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Ein Planet aus Diamant

Es ist ein ungewöhnliches Paar: Ein Pulsar - eine extrem verdichtete Sternenleiche - und ein Planet, der vermutlich überwiegend aus kristallinem, Diamant ähnelndem Kohlenstoff besteht. Der von einem internationalen Forscherteam entdeckte Begleiter des Pulsars PSR J1719-1438 besitzt die bislang höchste Materiedichte unter den bekannten Exoplaneten - 23 Gramm pro Kubikzentimeter. Er umkreist den Pulsar alle 2 Stunden und 10 Minuten in einem Abstand von nur 600.000 Kilometern, das ist kleiner als der Radius unserer Sonne. Vermutlich war der ungewöhnliche Planet einst selbst ein Stern, der einen Großteil seiner Masse an den Pulsar verloren hat, so die Astrophysiker im Fachblatt "Science".

Pulsare sind extreme Endstadien der Sternentwicklung: Sie besitzen die 1,4-fache Masse der Sonne, sind aber gerade einmal 20 Kilometer groß. In ihnen ist daher die Materie so dicht gepackt wie in Atomkernen und sie bestehen nahezu ausschließlich aus Neutronen. Die schnell rotierenden Neutronensterne senden einen stark gebündelten Strahl von Radiowellen aus. Streicht dieser Strahl aufgrund der Rotation des Sterns – ähnlich dem Lichtkegel eines Leuchtturms – über die Erde, so fangen Radioteleskope ein regelmäßiges Signal auf, das zu pulsieren scheint, daher der Name der Himmelskörper.

Bei PSR J1719-1438 stießen die Astronomen auf eine regelmäßige Modulation der Ankunftszeiten der Radiopulse. Ursache der Schwankungen ist die Gravitation des Begleiters. Aus der Modulation konnten die Forscher die Masse und den Abstand des Planeten von dem Neutronenstern bestimmen. Der Abstand ist so klein, dass die Schwerkraft des Pulsars den Planeten zerreißen würde, wenn er größer als 60.000 Kilometer ist. Da der Planet zugleich nahezu so massereich wie der Jupiter ist, ergibt sich eine ungewöhnlich große Dichte.

"Die hohe Dichte des Planeten liefert uns einen Hinweis auf seinen Ursprung", erläutert Matthew Bailes von der University of California in Berkeley, ein an der Entdeckung beteiligter Astronom. PSR J1719-1438 gehört zu einer extrem schnell rotierenden Sorte von Neutronensternen, Millisekunden-Pulsare genannt. Er dreht sich mehr als 10000-mal pro Sekunde um die eigene Achse. Die Astronomen nehmen an, dass solche Millisekunden-Pulsare eigentlich alte Pulsare sind, deren Rotation durch den Materietransfer von einem zweiten Stern auf den Neutronenstern kräftig beschleunigt worden ist. Von dem zweiten Stern bleibt dann zumeist nur ein kleiner Weißer Zwerg übrig. Bei PSR J1719-1438 scheint die Entwicklung aufgrund der engen Umlaufbahn noch extremer verlaufen zu sein: Der zweite Stern hat 99,9 Prozent seiner ursprünglichen Materie verloren - übrig blieb nur der zum großen Teil aus Kohlenstoff bestehende Kern des Sterns.

Quelle: dx.doi.org/10.1126/science.1208890