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Montag, 05.12.2016
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Wasserreiche Planetentrümmer um Weißen Zwerg entdeckt

Uralter Zwilling des Sonnensystems belegt Vorkommen von Bausteinen des Lebens

Um einen Weißen Zwerg haben Astronomen einen ganzen Ring sehr wasserreicher Gesteinsbrocken entdeckt. Sie belegen, dass es um fremde Sterne Planetensysteme mit den wichtigsten Zutaten für einen echten Erdzwilling gibt: Wasser und erdähnliche Gesteinsplaneten, so die Forscher im Fachmagazin "Science". Gleichzeitig liefert die Entdeckung einen Vorgeschmack darauf, wie unser Sonnensystem in ein paar Milliarden Jahren aussehen könnte. Denn auch unsere Sonne wird einmal als Weißer Zwerg enden.
So könnte einer der wasserreichen Asteroiden aussehen, die den Weißen Zwerg umkreisen.

So könnte einer der wasserreichen Asteroiden aussehen, die den Weißen Zwerg umkreisen.

Ohne Wasser kein Leben - das gilt für die Erde und vermutlich auch für die meisten anderen Himmelskörper. Unter anderem deshalb suchen Astronomen im Weltall nach extrasolaren Planeten, die unserer Erde in zwei Merkmalen gleichen: einem festen, steinigen Untergrund und Wasser, am besten in flüssiger Form. Bisher allerdings hat man nur fremde Welten gefunden, die entweder das eine oder das andere aufweisen, nicht aber beides zusammen. Gelänge es, einen echten Erdzwilling zu entdecken, könnte uns dies auch einiges über die Jugend der Erde verraten. Denn auch ihr Wasser könnte ursprünglich aus dem All stammen - importiert von wasserreichen Asteroiden.

Weißer Zwerg mit Trümmergürtel


Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist nun britischen Astronomen gelungen. Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble und der Keck Teleskope auf Hawaii untersuchten sie einen Weißen Zwerg, der 150 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Der Stern GD61 ist von einer Staub und Trümmerscheibe umgeben, deren Material teilweise in die glühende Atmosphäre des Sterns hineingezogen wird.

Genau dies gab den Forschern die Chance, mehr über die Zusammensetzung der Trümmerscheibe zu erfahren. Denn die chemischen Elemente, aus denen die Trümmer bestehen, hinterlassen eine Art Fingerabdruck im Licht des Weißen Zwergs. Anhand dieser charakteristischen Absorptionslinien im Spektrum stellten die Astronomen fest, dass der Stern und seine Umgebung weitaus mehr Sauerstoff enthielten als normal.


26 Prozent Wasser


"Ein solcher Sauerstoff-Überschuss kann entweder auf Wasser oder auf Kohlenstoffverbindungen hindeuten", erklärt Koautor Boris Gänsicke von der University of Warwick. Doch in diesem Sternsystem gibt es so gut wie keinen Kohlenstoff. Der Sauerstoff muss daher ein Hinweis auf große Mengen Wasser in der Umgebung von GD 61 sein, wie die Forscher berichten. Und die Umgebung ist in diesem Fall der Trümmerring mit seinen Asteroiden und Kleinplaneten. Er könnte sogar bis zu 26 Prozent Wasser enthalten.

Zum Vergleich: Bei der Erde macht Wasser gerade einmal 0,023 Prozent ihrer Masse aus. Die Trümmerscheibe um den fernen Weißen Zwerg könnte damit der erste eindeutige Beleg für wasserreiche Asteroiden und Trümmerbrocken in einem extrasolaren Planetensystem sein. "Das aber bedeutet, dass die Bausteine für lebensfreundliche Planeten in diesem System und wahrscheinlich auch in anderen existieren", sagt Erstautor Jay Farihi von der University of Cambridge. Denn im Orbit des Weißen Zwergs finden sich dazu gleich zwei wichtige Ingredienzien: Gestein und Wasser.

Ähnlich könnte es auch einst in unserem Sonnensystem der Fall gewesen sein. Dass es auch bei uns wasserreichere Himmelskörper gibt als die Erde, zeigt unter anderem der Zwergplanet Ceres. Er enthält ähnlich viel Wasser wie die um den Weißen Zwerg festgestellte Trümmerstücke, ein Großteil davon wahrscheinlich als Eis unter seiner Oberfläche. Er und andere Objekte im Asteroidengürtel gelten als Überreste aus der Frühzeit des Sonnensystems. Die Astronomen vermuten, dass die Trümmer um den Weißen Zwerg solchen eisreichen Asteroiden sehr ähneln.

Uralter Zwilling der Sonne


Der Stern GD 61 könnte aber auch einen Vorgeschmack auf die ferne Zukunft unseres eigenen Sonnensystems bieten, erklären die Forscher. Denn unsere Sonne wird in ein paar Milliarden Jahren ebenfalls als Weißer Zwerg enden. Und ähnlich wie sie besaß wahrscheinlich auch GD 61 einst mehrere Planeten, von denen zumindest einige erdähnlich waren. Sie hinterließen die Trümmer, von denen einige beim Verglühen ihre Signatur im Licht des Sterns hinterließen.

"Damit diese Asteroiden ihrem Stern so nahe kamen, dass sie angezogen und verschlungen wurden, muss ein massereiches Objekt sie aus ihrer ursprünglichen Bahn geworfen haben", sagt Farihi. Dafür käme seiner Ansicht nach ein Gasriese in Frage, ähnlich den Planeten Jupiter oder Saturn bei uns. "Das aber stützt die Vorstellung, dass dieser Stern einst sowohl terrestrische als auch Gasplaneten besaß - und damit ein komplexes Planetensystem wie das unsrige", so der Forscher. (Science, 2013; doi: 10.1126/science.1239447)
(Science, 11.10.2013 - NPO)
 
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