Sternleiche und planetare Körper: Einzigartige Trümmerscheibe entdeckt, die einen Blick auf die Zukunft des Sonnensystems erlaubt
Astronominnen und Astronomen haben mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) eine seltene Trümmerscheibe um eine Sternleiche entdeckt, die einen Einblick in das gibt, was mit unserem Sonnensystem geschehen könnte.
Diese Illustration zeigt eine Trümmerscheibe um den weißen Zwerg J1328−1450 – den toten Kern eines sonnenähnlichen Sterns, der am Ende seines Lebens seine äußeren Schichten abgestoßen hat. Bildnachweis: ESO/L. Calçada
Im Gegensatz zu ähnlichen, bereits bekannten Systemen ist das Trümmermaterial – die Überreste von Planeten, die den Stern einst umkreisten – in einer doppelten Scheibe angeordnet, deren beide Teile durch eine deutliche Lücke voneinander getrennt sind. Die Scheibe wird offenbar von zwei planetaren Körpern geformt, die das gewaltsame Ende des Sterns überlebt haben, von denen einer möglicherweise so groß wie Pluto ist.
„Wir wissen schon länger, dass Planeten die Verwandlung ihres Zentralsterns überstehen können, aber dies ist das erste Beispiel für ein komplexes System mit einer doppelten Trümmerscheibe und potenziell zwei übriggebliebenen Planetesimalen“, sagt Nicola Gentile Fusillo, Astronom an der Università degli Studi di Trieste in Italien und Erstautor der Studie, die in dieser Woche in Nature Astronomy veröffentlicht wurde. Der Zentralstern dieses Systems ist der Weiße Zwerg J1328−1450 – der dichte und ausgebrannte Kern, der zurückbleibt, wenn einem Stern von der Größe unserer Sonne der Brennstoff ausgeht.
Wenn sonnenähnliche Sterne in die Endphase ihres Lebens eintreten, dehnen sie sich aus und stoßen ihre äußeren Schichten ab, wodurch nahegelegene Planeten verschlungen und zerstört werden. Die überlebenden Gesteinskörper können auseinanderbrechen und eine Scheibe um den zentralen, toten Stern bilden. Die Scheibe um J1328−1450 unterscheidet sich jedoch von jenen, die um andere Weiße Zwerge beobachtet wurden: Anstelle eines einzigen Rings aus verdampftem Planetenschutt ist der Stern von zwei konzentrischen Trümmerringen umgeben.
„Die Struktur, die wir in diesem System sehen, ist besonders faszinierend, da die beiden gasförmigen Ringe erstaunlich stabil sind und durch eine Lücke getrennt bleiben“, sagt der Co-Autor Felipe Lagos-Vilches, Astronom an der University of Warwick (UK) und an der Universidad Técnica Federico Santa María in Chile. „Das System bietet einen seltenen Einblick in den gewaltsamen, chaotischen Prozess, durch den ein Planetensystem sein Ende findet, und es deutet darauf hin, dass tote Sternensysteme weitaus komplexere Strukturen aufweisen können als bisher angenommen“, fügt Gentile Fusillo hinzu, der zudem dem INAF-Astronomical Observatory in Triest angehört.
Dem Forschungsteam zufolge wird diese komplexe Doppelstruktur wahrscheinlich durch zwei übriggebliebene, planetenähnliche Körper auf unterschiedlichen Bahnen aufrechterhalten. Sie schätzen, dass das Objekt im inneren Ring die Größe eines typischen Asteroiden mit einem Durchmesser von wenigen Kilometern hat, während das äußere so groß wie Pluto oder sogar unser Mond sein könnte.
Alle bisher bekannten Trümmerscheiben um Weiße Zwerge wurden anhand derselben Beobachtungssignatur identifiziert, die auf das Vorhandensein einer einzigen, flachen, rotierenden Scheibe hinweist. Doch die neuen Beobachtungen mit dem X-Shooter-Instrument am VLT der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste zeigen, dass das System J1328−1450 dieses Muster völlig durchbricht und stattdessen den einzigartigen Fingerabdruck einer doppelten Scheibe offenbart.
Die Beobachtungen zeigen zudem, dass Elemente wie Calcium, Sauerstoff, Magnesium und Eisen in der Scheibe vorhanden sind, was auf eine Zusammensetzung hindeutet, die Gesteinsmaterial aus unserem eigenen Sonnensystem ähnelt. Darüber hinaus deuten die Daten darauf hin, dass die beiden Ringe der Scheibe eine recht unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen: Der innere Ring ist reich an Magnesiumgas, während der äußere weitgehend frei davon ist. Dies legt nahe, dass die Planetesimale, die die Ringe speisen, von zwei Planeten unterschiedlicher Zusammensetzung stammen. Eine alternative Erklärung ist, dass sie das Ergebnis verschiedener Teile eines Himmelskörpers sind, wie etwa Kruste und Kern eines Planeten.
Unser Sonnensystem könnte ein ähnliches Ende nehmen, da unsere Sonne in ferner Zukunft zu einem Weißen Zwerg werden wird – in einem Prozess, bei dem auch die Erde zerstört werden könnte. „Das System bietet daher einen bemerkenswerten Ausblick darauf, wie die Zukunft von Planetensystemen, einschließlich Systemen wie dem unseren, aussehen könnte“, schließt Lagos-Vilches.
Weitere Informationen und Quelle unter: www.eso.org/public/germany/news/eso2613/