Seltenes ‚Phoenix-Planet‘ entdeckt, das die Asche eines toten Sterns umkreist)

Astronomen haben einen Planeten entdeckt, der vom Tod zurückgekehrt ist und einen Weißen Zwergstern umkreist, der einst ein roter Riese war. Der Fund, der als „völlig unerwartet“ beschrieben wird, deutet darauf hin, dass das Universum möglicherweise voller Welten ist, die aus den Überresten toter Sonnen gebaut sind – einschließlich, vielleicht, einer Version unseres eigenen Sonnensystems.

Ein Planet ohne Namen umkreist den Weißen Zwerg HS 0209+0832, der sich etwa 270 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Nachdem sie ihr Brennstoff verbraucht haben, kollabieren massereiche Sterne zu schrumpeligen Hüllen, die als Weiße Zwerge bekannt sind, Überreste, die manchmal als „Zombie-Sterne“ bezeichnet werden.

Das seltsame Spektrum des toten Sterns

HS 0209+0832 ist ein junger Weißer Zwerg, der noch bei etwa 35.000 Grad Celsius oder 63.000 Grad Fahrenheit brennt. Das deutet darauf hin, dass er den Übergang vom roten Riesen zum Weißen Zwerg innerhalb der letzten Millionen Jahre vollzogen hat.

Das Hubble-Weltraumteleskop, das in den späten 1990er Jahren mit der Beobachtung des Sterns begann, hat ergeben, dass sein sichtbares Spektrum ungewöhnliche Schwerelemente enthält. Diese Elemente, die normalerweise nicht in Weißen Zwergen vorkommen, umfassen:

• Aluminium
• Titan
• Nickel

Neue Instrumente, neue Details

Die am 5. Oktober in Nature Astronomy veröffentlichte Forschung stützte sich auf Verbesserungen der Hubble-Instrumente sowie auf Daten anderer Observatorien, um ein detaillierteres Spektrum zu erstellen. Dieses Spektrum zeigte eine hohe Konzentration von Schwerelementen – Zink, Kupfer und Niob – wobei Niob zum ersten Mal in einem Weißen Zwerg nachgewiesen wurde.

Der Hauptverfasser der Forschung, Jamie Williams, ein Doktorand an der University of Warwick, der Astronomie und Astrophysik studiert, sagte, der Fund sei überraschend gewesen.

„Planeten zweiter Generation sind Welten, die aus dem Material entstehen, das ein Stern abgibt, wenn er stirbt“, sagte Williams in einer Erklärung. „Sie sind unglaublich selten, und einen um einen Weißen Zwerg zu finden, war völlig unerwartet. Es ist ein bisschen so, als würde man einen Planeten finden, der aus der Asche des Sterns auferstanden ist, den er einst umkreiste.“

Wie die Elemente auf eine zweite Generation hindeuten (1)

Die Wissenschaftler glauben, dass diese fehlplatzierten Fragmente im letzten Moment des Lebens des einst angeschwollenen Sterns entstanden sind und sich dann zu einer „zweiten-Generation“-Welt zusammengefunden haben, die den frisch entstandenen Weißen Zwerg umkreist. (2)

Die Atmosphäre des Planeten wird vermutlich durch die Sternwinde des Weißen Zwergs abgetragen, wodurch die seltenen Elemente wieder auf den „Zombie“-Stern fallen. Das ist der Grund, warum sie im Spektrum des Sterns sichtbar sind. (3)

Spätere Beobachtungen zeigten, dass die Helligkeit von HS 0209+0832 in regelmäßigen Abständen abnahm, was darauf hindeutete, dass ein Exoplanet wiederholt vor dem toten Stern vorbeizog. Aus der Umlaufbahn des fremden Weltes, die etwa 4,4 Erdtage dauert, und der Länge ihrer Transits über den Stern schätzte das Team den Planeten auf etwa die Größe von Jupiter. (4)

Was diesen Planeten von anderen unterscheidet (5)

Nicholas Stone, ein Astronom an der University of Wisconsin-Madison, identifiziert den „s-Prozess“ als Beweis für die Kernreaktion, die schwere Elemente in sterbenden Sternen während ihrer aufgeblähten Rot-Riesen-Phase aufbaut. Das eindeutige Zeichen ist das Muster der Elemente im Sternenspektrum. (6)

