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Ein weißer Zwerg zerstört einen Planeten

Von / 22. April 2015 / 15 Kommentare / Seite 2 von 2 / Auf einer Seite lesen
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Die in NGC 6388 gemessene Röntgenstrahlung entspricht genau dem, was man von so einem Ereignis erwarten würde. Der weiße Zwerg muss demnach eine Masse haben, die der 1,4fachen Sonnemasse entspricht und der zerstörte Planet ungefähr ein Drittel der Masse der Erde. Ob im fernen Kugelsternhaufen wirklich genau diese planetare Zerstörung stattgefunden hat, lässt sich allerdings schwer einwandfrei belegen. Er ist zu weit weg, um die Vorgänge direkt zu beobachten. Aber bis jetzt lassen sich die Messungen so am besten beschreiben. Zuerst wurde ein Planet durch die gravitative Wechselwirkung der vielen Sterne im Sternhaufen aus seinem Heimatsystem gerissen und irgendwann danach bei seinem Solo-Flug durch NGC 6388 von einem weißen Zwerg zerstört. Wie gesagt: Das Universum kann manchmal ein sehr unfreundlicher Ort sein…

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Kommentare (15)

  1. #1 Higgs-Teilchen
    Im Standardmodell oben rechts
    22. April 2015

    @florian
    “mehr als 10 Milliarden Jahre”

    Müsste dann so ein alter Sternenhaufen nicht sogar größtenteils aus Weißen Zwergen bestehen?

    Lg H.

  2. #2 Ludger
    22. April 2015

    Florian: “Und weil der weiße Zwerg so viel Masse auf so kleinem Raum vereint, ist der Unterschied so groß, dass es für den Planeten katastrophale Folgen haben kann.

    Das ist zumindest erklärungsbedürftig. Mir kommen jedenfalls folgende Gedanken:
    Ob das Volumen eines Zentralgestirns groß oder klein ist, macht ja für die Keplerbahn des Planeten erst mal keinen Unterschied. Das Schwerefeld ist bei gegebener Masse also vom Volumen des Zentralgestirns unabhängig. Der Planet kommt bei gegebener Masse des Zentralgestirns nur bei einem weißen Zwerg näher an das Massezentrum heran ohne mechanisch zu kollidieren, als es bei einem massegleichen Stern aus der Hauptreihe möglich wäre. Und dann kommen die Gezeitenkräfte zum Tragen.

  3. #3 Florian Freistetter
    22. April 2015

    @Ludger: Stell dir das Gravitationspotential als Loch vor. Je mehr Masse du auf einen Haufen packst und je enger du sie packst, desto tiefer ist das Loch und desto steiler die Wand des Lochs. Wenn du jetzt an dieser Wand runter kletterst, ist der Unterschied im Abstand zum Boden des Lochs zwischen deinem Kopf und deinen Beinen um so größer, je steiler die Wand ist. Und bei den Gezeiten ist es genau so: Je dichter die Masse, desto stärker der Effekt.

    @Higgs-Teilchen: “Müsste dann so ein alter Sternenhaufen nicht sogar größtenteils aus Weißen Zwergen bestehen?”

    Kommt drauf an, welche Sterne dort drin sind. Nicht jeder Stern wird zum weißen Zwerg. Und kleinere Sterne als die Sonne leben viele dutzend/hundert Milliarden Jahre.

  4. #4 Hans
    22. April 2015

    Hinweis am Rande:
    1. Absatz unter dm Bild, letzter Satz:

    Es muss sich also um etwas anderes halten und um herauszufinden,

    das sollte doch sicher handeln heissen. Ansonsten: Ist ja irre, was es alles gibt…

  5. #5 Hans
    22. April 2015

    Ich bin … (beliebigen Ausdruck einsetzen) !
    Da mach ich auf einen Fehler aufmerksam, und schreib selber nicht richtig… *kopfklatsch* – also: ich kauf noch ‘n “e”.

  6. #6 Ludmila
    https://www,scienceblogs.de/planeten
    22. April 2015

    Hallo Florian,
    Und weil der weiße Zwerg so viel Masse auf so kleinem Raum vereint, ist der Unterschied so groß, dass es für den Planeten katastrophale Folgen haben kann.

    Na ja, hier hab ich auch massive Verständnis-Probleme.

    Zum einen gibt die Veröffentlichung, diese Aussage nicht her (übrigens Link ist falsch gesetzt).

    Desweiteren habe ich dieselben Einwände wie Ludger:
    Für das Auseinanderreisen des Planeten ist in erster Näherung die Dichteverteilung innerhalb des Planeten wichtig und nicht die innerhalb des Sterns. Deswegen gibt es auch unterschiedliche Rochelimits für felsige Planeten, lockere Asteroiden und Gasplaneten. Und so ähnlich rechnen auch die Autoren, dass sie einen unterschiedlichen “tidal radius” rechnen, ausgehend von der Zusammensetzung des Planeten.

