Astronomen haben einen großen Planeten in Neptungröße entdeckt, der einen weißen Zwergstern umkreist. Der Planet ist viermal größer als der Stern und der Weiße Zwerg scheint den Planeten langsam zu zerstören: Die Wärme des Weißen Zwergs verdampft Material aus der Atmosphäre des Planeten und bildet einen kometenartigen Schwanz.
Ein weißer Zwerg ist der Endzustand für Sterne wie unsere Sonne. Wenn einem sonnenähnlichen Stern der Treibstoff ausgeht, dehnt er sich zu einem roten Riesen aus. Während dieser Phase wird ein Großteil der Masse des Sterns in den Weltraum verschüttet. Danach bleibt ein kompakter, relativ cooler weißer Zwerg übrig.
Ein weißer Zwerg ist meist eine verbrauchte Kraft in Sternform. Es befindet sich in seinem Endzustand und gibt nicht mehr die Energie aus, die es früher verwendet hat. Aber es ist immer noch strahlend genug, um die Atmosphäre vom Planeten zu entfernen. Und genau das passiert mit dem Stern in dieser Studie namens WDJ0914 + 1914.
Der Weiße Zwerg in dieser Studie gehörte zu den 10.000, die vom Sloan Digital Sky Survey (SDSS) befragt wurden. In Zusammenarbeit mit den Sloan-Daten analysierten die Astronomen in Warwick das Licht des Weißen Zwergs. Subtile, aber nachweisbare Lichtschwankungen kamen von dem System, mit dem die Astronomen die vorhandenen Elemente identifizieren konnten.
Sie entdeckten winzige Spitzen in Wasserstoff, Sauerstoff und Schwefel. Der Wasserstoff war ungewöhnlich, da weiße Zwerge hauptsächlich aus Sauerstoff und Kohlenstoff bestehen und Sauerstoff und Schwefel in einer solchen Situation noch nie zuvor gesehen wurden. Sie sahen sich das Very Large Telescope (VLT) genauer an und stellten fest, dass die Form der drei Elemente auf das Vorhandensein eines Gasrings um WDJ0914 + 1914 hinwies.
"Ein solches System wurde noch nie zuvor gesehen, und mir war sofort klar, dass dies ein einzigartiger Stern ist."
Dr. Boris Gaensicke, Universität Warwick.
Zuerst dachten die Forscher, sie würden einen Doppelstern sehen.
Dr. Boris Gaensicke von der University of Warwick ist der Hauptautor einer der Studien. In einer Pressemitteilung sagte er: „Zuerst dachten wir, dies sei ein Doppelstern mit einer Akkretionsscheibe, die aus einer Masse besteht, die zwischen den beiden Sternen fließt. Unsere Beobachtungen zeigen jedoch, dass es sich um einen einzelnen weißen Zwerg handelt, der von einer Scheibe umgeben ist, die ungefähr zehnmal so groß ist wie unsere Sonne und ausschließlich aus Wasserstoff, Sauerstoff und Schwefel besteht. Ein solches System wurde noch nie gesehen, und mir war sofort klar, dass dies ein einzigartiger Stern ist. “
Nach weiterer Analyse stellten die Astronomen fest, dass der Weiße Zwerg Sauerstoff und Schwefel aus der Scheibe ansammelte. Sie konnten die Zusammensetzung der Scheibe selbst analysieren und entdeckten, dass sie mit den tieferen Schichten von Planeten in unserem eigenen Sonnensystem wie Neptun und Uranus, beide Eisriesen, übereinstimmt.
Obwohl die Fusion vor langer Zeit aufgehört hat, liegt der Weiße Zwerg immer noch bei 28.000 Grad Celsius. Es gibt genug Energie ab, um den unsichtbaren Planeten zu bombardieren und sein Material zu verdampfen. Die Berechnungen des Teams zeigen, dass jede Sekunde etwa 3000 Tonnen Material in die Scheibe abgestreift werden.
Dr. Gaensicke sagte: "Dieser Stern hat einen Planeten, den wir nicht direkt sehen können, aber weil der Stern so heiß ist, verdunstet er den Planeten und wir erkennen die Atmosphäre, die er verliert."
"Diese Entdeckung ist ein großer Fortschritt, da wir in den letzten zwei Jahrzehnten zunehmend Beweise dafür hatten, dass Planetensysteme bis in das Stadium der Weißen Zwerge überleben."
DR. BORIS GAENSICKE, UNIVERSITÄT WARWICK.
Nicht alle weißen Zwerge sind so heiß wie dieser. Das bedeutet, dass es wahrscheinlich nicht möglich ist, Planeten zu entdecken, die sie mit derselben Methode umkreisen. Aber es muss noch mehr geben. Tatsächlich kann es in der Milchstraße bis zu 10 Milliarden weiße Zwerge geben. Wie viel Prozent von ihnen heiß genug sind, um Planeten wie diese mit ihnen interagieren zu lassen, ist eine offene Frage.
