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Samstag, 03.12.2016
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Zufallsfund liefert ältesten Nachweis von Exoplaneten

Fotoplatte von 1917 enthält Belege für Planetentrümmer um einen Weißen Zwerg

Zufallsfund im Keller: Astronomen haben den ältesten Beweis für die Existenz extrasolarer Planetensysteme entdeckt – auf einer knapp 100 Jahre alten Fotoplatte. Denn schon 1917 hatte ein US-Astronom einen weißen Zwerg fotografiert, dessen Spektrum klare Spuren von Planetentrümmern trägt. Damals jedoch wurden diese Indizien nicht erkannt. Erst jetzt haben Forscher durch Zufall diese Signatur entdeckt.
Die Fotoplatte von 1917 mit dem Lichtspektrum des Weißen Zwergs.

Die Fotoplatte von 1917 mit dem Lichtspektrum des Weißen Zwergs.

Welche Schätze alte astronomische Fotoplatten bergen können, hatten schon im Dezember 2015 dänische Forscher festgestellt. Sie fanden in ihrem Institutskeller historische Aufnahmen unter anderen der berühmten Sonnenfinsternis von 1919. Auch im Keller der Carnegie Institution in Washington lagern rund 250.000 Fotoplatten und Aufzeichnungen aus drei Observatorien – ein Großteil davon völlig unbeachtet.

Verräterische Linien


Doch dann kam eine Anfrage von Jay Farihi vom University College in London. Er suchte nach einer Aufnahme des Carnegie-Astronomen Walter Adams, den dieser 1917 von einem gerade neu entdeckten Weißen Zwerg gemacht hatte. Auf Fotoplatten hatte dieser sowohl ein Bild dieses Sterns als auch dessen Lichtspektrum aufgezeichnet. Sonderlich ungewöhnlich schien der Zwerg allerdings nicht: Adams notierte damals nur, dass der Stern ein wenig heißer war als unsere Sonne.

Weißer Zwergstern mit den Überresten eines Asteroiden

Weißer Zwergstern mit den Überresten eines Asteroiden

Als Farihi die Fotoplatte mit dem Spektrum des Weißen Zwergs jedoch genauer untersuchte, stieß er auf Überraschendes: Er fand Absorptionslinien, die es bei einem solchen Stern eigentlich nicht geben dürfte. Denn die Linien zeigten die Präsenz schwerer Elemente wie Kalzium, Eisen und Magnesium im Umfeld des Weißen Zwergs an – Elemente, die der Stern längst in sein Inneres hätte ziehen müssen.


Trümmerring um Weißen Zwerg


Für diese rätselhaften chemischen "Verunreinigungen" gibt es nach heutigem Wissen aber nur eine Erklärung: Der Weiße Zwerg muss von den Trümmern eines Planetensystems umgeben sein. Ähnlich wie unsere Sonne am Ende ihres Lebens unser System zerstören wird, hatte auch dieser Stern in seinem Todeskampf die ihn umgebenden Exoplaneten zerrissen.

"Dieser Mechanismus erzeugt die Ringe aus Planetentrümmern und Staub und führt dazu, dass schwere Elemente bis in die Atmosphäre des Weißen Zwergs eingetragen werden", erkärt Farihi. "Das wiederum ist nur möglich, wenn es zuvor voll ausgebildete Planeten gab."

Notizen auf der Hülle der Fotoplatte von 1917

Notizen auf der Hülle der Fotoplatte von 1917

Ältester Beweis für ferne Planeten


Schon die knapp 100 Jahre alte Fotoplatte zeigt demnach die charakteristische Spektralsignatur ferner Planetentrümmer. Ohne dass die Astronomen es damals bemerkten, belegt sie damit bereits, dass es Planeten um fremde Sterne geben muss. "Dass diese Fotoplatte aus dem Jahr 1917 den ältesten Beweis für einen solchen 'verschmutzen' Weißen Zwerg enthält, ist schier unglaublich", sagt John Mulchaey, Leiter der Carnegie Observatorien.

Er hält es aber für durchaus wahrscheinlich, dass im Keller seiner eigenen Organisation, aber auch in denen anderer Institute und Observatorien weltweit weitere astronomische Schätze auf ihre Entdeckung warten. "Wir haben eine Tonne an Geschichte in unserem Keller und wer weiß, was wir in Zukunft noch alles dort finden?", so Mulchaey.
(Carnegie Institution, 14.04.2016 - NPO)
 
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