    Du erzählst doch im Artikel ganz richtig, dass die eine Seite des Planeten stärker angezogen wird als die andere und dann springst Du von da auf einmal auf die Masseverteilung des Sterns. Ich sehe da auch ein non-sequitor.

    Deine Einlassung im Kommentar, dass das Gravitationspotential um einen weißen Zwerg steiler ist, als um ein weniger kompaktes Objekt, stimmt zwar grundsätzlich. D.h. Du würdest das Gravitationsfeld nicht nur mit Punktmasse in der Mitte rechnen, wie man es sonst bei Gezeitenuntersuchungen macht.

    Aber ist das hier so? Muss man nicht verdammt nah dran sein, um solche Effekte höherer Ordnung zu berücksichtigen? Und zwar irrelevant nah, weil der Körper schon viel früher von den Gezeiten auseinander gerissen wurde? Bzw. muss man die Massedichte nicht noch höher schrauben, Richtung schwarzes Loch?

    Kurz, ich hätte zumindest gerne die Gleichungen dazu gesehen, damit ich das nachvollziehen kann, denn mich würde das doch sehr überraschen. Und ich lass mich doch so gerne überraschen 🙂 (Entweder bin ich blind, oder es steht im Paper nicht.)

  7. #7 Benny
    22. April 2015

    Warum muss das ein Planet von einem anderen Sonnensystem sein? Ist es nicht viel wahrscheinlicher, dass es einen eigenen Planeten erwischt hat?

  8. #8 Alderamin
    22. April 2015

    Mich wundert ein wenig, dass es überhaupt felsige Planeten (ein Planet von einem Drittel Erdmasse muss eigentlich felsig sein, aber das Argument stimmt auch, wenn er aus Eis bestünde) in Kugelhaufen gibt, die sind ja sehr alt und die Sterne entsprechend metallarm. Früher hieß es mal, terrestrische Planeten könnten erst 5 Milliarden Jahre oder so nach Entstehung der Milchstraße entstanden sein, als genug Metall im interstellaren Gas enthalten war. Dann entdeckte man neulich zwei Felsplaneten um Sterne, die über 10 Milliarden Jahre alt waren und vermutlich aus einer eingefangenen Zwerggalaxie stammen. Und jetzt ein Planet in einem Kugelhaufen.

    Das finde ich am bemerkenswertesten. Das heißt nämlich, dass es auch in der Milchstraße schon seit mindestens 10 Milliarden Planeten geben kann, auf denen Leben enstehen könnte, und dass wir Menschen auf der Erde nicht notwendigerweise frühe Intelligenzen der Milchstraße sein müssen (das Argument, SETI fände keine anderen, weil wir die ersten sind, zöge dann nicht mehr, eher das Argument, dass Intelligenzen oder Leben überhaupt recht selten im All sind).

  9. #9 UMa
    22. April 2015

    @Ludger, @Ludmila: Ludgers Erklärung ist richtig. Durch den geringen Radius des Weißen Zwergs kann ein Planet so nahe an ihn herankommen, dass er durch die Gezeitenkräfte zerrissen wird. Die sonstige Massenverteilung im Weißen Zwerg spielt keine Rolle, er kann als Punktmasse angenommen werden.

  10. #10 Florian Freistetter
    22. April 2015

    @Ludmila: “Für das Auseinanderreisen des Planeten ist in erster Näherung die Dichteverteilung innerhalb des Planeten wichtig”

    Oh, das hab ich überlesen. Klar, da hast du natürlich völlig recht. Ob ein Planet auseinander gerissen wurde, hängt auch stark vom Planeten selbst ab.

    “Aber ist das hier so?”

    Schreiben die zumindest im Abstract so: ” We investigate whether this source could be a tidal disruption event, and for certain assumptions find an accretion efficiency epsilon \approx 3.5E-04 (M_{Ch}/M) consistent with a massive white dwarf, and a disrupted minor body mass M_{mb}=1.9E+27(M/M_{Ch}) g in the terrestrial-icy planet regime.”

    Aber es wird auch angemerkt, dass die Sache nicht absolut wasserdicht ist; das es also auch was sein könnte, an was man noch nicht gedacht hat.

  11. #11 Balu
    22. April 2015

    Muss denn der Planet durch einen anderen Stern aus seinem System gerissen worden sein?

    Ist zwar in einem Kugelsternhaufen wahrscheinlicher als anderswo, aber wo viele Sterne sind entstehen auch viele Planeten und nach gängiger Theorie immer mehr als in ein System hinein passen.

    Deshalb kam mir der Gedanke das es sich ja um einen Protoplaneten handeln könnte, der bei der Planetenentstehung aus seinem System geworfen wurde.

    Zumal die geschätzte Masse der zerstörten Körpers auch eher gering ist und es sich somit um einen Protoplaneten handeln könnte.

    Eine andere Möglichkeit wäre ein Bruchstück eines Zerstörten Größeren Planeten der einst den Stern umkreiste bevor dieser zum Weißen Zwerg wurde.