"Es könnte viele kühlere weiße Zwerge geben, die Planeten haben, aber nicht über die energiereichen Photonen verfügen, die für die Verdunstung erforderlich sind, sodass wir sie nicht mit derselben Methode finden könnten", sagte Dr. Gaensicke. "Einige dieser Planeten könnten jedoch mithilfe der Transitmethode entdeckt werden, sobald das Large Synoptic Survey Telescope in den Himmel fliegt." (Dieses Teleskop könnte in Vera Rubin Survey Telescope umbenannt werden.)
Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass Planeten in der Phase des weißen Zwergs ihres Sterns überleben können. Diese Entdeckung fügt diesen Beweisen Gewicht hinzu.
"Diese Entdeckung ist ein großer Fortschritt, da wir in den letzten zwei Jahrzehnten zunehmend Beweise dafür hatten, dass Planetensysteme bis in das Stadium der Weißen Zwerge überleben", sagte Dr. "Wir haben viele Asteroiden, Kometen und andere kleine Planetenobjekte gesehen, die weiße Zwerge getroffen haben." und um diese Ereignisse zu erklären, sind größere Körper mit Planetenmasse weiter entfernt erforderlich. Es ist ein wichtiger Schritt, Beweise für einen tatsächlichen Planeten zu haben, auf dem selbst verstreut war. “
Laut Dr. Matthias R. Schreiber, Hauptautor des zweiten Papiers, ist das System WDJ0914 + 1914 ein Blick in die Zukunft. "In gewisser Weise gibt uns WDJ0914 + 1914 einen Einblick in die sehr ferne Zukunft unseres eigenen Sonnensystems."
Schließlich wird unsere Sonne das gleiche Schicksal haben wie dieser weiße Zwerg. Es wird ein roter Riese, der Merkur, Venus und Erde ausdehnt und einhüllt. (Vielleicht sogar Mars.) Danach, in ungefähr 6 Milliarden Jahren, wird es ein weißer Zwerg sein. Wenn die Gas- und Eisriesen in unserem Sonnensystem nahe genug am Stern wandern, wird ihr Material möglicherweise in eine Scheibe abgestreift, so wie es WDJ0914 + 1914 seinem Eisriesen antut.
In einem Begleitpapier weisen die Astronomen darauf hin, was passieren wird. Unsere zukünftige Sonne wird genug energiereiche Photonen emittieren, um Material von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zu entfernen. Ein Teil dieses Gases gelangt in die Scheibe und dann in die Sonne. Zukünftige Astronomen, wenn es welche gibt, werden es genauso sehen können wie wir.
Das Team hat möglicherweise auch versehentlich einen Weg gefunden, die Atmosphäre von Exoplaneten zu untersuchen.
In der Pressemitteilung kommentierte Dr. Schreiber: „Wir waren fassungslos, als wir feststellten, dass wir bei der Beobachtung heißer weißer Zwerge möglicherweise Signaturen von extrasolaren Planetenatmosphären sehen. Diese Hypothese bedarf zwar weiterer Bestätigung, könnte jedoch tatsächlich die Türen zum Verständnis der Atmosphäre extrasolarer Planeten öffnen. “
Dies ist das zweite Mal, dass Astronomen einen Planeten an einem unerwarteten Ort gefunden haben. Im November fanden Astronomen, die TESS-Daten verwendeten, einen Planeten, der einen roten Riesen umkreiste. In beiden Fällen sollten alle Planeten in diesen Positionen zerstört worden sein, als sich ihre Sterne zu roten Riesen ausdehnten.
Aber jetzt, da zwei entdeckt wurden, wird es wahrscheinlich noch viel mehr geben. In der zweiten Arbeit schließen die Autoren eine Rate von 1 von 10.000 weißen Zwergen, die die Atmosphäre von Planeten entfernen. Wenn es in der Milchstraße 10 Milliarden weiße Zwerge gibt, gibt es 1 Million davon mit Planeten, deren Kälte spektroskopisch erfasst werden kann. Und das wird unser Verständnis der Entwicklung von Sonnensystemen zwangsläufig neu gestalten.
Astronomen der University of Warwick in Großbritannien und der University of Valparaiso in den USA machten die Entdeckung. Ihre Forschung wurde in zwei Arbeiten veröffentlicht. Ein Artikel trägt den Titel „Akkretion eines riesigen Planeten auf einem weißen Zwergstern“ und wurde in Nature veröffentlicht. Das zweite Papier trägt den Titel „Kalte Riesenplaneten, die von heißen weißen Zwergen verdampft werden“ und wurde in Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
Mehr:
- Pressemitteilung: Versteckter Riesenplanet um winzigen weißen Zwergstern
- Forschungsbericht: Kalte Riesenplaneten, die von heißen weißen Zwergen verdampft werden
- Forschungsbericht: Akkretion eines riesigen Planeten auf einem weißen Zwergstern
- Space Magazine: Es scheint unmöglich, aber irgendwie hat dieser Planet die rote Riesenphase seines Sterns überlebt
