Sternenrelikt ist nach gängiger Theorie eigentlich viel zu alt für Staubringe Beringter Weißer Zwerg gibt Rätsel auf - scinexx | Das Wissensmagazin
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Beringter Weißer Zwerg gibt Rätsel auf

Sternenrelikt ist nach gängiger Theorie eigentlich viel zu alt für Staubringe

Weißer Zwerg
Der Weiße Zwerg J0207 dürfte bei seinem hohen Alter eigentlich keine Ringe mehr besitzen – doch er hat offenbar gleich zwei. © NASA Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

Passt nicht ins Schema: Astronomen haben einen sehr alten Weißen Zwerg entdeckt, der Rätsel aufgibt. Denn das rund drei Milliarden Jahre alte Sternenrelikt besitzt vermutlich gleich zwei Staubringe. Das Seltsame daran: Eigentlich dürften solche Ringe bei sehr alten Weißen Zwergen nicht mehr existieren, der dichte Sternenrest hätte sie längst verschlungen. Warum sie trotzdem doch da sind, darüber rätseln die Forscher nun.

Weiße Zwerge sind das, was von einem sonnennähnlichen Stern am Ende seines Lebenszyklus übrigbleibt. Auch unsere Sonne wird so enden. Nachdem sich der Stern zunächst zu einem Roten Riesen aufgebläht hat, schleudert er seine Hüllen ab und es bleibt der stark komprimierte, dichte Sternenkern übrig – der Weiße Zwerg. Kreisen Planeten oder Asteroiden in der Nähe des Sterns, werden sie meist schon in der Riesen-Phase verschlungen. Was übrig bleibt, wird von der Schwerkraft des Weißen Zwergs zerrissen und kann Staub- und Trümmerringe bilden – bis auch diese in den Sternenrest stürzen.

Zufallsfund im Citizen-Science-Projekt

Doch nun haben Astronomen einen Weißen Zwerg entdeckt, der diesem Schema widerspricht. Aufgespürt hat ihn die deutsche Amateurastronomin Melina Thévenot im Rahmen des Citizen-Science-Projekts „Backyard Worlds“. Sie entdeckte den winzigen Lichtpunkt in den Infrarotdaten des NASA-Weltraumteleskop WISE – und hielt den Punkt zunächst für einen Braunen Zwerg.

Weißer Zwerg J0207
Weißer Zwerg J0207 im sichtbaren und im infraroten Licht. © Digitized Sky Survey/WISE/NEOWISE, Aaron Meisner (NOAO)

Als dann jedoch Astronomen das Objekt mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii näher in Augenschein nahmen, zeigte sich seine wahre Natur: Es handelte sich um einen rund 145 Lichtjahre von uns entfernten Weißen Zwerg. Aus dem Spektrum seines Lichts ermittelten die Forscher eine Temperatur des Sternenrests von rund 5.800 Grad. Weil Weiße Zwerge im Laufe der Zeit immer weiter abkühlen, lässt sich daraus sein Alter bestimmen: rund 3,1 Milliarden Jahre.

Überschuss-Strahlung und zwei Staubringe

Merkwürdig jedoch: Obwohl dieser Weiße Zwerg damit schon ziemlich alt und kühl ist, geht von ihm eine ungewöhnlich starke Infrarotstrahlung aus. Auf der Suche nach einer Erklärung, untersuchten die Forscher das Umfeld des J0207 getauften Sternenrests genauer. „Wir haben zuerst versucht, einen Begleiter als Erklärung für diesen Überschuss zu finden“, berichten John Debes vom Space Telescope Science Institute und seine Kollegen.

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Doch stattdessen fanden die Astronomen etwas anders: Der Weiße Zwerg besitzt offenbar gleich zwei Staubringe – und widerspricht damit der gängigen Theorie. Denn nach dieser müssten alle Trümmer und Staubreste um so alte Sternenrelikte längst von ihm angezogen und verschlungen worden sein. J0207 jedoch ist mindestens dreimal älter als jeder anderer bekannte Weiße Zwerg mit Ring.

Viel zu alt für Ringe

Woher also kommt dieser Staub? Die Astronomen stehen vor einem Rätsel. Zwar können in manchen Fällen noch nachträglich Asteroiden oder Planetesimale in die Nähe des Weißen Zwergs geraten und zerrissen werden. Doch auch diese Ringe halten nicht lange und werden im Laufe der Zeit vom Sternenrest geschluckt. Selbst unter erheblich jüngeren Weißen Zwergen besitzen zudem nur ein bis vier Prozent überhaupt Staubscheiben, wie die Astronomen erklären.

„Die bisherigen Modelle, die den Transport von Material in die Zone der zerstörerischen Gezeitenkräfte eines Weißen Zwergs beschreiben, können nicht erklären, wie ein solcher Staubring bei einem mehr als eine Milliarde Jahre alten Weißen Zwerg zustande kommt“, erklären die Forscher. „Wenn der zweite Staubring bestätigt wird, wäre es zudem der erste bekannte Fall eines Zwei-Komponenten-Ringsystems um einen staubigen Weißen Zwerg.“

Rätsel bleibt vorerst

Die Entdeckung dieses ungewöhnlichen Weißen Zwergs zwingt die Astronomen nun, ihre Modelle zu überdenken – und nach anderen möglichen Erklärungen zu suchen. Die Forscher hoffen, dass zukünftige Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop das Rätsel lösen werden. Bis dahin müssen sie sich allerdings noch gedulden: Das Teleskop wird frühestens im Jahr 2021 starten. (The Astrophysical Journal Letters, 2019; doi: 10.3847/2041-8213/ab0426)

Quelle: NASA, Arizona State University

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