Wenn das Sonnensystem stirbt, werden Planeten zerrissen

Bisher dachte man, dass Planeten von Sternensystemen deren Sonnen sich um Lebensende zu roten Riesen aufblähen, die Planeten schlucken. Nun gibt es neue Erkenntnisse, das die Planeten zerkleinert werden, bevor die Trümmer in den Stern stürzen.

Astronomen haben sich weiße Zwergsterne mit der sogenannten Transitmethode näher angesehen und sind auf eine erstaunliche Entdeckung gestoßen. Transitmethode bedeutet, dass man die Lichtschwankungen, die auftreten, wenn ein Körper vom Beobachter gesehen vor dem Stern dahinzieht, misst.

In einer Studie untersuchten Forscher 17 Jahre lang das Schicksal von Asteroiden, Monden und Planeten, die nahe an den Weißen Zwergen vorbeiziehen, indem sie Transits analysierten – das sind Einbrüche in der Helligkeit von Sternen, die durch Objekte verursacht werden, die vor ihnen vorbeiziehen.

Bei einem Planeten wird ein Helligkeitsabfall, der gut erkennbar ist, bei jedem Vorbeiflug auftreten. Die Astronomen haben aber bei weißen Sternen oft chaotische Helligkeitsschwankungen festgestellt. Man geht davon aus, dass es sich um Trümmer von Planeten und Asteroiden handelt, die vor der Sonnen vorbei ziehen.

Dr. Amornrat Aungwerojwit von der Naresuan Universität, der die Studie leitete, wird in dieser Mitteilung folgendermaßen zitiert: "Frühere Forschungen hatten gezeigt, dass, wenn Asteroiden, Monde und Planeten in die Nähe von Weißen Zwergen kommen, die enorme Schwerkraft dieser Sterne diese kleinen planetarischen Körper in immer kleinere Stücke zerreißt."

Nun gehen die Forscher davon aus, dass durch Kollisionen zwischen diesen Stücken  die Trümmer schließlich zu Staub zermahlen werden, der schließlich in den Weißen Zwerg fällt. Dadurch können die Forscher feststellen, aus welcher Art von Material die ursprünglichen Planetenkörper bestanden.

Professor Boris Gaensicke, Fachbereich Physik, Universität Warwick, kommentierte: "Allein die Tatsache, dass wir die Trümmer von Asteroiden, vielleicht Monden oder sogar Planeten entdecken können, die alle paar Stunden um einen Weißen Zwerg herumschwirren, ist schon verblüffend, aber unsere Studie zeigt, dass sich das Verhalten dieser Systeme innerhalb weniger Jahre rasant entwickeln kann.

"Wir glauben zwar, dass wir mit unseren Studien auf dem richtigen Weg sind, aber das Schicksal dieser Systeme ist weitaus komplexer, als wir es uns je hätten vorstellen können."

Im Rahmen der Studie konzentrierten sich die Astronomen dabei auf drei verschiedene Weiße Zwerge, die sich alle sehr unterschiedlich verhielten.

• Der erste untersuchte Weiße Zwerg (ZTF J0328-1219) schien sich in den letzten Jahren stabil und "gut verhalten" zu haben, aber die Autoren fanden Hinweise auf ein größeres katastrophales Ereignis um 2010.
• Bei einem anderen Stern (ZTF J0923+4236) wurde festgestellt, dass er alle paar Monate unregelmäßig schwächer wird und während dieser Schwächung chaotische Schwankungen auf Zeitskalen von Minuten aufweist, bevor er wieder heller wird.
• Für den dritten untersuchten Weißen Zwerg (WD 1145+017) hatte das Massachusetts Institute of Technology (MIT) im Jahr 2015 gezeigt, dass er sich nahe an den theoretischen Vorhersagen verhält, wobei die Anzahl, Form und Tiefe der Transits stark variieren. Überraschenderweise sind in dieser neuesten Studie die Transite nun völlig verschwunden.

"Das System wird insgesamt sehr langsam heller, da sich der Staub, der bei den katastrophalen Kollisionen um 2015 entstanden ist, auflöst", so Professor Gaensicke. "Die unvorhersehbare Natur dieser Transits kann Astronomen in den Wahnsinn treiben – in der einen Minute sind sie da, in der nächsten sind sie weg. Das ist ein Hinweis auf die chaotische Umgebung, in der sie sich befinden."

Auf die Frage nach dem Schicksal unseres eigenen Sonnensystems antwortete Professor Gaensicke: "Die traurige Nachricht ist, dass die Erde wahrscheinlich von einer expandierenden Sonne verschluckt wird, bevor sie zu einem weißen Zwerg wird. Die Kollegen von Golem haben in diesem Artikel diese Erkenntnisse aufbereitet.