Röntgenstrahlung von Planetentrümmern

Auf den 44 Lichtjahre entfernten Weißen Zwergstern G29-38 stürzen Trümmer von Planeten herab – und senden dabei Röntgenstrahlung aus. Diese Strahlung beobachteten Astronomen nun erstmals mit dem Röntgensatelliten Chandra. Damit habe sich die allgemein angenommene Erklärung für die „Verschmutzung“ der Atmosphäre vieler Weißer Zwerge bestätigt, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Weiße Zwerge sind die Überreste von Sternen ähnlich unserer Sonne. Nachdem sie ihren Vorrat an nuklearem Brennstoff verbraucht haben, blähen sich diese Sterne zu Roten Riesen auf. Anschließend sacken sie zu Zwergsternen zusammen, die nur noch etwa so groß wie unsere Erde sind und über Jahrmilliarden allmählich abkühlen. In der Atmosphäre vieler dieser Weißen Zwerge haben Astronomen einen erhöhten Anteil an schweren Elementen wie etwa Eisen beobachtet. „Wir kennen inzwischen über tausend solcher verschmutzter Weißer Zwerge“, erläutern Tim Cunningham von der University of Warwick in Großbritannien und seine Kollegen.

Die Forscher sprechen von einer „Verschmutzung“, weil sie annehmen, dass die schweren Elemente nicht aus dem Sterninneren stammen. Denn obwohl bei der Kernfusion im Inneren der Sterne schwere Elemente entstehen, gelangen diese Elemente kaum nach oben in ihre Atmosphäre – es findet keine Durchmischung statt. Astronomen vermuten, dass stattdessen Gesteinsbrocken aus der Umgebung der Weißen Zwerge in die Atmosphäre der Sterne fallen und sie dadurch mit schweren Elementen anreichern. Doch ein direkter Nachweis für diese Erklärung stand bislang noch aus.

Um diese Hypothese zu überprüfen, untersuchten Cunningham und seine Kollegen den Weißen Zwerg G29-38 – der eine verschmutzte Atmosphäre besitzt. Mit dem Röntgensatelliten Chandra beobachteten sie tatsächlich hochenergetische Röntgenstrahlung, die aus der Richtung des 44 Lichtjahre entfernten Sterns stammte. Diese Strahlung entsteht, wenn Materie aus der Umgebung des Weißen Zwergs auf dessen Oberfläche herabstürzt und sich dabei stark aufheizt. Damit bestätigen die Forscher den vermuteten Ursprung der Verschmutzung. Etwa 1600 Tonnen Gestein stürzen laut den Beobachtungen der Astronomen pro Sekunde auf den Weißen Zwerg herab.

Auch für den Ursprung des Gesteins haben die Forscher eine Erklärung: Sie gehen davon aus, dass in der späten Phase der Entwicklung eines Sterns – wenn er sich zum Roten Riesen aufbläht und anschließend zum Weißen Zwerg zusammenfällt – ein möglicherweise vorhandenes Planetensystem in Unordnung gerät. Dabei kollidieren Planeten miteinander und es bildet sich eine Scheibe aus Trümmern aus, die schließlich auf den Weißen Zwerg herabstürzen und seine Atmosphäre verschmutzen.