Etwa 570 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt WD 1145+017, ein weißer Zwergstern. In vielerlei Hinsicht ist er ein typischer Weißer Zwergstern. Seine Masse beträgt etwa 0,6 Sonnenmassen und seine Temperatur beträgt etwa 15.900 Kelvin. Aber vor fünf Jahren schrieb ein Team von Astronomen einen Artikel über den Weißen Zwerg, der zeigte, dass etwas Ungewöhnliches vor sich ging.
Die Astronomen, die das Papier verfassten, entdeckten ungewöhnliche Spektrallinien im Licht des Weißen Zwergs. Es zeigte das Vorhandensein von Elementen wie Eisen, Sauerstoff, Silizium und Magnesium, die alle charakteristisch für felsige Exoplaneten sind. Typischerweise zeigt ein Weißer Zwergstern bei spektroskopischen Beobachtungen das Vorhandensein von Wasserstoff und Helium. Alle schwereren Elemente würden durch die Schwerkraft in den Stern gezogen.
Sie fanden auch einen Trümmerring um WD 1145+017, der seit etwa 175 Millionen Jahren ein Weißer Zwerg ist.
Das Papier trägt den Titel „ NEKROPLANETOLOGIE: SIMULATION DER GEZEITEN UNTERBRECHUNG VON DIFFERENZIERTEN PLANETARISCHEN MATERIALIEN, DIE UMKREISENDE KURS WD 1145+017 .“ Der Hauptautor ist Girish Duvvuri, der zum Zeitpunkt der Abfassung des Artikels an der Wesleyan University war.
Das Papier wurde erst jetzt zur Veröffentlichung im The Astrophysical Journal angenommen und ist die erste Entdeckung eines Weißen Zwergsterns, der seine eigenen Planeten „frisst“. In den Jahren zwischen dem Verfassen des Artikels und der Veröffentlichung im Astrophysical Journal haben andere Forscher WD 1145+017 studiert und ihre eigenen Artikel verfasst.
Insgesamt zeigt die Forschung einen Weißen Zwergstern, der dabei ist, seine eigenen Planeten zu verzehren. Darüber hinaus wissen wir jetzt von 21 anderen Stars, die dasselbe tun. Zusammengenommen hat dies ein neues Studiengebiet mit dem nach Science-Fiction klingenden Namen „Necroplanetology“ hervorgebracht.
„… wir beobachten den Tod des Planetensystems in Aktion.“
Duvvuri et al., 2020.
In der ersten Veröffentlichung vor fünf Jahren verwendeten die Autoren Daten der Raumsonde Kepler, als sie ungewöhnliche Transite um WD 1145+017 entdeckte. Die Forscher erstellten 36 Modelle verschiedener Planetentypen und führten jede Simulation 100 Mal durch, um die 4,5-stündigen Transite nachzuahmen, die Kepler sah. Dann verglichen sie sie mit den beobachteten Transitlichtkurven. Sie kamen zu dem Schluss, dass sie einen Exoplaneten sahen, der von den Gezeiten des Sterns zerstört wurde.
Ihre Simulationen zeigten ihnen, dass die Körper, die ihre Beobachtungen am wahrscheinlichsten hervorriefen, felsige Körper mit kleinen Kernen und festen Mänteln waren. Die Autoren vergleichen sie mit dem Asteroiden Vesta. Diese dichten Körper hätten eine gewisse Fähigkeit, den Gezeitenstörungen des Sterns zu widerstehen, aber astronomisch gesehen würden sie in kurzer Zeit auseinandergerissen werden.
Gezeitenstörung eines Planeten um einen Weißen Zwerg. Beginnend mit Tafel A ist der weiße Zwergstern ein kleiner grüner Punkt, während der Planet der kleine schwarze Punkt innerhalb des orangefarbenen Balkens ist. Im Laufe der Zeit wird dem Planeten immer mehr Material entnommen. Während ein Teil dieses Materials in den Weißen Zwerg fällt, bildet ein anderer Teil eine Scheibe um den Stern. Bildnachweis: Malamud und Perets, 2020.
Im Wesentlichen wurde der Körper, den die Autoren beobachteten, auseinandergerissen und regnete auf den Weißen Zwerg, während ein Teil des Materials in eine zirkumstellare Scheibe eindrang. In ihrer Studie schrieben sie: „Die Verbindung von Gezeitenstörungssimulationen mit der Photometrie legt Charakteristika für die innere Struktur und Zusammensetzung eines exoplanetaren Körpers nahe, Informationen, die nur möglich sind, weil wir den Tod des Planetensystems in Aktion beobachten.“
Die Ergebnisse zeigen uns, was mit unserem eigenen Sonnensystem passieren könnte. Unsere Sonne wird irgendwann ein Weißer Zwerg wie WD 1145+017. Bevor das passiert, wird es ein roter Riese und wird wahrscheinlich Merkur, Venus und vielleicht die Erde verschlingen. Wie alle Sterne, die zu Weißen Zwergen übergehen, wird eine Reihe heftiger Explosionen Material in den Weltraum schleudern. Aber Planeten werden überleben.
Künstlerische Darstellung eines roten Riesensterns. Bevor die Sonne ein Weißer Zwerg wird, durchläuft sie eine Phase des Roten Riesen. Bildnachweis:NASA/ Walt Feimer
Alle verbleibenden Planeten werden sich in einer unheimlichen Position befinden: Sie umkreisen einen Weißen Zwerg, der einen Bruchteil der Größe der heutigen Sonne hat, aber unglaublich dicht ist. Und ihre Umlaufbahnen und die Umlaufbahnen aller anderen Körper im Sonnensystem können im Vergleich zu ihren aktuellen Umlaufbahnen stark gestört sein. Es ist möglich, dass sie sich dem Weißen Zwerg nähern und von Gezeitenstörungen zerrissen werden, genau wie die Planeten, die WD 1145+017 umkreisen.
Astronomen kennen inzwischen viele andere Weiße Zwerge, die ungewöhnliche Transite und Spektroskopie zeigen. Diese Entdeckungen haben das Studium der Nekroplanetologie eröffnet. Wie die Autoren in ihrem Artikel schreiben: „All-Sky-Survey-Missionen wie TESS und LSST werden in der Lage sein, andere Systeme wie WD 1145+017 zu erkennen und eine Stichprobe von Themen für ein neues Teilgebiet der Planetenwissenschaft zu schaffen: die Nekroplanetologie.“
Mehr:
- Forschungsbericht: NEKROPLANETOLOGIE: SIMULATION DER GEZEITEN UNTERBRECHUNG VON DIFFERENZIERTEN PLANETARISCHEN MATERIALIEN, DIE UMKREISENDE KURS WD 1145+017
- Die Unterhaltung: Toter Stern zerstört Planeten – gibt einen Einblick, wie die Erde ihre Tage beenden könnte
- Zusätzliche Forschung: Gezeitenstörung planetarischer Körper durch Weiße Zwerge I: Ein hybrider SPH-analytischer Ansatz
