Wenn ein Stern am Ende seines Lebens keinen Brennstoff mehr übrig hat, dann ist das nicht nur für ihn selbst kritisch, sondern auch für sein Planetensystem. Nachdem der Druck der Strahlung aus dem Kern des Sterns weg gefallen ist, wird der Stern unter seiner eigenen Gravitationskraft kollabieren. Dadurch wird es im Zentrum des Sterns wärmer als vorher und kurzfristig sind die Temperaturen hoch genug, um chemische Elemente zu fusionieren bei denen das vorher nicht möglich war. Der Stern brennt wieder und das heißer als zu vor. Er dehnt sich aus und wird zu einem roten Riesen. Dabei kann er einige seiner Planeten verschlucken und zerstören. Irgendwann stößt er die äußeren Schichten seiner Atmosphäre ganz ab und zurück bleibt nur der kleine, dichte innere Bereich, in dem nun keine Kernfusion mehr stattfindet: Ein weißer Zwerg, der von den Resten zerstörter Planeten umkreist wird. Genau so etwas haben britische Astronomen nun entdeckt.

Jay Farihi von der Universität Cambridge und seine Kollegen haben zwei weiße Zwerge im Hyaden-Sternhaufen beobachtet (“Evidence of Rocky Planetesimals Orbiting Two Hyades Stars”). Sie sind knapp 150 Lichtjahre entfernt und haben sich als ziemlich interessant herausgestellt. Farihi und seine Kollegen haben das Hubble-Weltraumteleskop benutzt, um ein Spektrum der Atmosphäre der weißen Zwerge aufzunehmen. Sie wollten herausfinden, was für chemische Elemente sich dort befinden. Eigentlich waren da keine großen Überraschungen zu erwarten. Unter der starken Gravitationskraft des weißen Zwergs sinken die ganzen schweren Elemente in seinen Kern und außen bleiben nur leichter Wasserstoff und leichtes Helium zurück.

Farihi fand aber Silicium! Und Kohlenstoff. Und von beiden Elementen überraschend viel. Silicium und Kohlenstoff sind auf der Erdoberfläche recht häufig. In gewisser Weise sind sie die Erdoberfläche, denn diese beiden Elemente sind, neben Sauerstoff, der Hauptbestandteil von Steinen. Und genau das war es auch, was Farihi und seine Kollegen beobachtet haben: Steine, die auf den weißen Zwerg fallen! Sie sahen die Reste von Asteroiden, die mit dem weißen Zwerg kollidierten und dabei zerstört wurden.

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Diese Asteroiden können die Überreste der Planeten sein, die zerstört wurden als sich der sterbende Stern ausdehnte. Es können aber auch “normale” Asteroiden sein. Wenn dort früher Planeten entstanden sind, dann blieb sicherlich einiges von dem Material übrig und bildete dann, so wie in unserem Sonnensystem auch, diverse Asteroidengürtel. Beim Tod des Sterns ändert sich dessen Masse und dadurch auch die Stärke der Anziehungskraft, die er auf sein System ausübt. Da wird alles ordentlich durcheinander gewirbelt und Asteroiden, die früher auf stabilen Bahnen um ihren Stern liefen, wurden nun destabilisiert und konnten auf den toten Stern fallen.

Weiße Zwerge und Planeten sind ein interessantes Thema – ich habe früher schon darüber geschrieben, zum Beispiel hier und hier. Die Beobachtung von Asteroiden, die auf weiße Zwerge fallen, ist nicht nur an sich schon äußerst faszinierend. Sie zeigt uns auch, dass felsige Asteroiden und damit felsige Planeten wie die Erde auch bei anderen Sternen existieren. Beziehungsweise existiert haben… Aber wer weiß – beim nächsten Mal finden wir die Planeten vielleicht, bevor sie vom Stern kaputt gemacht worden sind!

Kommentare (8)

  1. #1 Lercherl
    15. Mai 2013

    “Silicium und Kohlenstoff … sind der Hauptbestandteil von Steinen”.

    Fehlt da nicht der Sauerstoff? Der ist das häufigste Element in der Lithosphäre.

  2. #2 eumenes
    15. Mai 2013

    Könnte das Silizium auch im letzten Sauerstoff – Silizium Brennen entstanden sein, welches ja, in Zeiten eines Sterns gemessen, nur Bruchteile vor dem Ende und der WD-Bildung einsetzt?

  3. #3 Florian Freistetter
    15. Mai 2013

    @Lercherl: Ja, ich hab den Sauerstoff noch hinzu gefügt

    @eumenes: Naja, aber dieses Silizium befindet sich dann ja im Kern des weißen Zwergs, weil es schwer ist. Beobachtet hat man aber die Atmosphäre. Das Zeug muss also von außen kommen.

  4. #4 Alderamin
    15. Mai 2013

    Suaerstoff ist im Paper auch erwähnt. Mich wundert eher, dass das Wort “Eisen” in dem Papier nicht vorkommt (ich hab’s jetzt nicht komplett gelesen). Eigentlich sollten “terrestrial planets” davon doch noch viel mehr als Si und C enthalten.

  5. #5 eumenes
    15. Mai 2013

    Die letzte Explosion, die ja eigentlich eine Implosion ist, wirft ja auch alle Elemenente “leichter” als Eisen nach aus dem Inneren nach außen. Gerade der letzte Materietransport ist doch noch sehr spekulativ.

  6. #6 Stefan
    16. Mai 2013

    Mal eine Frage eines Unwissenden aber Interessierten.
    Wie lange dauert es ca. bis aus einem Stern ein weißer Zwerg wird?

  7. #7 Florian Freistetter
    16. Mai 2013

    @Stefan: “Wie lange dauert es ca. bis aus einem Stern ein weißer Zwerg wird?”

    Von welchem Zeitpunkt aus? Die Sonne lebt ca. 10 Milliarden Jahre als normaler Stern. Der Übergang zum roten Riesen und das ganze drumherum dauert nochmal ne Milliarde Jahre, grob. Der Übergang zum weißen Zwerg dauert dann nur noch ein ca. hunderttausend Jahre.

  8. #8 Stefan
    16. Mai 2013

    Stimmt, das hätte ich noch präzisieren müssen. Ich meinte den Zeitpunkt ab dem der Stern nicht mehr genügend Brennstoff zur Verfügung hat und kollabiert.
    Aber Sie haben ja eigentlich alle Stadien erwähnt. Danke dafür.