  12. #12 Ludmila
    https://www,scienceblogs.de/planeten
    22. April 2015

    Hallo UMa,
    ein Planet kommt auch bei “normalen” Sternen nahe genug heran kann, dass es ihn aufgrund der Gezeitenscherung auseinander reißt. Dafür muss er nicht auf WD Groesse komprimiert sein. .

    Beispiel: https://arxiv.org/abs/1401.2784

    Außerdem passiert “tidal disruption” in unserem Sonnensystem ständig. Ist jetzt nicht so, als ob das nur bei dichten kompakten Objekten passiert. Deswegen bin ich ja so überrascht über den Text.

    Hallo Florian,

    Ich glaub, Du schmeißt zwei Dinge zusammen. Im Text ist zum einen vom tidal radius die Rede, ab dem der Felsplanet auseinander reißt. Der hängt nach deren Rechnung hauptsächlich von der Dichte des Planeten ab.

    Die accretion efficiency bezieht sich aber – soweit ich das sehe – eher darauf, was mit den Bruchstücken passiert, nachdem es den Planeten auseinander gerissen hat, wenn die auf den WD hineinspiralieren. Diese efficiency braucht man, um die Messungen erklären zu können. Klar, wenn da Planetenbruchstücke dem Stern unmittelbar auf den Kopf fallen und der dabei strahlt, brauchst Du jetzt auch die Massedichte des Zentralsterns. (wobei die im Text nicht mal direkt erwähnt wird.)

    Ich hab nochmal meine Doktorarbeit rausgekramt und mir den Roche-Radius angesehen, der etwas geläufiger für solche Berechnungen ist. Ja, hier ist auch im Zähler die dritte Wurzel der Dichte des Zentralsterns drin. Allerdings auch der Radius des Sterns, der ja viel kleiner ist als der eines Hauptreihensterns.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Roche-Grenze

    Wenn ich das ganze in Wolfram Alpha mal nach-xe:
    https://www.wolframalpha.com/input/?i=%28density+white+dwarf%2F+density+sun%29^%281%2F3%29*radius+white+dwarf%2F%28radius+sun%29

    Nope, das Ganze hebt sich ziemlich genau gegenseitig auf. Was auch nicht verwundert, weil die Dichte ja auch mit R^3 steigt.

    Sorry, der Satz oben ist so nicht richtig:
    Und weil der weiße Zwerg so viel Masse auf so kleinem Raum vereint, ist der Unterschied so groß, dass es für den Planeten katastrophale Folgen haben kann.

    Den Planeten zerreißt es, weil er dem Stern so nahe kommt, dass der Unterschied zwischen Anziehung zu- und abgewandter Seite groesser sind, als die Kräfte, die den Planeten zusammenhalten. Letzteres hängt von seiner Zusammensetzung ab.

  13. #13 Florian Freistetter
    22. April 2015

    @Ludmila: “Den Planeten zerreißt es, weil er dem Stern so nahe kommt, dass der Unterschied zwischen Anziehung zu- und abgewandter Seite groesser sind, als die Kräfte, die den Planeten zusammenhalten. Letzteres hängt von seiner Zusammensetzung ab.”

    Das zu beschreiben hatte ich mit dem Satz eigentlich vor, aber das ist mir dann wohl nicht geglückt. Ich hab das mit dem “viel Masse auf so kleinem Raum” erwähnt, um anzudeuten, dass die Gezeitenkräfte bei einem dichten Objekt stärker wirken können, weil man eben näher an die ganze Masse rankommt als bei nicht so komprimierten. Und ich hätte die Dichte des Planeten noch extra erwähnen sollen, da hast du recht. Ich hab mal probiert, es anders zu formulieren (ich hoffe, ich stehe heute nicht komplett auf der Leitung…)

  14. #14 UMa
    23. April 2015

    @Ludmila: Ok, danke für die Korrektur. Ich hatte nur noch den Dichtefaktor 2 in Erinnerung.

    Also nochmal (nach https://de.wikipedia.org/wiki/Roche-Grenze):
    Ob ein Planet vom Stern komplett verschluckt wird oder durch die Gezeitenkräfte zerstört wird, hängt vom Dichteverhältnis zwischen Planet und Stern ab. Ist die Dichte des Planeten hoch genug, liegt die Rochegrenze im Inneren des Sterns.
    Für einen ideal starren (kugelförmigen) Körper muss die Dichte des Planeten doppelt so hoch sein wie die Dichte des Sterns, damit er verschluckt werden kann. Für einen ideal flüssigen Körper dagegen muss der Planet eine 2,423^3=14,2 mal so hohe Dichte haben wie der Stern. Ansonsten wird er vorher durch die Gezeitenkräfte zerstört.
    Es könnte aber einen Unterschied machen, ob die Bahn des Planeten allmählich durch die Gezeitenwirkung abnimmt, oder ob ein fremder Planet auf direktem Kollisionskurs mit dem Stern ist. Im letzteren Fall könnte die Zeit zum zerreissen des Planeten knapp werden.

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    24. April 2015

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