Zwergstern zerstört Planeten

570 Lichtjahre von der Erde entfernt spielt sich eine kosmische Katastrophe ab: Ein Zwergplanet nähert sich auf einer Spiralbahn seinem alternden Zentralstern – einem Weißen Zwerg – und löst sich dabei durch dessen starke Strahlung langsam auf. Das zeigen Beobachtungen des Sterns WD 1145+017 von Astronomen mit dem Weltraumteleskop Kepler und einer ganzen Batterie großer Fernrohre auf der Erde. Die Trümmer des Zwergplaneten reichern die Atmosphäre des Weißen Zwergs mit schweren Elementen an, berichten die Forscher im Fachblatt „Nature“.

„Wir beobachten bei WD 1145+017 das Ende eines Planetensystems“, sagt Andrew Vandenberg vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge. Ist der nukleare Energievorrat eines Sterns ähnlich unserer Sonne verbraucht, so fällt er – nach einer Phase als Roter Riese – zu einem etwa erdgroßen Weißen Zwerg zusammen, der im Verlauf von Jahrmilliarden abkühlt. Einige Weiße Zwerge zeigen in ihren Atmosphären ungewöhnlich hohe Anteile an schweren Elementen. Diese schweren Stoffe sollten eigentlich ins Innere des Zwergsterns absinken und unsichtbar sein. Seit Langem vermuten Astronomen daher, dass es sich um Trümmer zerfallender Himmelskörper handelt, die auf den Stern herabregnen.

Dieses Szenario bestätigen nun die Beobachtungen von WD 1145+017. Messungen der Sternhelligkeit mit dem Kepler-Teleskop zeigen, dass der Weiße Zwerg alle 4,5 Stunden von einem kleinen, in eine ausgedehnte Hülle aus Gas und Staub eingebetteten Objekt umkreist wird. Dabei schwächt der zerfallende Begleiter das Sternenlicht um bis zu 40 Prozent ab. Weitere Beobachtungen mit Teleskopen auf der Erde lieferten Hinweise auf größere Bruchstücke des Zwergplaneten, die den Stern mit Perioden zwischen 4,5 und 5 Stunden umrunden. Die Forscher schätzen, dass der Zwergplanet etwa so groß ist wie Ceres, das größte Objekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter in unserem Sonnensystem.

„Damit haben wir erstmals einen unmittelbaren Beweis für einen Zusammenhang zwischen dem Zerfall eines Gesteinsplaneten und der Verschmutzung der Atmosphäre eines Weißen Zwergs“, so Vandenberg. Der zerfallende Zwergplanet hat den Stern vermutlich ursprünglich in größerer Entfernung umkreist und ist erst in der Endphase der Sternentwicklung nach innen gewandert. Dort verdampft die intensive Strahlung des Weißen Zwergs langsam seine Oberfläche. Zudem zerren immer stärkere Gezeitenkräfte an dem Zwergplaneten. Vandenberg und seine Kollegen schätzen, dass der Himmelskörper sich innerhalb von weniger als einer Million Jahren völlig auflöst.