drittel aller bislang untersuchten Weißen Zwerge wurden derartige Verunreinigungen der Spektren beobachtet, und manche von ihnen sind auch von einer Staubscheibe umgeben.

42/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 42/2015

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