Freitag, 1. April 2011

Studie: Erdähnliche Planeten um Weiße Zwergsterne?

Hubble-Aufnahme des Sirius-Dopelsternsystems. Bei Sirius A (Mitte) handelt es sich um einen Stern vom Spektraltyp A1; bei Sirius B (unten links) um einen Weißen Zwerg | Copyright: NASA/ESA

Washington/ USA - In einer aktuellen Studie kommt ein US-amerikanischer Astrophysiker zu dem Schluss, dass auch Weiße Zwerge erdähnliche und somit lebensfreundliche Exoplaneten beherbergen können. Bei dieser Form von Zwergsternen handelt es sich nach gängiger Lehrmeinung um das Endstadium der Entwicklung relativ massearmer Sterne.

In seinem im Fachmagazin " The Astrophysical Journal Letters" veröffentlichten Artikel erläutert der Astronomie-Professor Eric Agol, von der "University of Washington" seine Untersuchungsergebnisse bezüglich lebensfreundlicher Felsplaneten um Weiße Zwerge.

Bei Weißen Zwergen handelt es sich wahrscheinlich um sich abkühlende sonnenähnliche Sterne in der Endphase ihrer Entwicklung. Für gewöhnlich verfügen sie über rund 60 Prozent der Masse unserer Sonne bei einem Volumen von gerade einmal Erdengröße. Wesentlich kühler als die Sonne, strahlen sie auch nur einen Bruchteil der Energie unseres Zentralgestirns ab. Aus diesem Grund, so Agol, liegt auch die sogenannte habitable Zone, jene Region also, innerhalb der eventuell vorhandene Planeten ihren Stern umkreisen müssen, um aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form - und somit die Grundlage für erdähnliches Leben - aufweisen zu können, wesentlich dichter um den Stern, als etwa bei sonnenähnlichen Sternen. "Umkreist ein Planet einen solchen Stern nur dicht genug, so könnten auf ihm stabile Temperaturverhältnisse existieren, (...) die seine Lebensfreundlichkeit begünstigen könnten."

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Ein solcher Planet könnte hinzu auch schon von erdgebundenen Teleskopen mit Spiegeln von nur einem Meter Durchmesser dabei beobachtet werden, wie er in einem sogenannten Transit, perspektivisch von der Erde aus betrachtet, vor der "Sonnenscheibe" seines Sterns vorbeizieht und dabei dessen Licht minimal aber in regelmäßigen Intervallen wiederkehrend, abschwächt.

Immer dann, wenn sonnenähnlichen Sternen die Energie zur Aufrechterhaltung nuklearer Reaktionen in ihrem Innern ausgeht, wie sie Wasserstoff zu Helium umwandelt, beginnt der Stern den Wasserstoff an der Außenseite seines Kerns zu verbrennen und beginnt sich zunächst zu einem Roten Riesen auszudehnen. Bei diesem Vorgang, der massiven Ausdehnung der Sternatmosphäre, werden für gewöhnlich die inneren Planeten um diesen Stern verschluckt und zerstört - ein Schicksal, wie es in ferner Zukunft auch der Erde bevorsteht.

Schlussendlich schleudert der Stern seine äußere Atmosphäre ins All und hinterlässt einen glühenden, sich jedoch fortwährend langsam abkühlenden Kern, den sogenannten Weißen Zwerg mit einer Oberflächentemperatur von gerade einmal 5.000 Grad. Zu diesem Zeitpunkt, produziert der Stern jedoch weiterhin noch Wärme und Licht für weitere rund 3 Milliarden Jahre, genügend Zeit also, für die Entstehung und Entwicklung von Leben.

Durch die Ausdehnung der Sternatmosphäre während der Phase als Roter Riese, könnten Planeten, wie sie zuvor noch in den äußeren Umlaufbahnen des Sterns gelegen waren, später in Richtung Zentrum des Planetensystems und somit in Reichweite des verbleibenden Weißen Zwergs gelangen. Auch könnten Trümmer aus der Umwandlungsphase des einstigen sonnenähnlichen Sterns im Umfeld des Weißen Zwergs neue Planeten bilden.

Um Leben, wie wir es von der Erde kennen, ermöglichen zu können, müsste sich ein auf die ein oder andere Weise entstandener sternnaher Planet zwischen 3,2 Millionen und 800.000 Kilometern dem Weißen Zwerg genähert haben. Dies entspricht gerade einmal einem Prozent des Abstands der Erde von der Sonne und würde sogar noch innerhalb der Bahn des innersten Planeten des Sonnensystems, Merkur, liegen.

"Von der Oberfläche eines solchen Planeten aus betrachtet, würde der Weiße Zwergstern am Himmel nur leicht größer als unsere Sonne erscheinen - vielleicht etwas mehr orange, aber ansonsten unserer Sonne sehr ähnlich", so Agol.

Künstlerische Darstellung des Sirius-Doppelsternsystems | Copyright: NASA, ESA, G. Bacon (STScI)

Zudem währe ein solcher Planet auch an seinen Stern rotationsgebunden, würde ihm also immer dieselbe Seite zuwenden, während die gegenüberliegende Hemisphäre in ewige Dunkelheit getaucht ist. Agol vermutet, dass die wahrscheinlich für Leben am meist geeigneten Orte in den Regionen rund um die Tag-Nachtgrenze, den sogenannten Terminator, zu finden sein.

Der der Erde nächstgelegene Weiße Zwerg ist Sirius B (s. Abb.) in etwa 8,6 Lichtjahren Entfernung. Astronomen vermuten, dass er einst die sechsfache Masse der Sonne aufwies, heute jedoch nur noch über eine Sonnenmasse auf Erdengröße komprimiert verfügt.

In seiner Studie schlägt Agol eine Erkundung der 20.000 erdnächsten Weißen Zwerge vor. Schon mit einem 1-Meter-Teleskop könnte ein Weißer Zwerg in nur 32 Stunden auf potentiell lebensfreundliche Planeten untersucht werden. Idealerweise sollte eine Analyse also von einem Netzwerk an Teleskopen durchgeführt werden.

Um jedoch die vorgeschlagenen 20.000 Weißen Zwerge derart zu untersuchen, würde auf diese weise also weiterhin sehr viel Zeit beansprucht werden. Geeigneter wären also speziell für diese Zwecke konstruierte Großteleskope.

Die Entdeckung eines erdähnlichen Planeten um einen Weißen Zwerg, wäre laut Agol zudem ein hoffnungsvoller Schritt für die Suche auch nachdortigem außerirdischen Leben. Eine solche Welt könnte zugleich auch zu einem potentiellen Zufluchtsort für die Menschheit werden, sollte die Erde - warum auch immer - in hoffentlich noch ferner Zukunft unbewohnbar werden.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / washington.edu
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