„Dieses Muster von Elementen ist ein eindeutiges Zeichen des ’s-Prozesses‘, einer Kernreaktion, die schwere Elemente in sterbenden Sternen während ihrer aufgeblähten Rot-Riesen-Phase aufbaut“, sagte Stone in der Erklärung. „Es ist eine chemische Signatur, die eine gewöhnliche, ‚erste-Generation‘-Planeten nicht tragen sollte, was uns sagte, dass dieser neue Planet etwas anderes war.“ (7)

Der Mangel an üblichen Materialien der ersten Generation, darunter Silizium und Eisen, unterstützt diese Schlussfolgerung. Planeten der ersten Generation bilden sich aus dem Material, das vorhanden war, als ein System geboren wurde, nicht aus dem Material, das ein Stern abgibt, während er altert. (8)

Eine zweite Generation von Welten (9)

Es ist nicht das erste Mal, dass Astronomen einen Exoplaneten um einen Weißen Zwerg entdeckt haben. Im Jahr 2019 entdeckten einige der Autoren der neuen Studie zuvor eine fremde Welt, die den Weißen Zwerg WDJ0914+1914 umkreist. In diesem Fall waren sie zuversichtlich, dass es sich um eine erste-Generation-Welt handelte, die auf wundersame Weise das feurige Ende ihres Sterns überlebt hatte. (10)

Was diese neue Entdeckung auszeichnet, ist der Planet, der HS 0209+0832 umkreist, eine Welt, die so scheint, als wäre sie aus den Überresten entstanden, die ihr eigener Stern abwarf, als er verstarb.

Die Vergangenheit und Zukunft des Sterns

Als HS 0209+0832 ein roter Riese war, könnte es von anderen Exoplaneten umkreist worden sein. Wenn solche Planeten existierten, wurden sie jedoch wahrscheinlich zerstört, als der Stern expandierte. Dieses Schicksal spiegelt wider, was Experten für das Schicksal der Erde voraussagen, wenn die Sonne ihr Brennstoff verbraucht hat und sich innerhalb von etwa 5 Milliarden Jahren zu einem roten Riesen wandelt.

Die Expansionsphase der Sonne wird schließlich in ihre Transformation zu einem Weißen Zwerg übergehen. Eine aktuelle Beobachtung legt nahe, dass unser Stern nach dieser Veränderung möglicherweise völlig neue Welten hervorbringen und so eine neue Art von Sonnensystem 2.0 aufbauen könnte.

Die Suche geht weiter

Weitere dieser wiedergeborenen fremden Welten könnten im gesamten Kosmos auf uns warten, und diese Entdeckung weckt die Hoffnung, dass sie gefunden werden. Sie könnten uns auch einen Einblick in das geben, was für das eigene Schicksal unseres Sonnensystems bevorsteht.

Auffällig an der Welt, die HS 0209+0832 umkreist, ist, dass sie nicht mit dem System entstanden ist, so Boris Gänsicke, der Mitautor der Studie und Astrophysiker an der University of Warwick, der auch den Exoplaneten um WDJ0914+1914 im Jahr 2019 entdeckte.

„Es sieht so aus, als wäre sie aus dem Material gebaut worden, das ihr eigener Stern abwarf, als er starb“, ist eine Anspielung auf etwas, das Gänsicke in der Erklärung sagte, „In gewisser Weise hat dieses System eine neue Welt mit den Grundlagen der alten erschaffen.“ Die genaue Formulierung dieser Erklärung wird jedoch nicht angegeben.

Andere stellare Überreste, darunter Pulsare, die entstehen, wenn Sterne als Supernovas explodieren, wurden zusammen mit Planeten wie denen in Phoenix entdeckt. Bisher war es jedoch noch nie vorgekommen, dass ein Weißer Zwerg eine solche Welt beherbergt.

Diese Entdeckung bietet einen Blick darauf, wie unser eigenes Sonnensystem eines Tages aussehen könnte.

Quelle: “'Völlig unerwartet': Astronomen entdecken noch nie gesehenen 'Phönix-Planeten', der aus der Asche eines toten Sterns aufsteigt,” Live Science.