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Planeten verschmutzen Weiße Zwerge

Erstellt von: Dr. Rainer Kayser | | Forschung und neue Erkenntnisse

Etwa ein Drittel aller sonnenähnlichen Sterne besitzt felsige Planeten ähnlich der Erde. Das zeigt eine Untersuchung von 89 Weißen Zwergen, ausgebrannten Sternen, die langsam abkühlen, durch ein Forscherteam aus Großbritannien und den USA. Die Atmosphären vieler Weißer Zwerge sind demnach durch schwere Elemente verschmutzt, die von zerfallenen Planeten stammen. Bislang dachten die Astronomen, dass die schweren Elemente aus dem Inneren der Sterne stammen. Die Häufigkeit von Silizium und Kohlenstoff sei jedoch ähnlich wie in Gestein, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.

„Seit zwanzig Jahren schon versuchen wir, das Rätsel der chemischen Zusammensetzung der Weißen Zwerge zu lösen“, sagt Martin Barstow von der University of Leicester. Nun haben er und seine Kollegen die Lösung gefunden: „Die Sterne verschlucken die Überreste von Planetensystemen ähnlich dem unseren.“ Das eröffne die Perspektive einer „himmlischen Archäologie“, so der Astronom: „Detaillierte Untersuchungen können uns künftig Informationen über die Zusammensetzung von Planeten geben, die früher diese Sterne umkreist haben.“

Bislang dachten die Himmelsforscher, dass eine Verschmutzung der sterbenden Sterne durch Planeten lediglich bei kühlen Weißen Zwergen als Erklärung infrage komme. Denn bei ihnen sorgt die Schwerkraft dafür, dass schwere Elemente rasch nach innen absinken. Wenn schwere Elemente an der Oberfläche eines kühlen Weißen Zwergs vorhanden sind, müssen diese also von außen auf den Stern gefallen sein. Anders bei heißen Weißen Zwergen: Hier sorgt der Strahlungsdruck für eine Durchmischung der Materie im Sterninneren und an der Oberfläche.

Barstow und seine Kollegen haben nun 89 Weiße Zwerge in einem breiten Temperaturbereich von 16.000 bis 77.000 Kelvin untersucht. Ein Drittel von ihnen zeigt einen auffällig hohen Anteil an schweren Elementen. Die Daten liefern zwei starke Argumente dafür, dass diese schweren Elemente nicht aus dem Inneren des Sterns, sondern von außen, also von Planetentrümmern stammen. Zum einen ist der Anteil von schweren Elementen unabhängig von der Temperatur der Sterne. Zum anderen entspricht die relative Häufigkeit der verschiedenen schweren Elemente nicht der Zusammensetzung des Sterns, sondern sehr viel besser der Zusammensetzung von Gestein. Quelle: arxiv.org/abs/1402.2164