Die Astronomen beschäftigen sich immer öfter mit der Frage, ob auch tote Sterne von bewohnbaren Planeten umkreist werden. Ich habe erst kürzlich über eine Analyse geschrieben, die zeigte, dass sich besonders weiße Zwerge gut eignen, um dort nach Planeten und etwaigen Anzeichen von Leben zu suchen. Das liegt daran, dass die Zwerge so klein sind. Ein weißer Zwerg ist das, was von einem sonnenähnlichen Stern übrig bleibt, wenn der am Ende seines Lebens keinen Brennstoff mehr hat. Dieser letzte Rest des Sterns ist nur noch in etwa so groß wie die Erde. Und wenn nun ein ungefähr gleich großer Planet vor diesem kleinen Sternrest vorüber zieht, blockiert er viel mehr von dessen Licht, als er es bei einem ausgewachsenen, großen Stern tun würde. Wenn die Astronomen sich also auf die Suche nach den charakteristischen Helligkeitsschwankungen machen, die die Anwesenheit von Planeten verraten, dann könnten sie bei weißen Zwergen besonders leicht fündig werden. Vorausgesetzt es gibt solche Planeten. Denn zuerst müssen sie die Verwandlung des Sterns in einen roten Riesen überleben…
Ein Stern wie die Sonne wird sich am Ende ihres Lebens sehr stark aufblähen. Sie wird groß werden, viel größer als jetzt und bis zur Bahn der Erde reichen. Ob die Erde dabei verschluckt und zerstört wird oder ob sie doch noch entkommen kann, ist schwer zu sagen. Das hängt von zu vielen Parametern ab, um es ganz exakt sagen zu können. So wie der Stand der Forschung derzeit ist, könnte unser Planet überleben, weil die Sonne auch Masse verliert, während sie sich aufbläht und die Erde deswegen weiter nach außen rückt. Was genau mit Planeten während dem Tod ihres Sterns passiert wurde von Astronomen schon öfter untersucht und ich habe hier oder hier darüber berichtet. Kürzlich haben sich Jason Nordhaus von der Universität Rochester in den USA und David Spiegel aus Princeton ebenfalls mit der Frage beschäftigt (“On the Orbits of Low-mass Companions to White Dwarfs and the Fates of the Known Exoplanets”). Sie haben auch die wirkenden Gezeitenkräfte berücksichtigt und sich die Frage gestellt, ob die überlebenden Planeten überhaupt die Bedingungen für die Entstehung von Leben bieten können…
Die Sonne wird in Zukunft wirklich groß werden (Bild: User:Mysid, User:Mrsanitazier, CC-BY-SA 3.0)
Es sind im wesentlichen zwei Effekte, die bestimmen, wie sich die Bahn eines Planeten beim Tod eines Sterns verändert. Einmal sorgt der Massenverlust des Sterns dafür, dass sich der Planet spiralförmig nach außen bewegt. In den letzten Stadien seines Lebens bläht sich der Stern immer weiter auf, wird immer heißer und die extrem starke Strahlung sorgt dafür, dass der Stern seine äußeren Schichten abstößt und deswegen leichter wird. Dadurch sinkt die Anziehungskraft die er auf die Planeten ausüben kann und die Planeten wandern ein Stück weiter nach außen. Dann sind die aber noch die Gezeitenkräfte. Planeten die sich nah am Stern befinden unterliegen den Gezeitenkräften die der Stern ausübt viel stärker. Im Laufe der Zeit führt das dazu, dass die Bahn eines solchen Planeten immer kreisförmiger wird und er sich immer langsamer um seine eigene Achse dreht (das nennt sich “Gezeitenreibung” und ich habe es hier genauer erklärt).
Bei diesem Prozess wird viel Energie hin und her geschoben. Die Gesamtenergie des Systems muss immer konstant bleiben und wenn der eine Körper sich nun langsamer dreht oder sich vom entfernt, dann muss das anderswo ausgeglichen werden. Der Mond bremst zum Beispiel die Rotation der Erde und aus Gründen der Drehimpulserhaltung entfernt er sich deswegen ganz langsam von ihr. So ist es auch bei Stern und Planet. Das gilt ganz besonders, wenn der Planet dem Stern sehr nahe ist und schließlich langsam verschluckt wird, wenn der Stern sich aufbläht. Das Gas in den äußeren Schichten des Sterns ist vergleichsweise dünn und lange nicht so dicht wie zum Beispiel bei unserer Sonne. Der Planet kann also noch eine Zeit lang im Stern seine Runden ziehen. Je nach Masse des Planeten und Stärke der Gezeitenkraft kann die Energieübertragung auf das den Planeten einhüllende Gas aber dazu führen, dass die Hülle sich vom Stern entfernt und der Planet sich quasi selbst “befreit”.
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