Astrophysiker der University of Warwick haben vier weiße Zwerge ausfindig gemacht, die von Staub von zerbrochenen Planetenkörpern umgeben sind, der früher auffallende Ähnlichkeiten mit der Zusammensetzung der Erde aufwies.
Unter Verwendung des Hubble - Weltraumteleskops für die bislang umfangreichste Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre von weißen Zwergsternen stellten die Forscher fest, dass die am häufigsten vorkommenden Elemente im Staub um diese vier weißen Zwerge Sauerstoff, Magnesium, Eisen und Silizium waren vier Elemente, die rund 93 Prozent der Erde ausmachen.
Bildnachweis: © Mark A. Garlick / Universität Warwick.
Eine noch bedeutendere Beobachtung war jedoch, dass dieses Material auch einen äußerst geringen Anteil an Kohlenstoff enthielt, der dem der Erde und der anderen felsigen Planeten, die am nächsten an unserer eigenen Sonne kreisen, sehr nahe kam.
Dies ist das erste Mal, dass in der Atmosphäre von durch Ablagerungen verschmutzten weißen Zwergsternen so niedrige Kohlenstoffanteile gemessen wurden. Dies ist nicht nur ein klarer Beweis dafür, dass diese Sterne mindestens einen felsigen Exoplaneten hatten, den sie jetzt zerstört haben, die Beobachtungen müssen auch die letzte Phase des Todes dieser Welten bestimmen.
Die Atmosphäre eines Weißen Zwerges besteht aus Wasserstoff und / oder Helium, so dass alle schweren Elemente, die in ihre Atmosphäre gelangen, durch die hohe Schwerkraft des Zwerges innerhalb weniger Tage bis zum Kern nach unten und außer Sicht geraten. Vor diesem Hintergrund müssen die Astronomen buchstäblich die letzte Phase des Todes dieser Welten beobachten, während das Material mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 Million Kilogramm pro Sekunde auf die Sterne regnet.
Dies ist nicht nur ein klarer Beweis dafür, dass diese Sterne einst felsige exoplanetarische Körper hatten, die jetzt zerstört wurden. Die Beobachtungen eines bestimmten Weißen Zwergs, PG0843 + 516, können auch die Geschichte der Zerstörung dieser Welten erzählen.
Dieser Stern zeichnete sich durch die relative Überfülle der Elemente Eisen, Nickel und Schwefel im Staub seiner Atmosphäre aus.
Eisen und Nickel befinden sich in den Kernen der Erdplaneten, da sie aufgrund der Schwerkraft bei der Planetenbildung ins Zentrum sinken, ebenso wie Schwefel aufgrund seiner chemischen Affinität zu Eisen.
Aus diesem Grund glauben die Forscher, dass sie White Dwarf PG0843 + 516 beim Verschlingen von Material aus dem Kern eines felsigen Planeten beobachten, das groß genug ist, um sich zu differenzieren, ähnlich dem Prozess, der den Kern und den Erdmantel trennte.
Die Studie mit dem Titel „Die chemische Vielfalt exo-terrestrischer planetarischer Trümmer um weiße Zwerge“ von BT Gänsicke, D. Köster, J. Farihi, J. Girven, SGParsons und E. Breedt wird zur Veröffentlichung in den Monthly Notices der Royal Astronomical Society.
Professor Boris Gänsicke von der Fakultät für Physik der Universität Warwick, der die Studie leitete, sagte, dass der zerstörerische Prozess, der die Staubscheiben um diese fernen weißen Zwerge verursachte, sich wahrscheinlich eines Tages in unserem eigenen Sonnensystem abspielen wird.
Bildnachweis: © Mark A. Garlick / Universität Warwick.
„Was wir heute in diesen weißen Zwergen sehen, die mehrere hundert Lichtjahre entfernt sind, könnte eine Momentaufnahme der sehr fernen Zukunft der Erde sein.
„Wenn Sterne wie unsere Sonne das Ende ihres Lebens erreichen, werden sie zu roten Riesen, wenn der Kernbrennstoff in ihren Kernen aufgebraucht ist.
„Wenn dies in Milliarden von Jahren in unserem eigenen Sonnensystem geschieht, wird die Sonne die inneren Planeten Merkur und Venus verschlingen.
„Es ist unklar, ob die Erde auch in ihrer roten Riesenphase von der Sonne verschluckt wird - aber selbst wenn sie überlebt, wird ihre Oberfläche geröstet.
„Während der Umwandlung der Sonne in einen Weißen Zwerg wird sie eine große Menge an Masse verlieren und alle Planeten werden sich weiter nach außen bewegen.
„Dies könnte die Umlaufbahnen destabilisieren und zu Kollisionen zwischen Planetenkörpern führen, wie es in den instabilen frühen Tagen unseres Sonnensystems geschehen ist. Dies kann sogar ganze terrestrische Planeten zerstören und große Mengen von Asteroiden bilden, von denen einige chemische Zusammensetzungen aufweisen, die denen des Planetenkerns ähnlich sind.
„In unserem Sonnensystem wird Jupiter die späte Entwicklung der Sonne unbeschadet überleben und neue oder alte Asteroiden in Richtung des Weißen Zwergs zerstreuen.
"Es ist durchaus möglich, dass in PG0843 + 516 solche Fragmente entstehen, die aus dem Kernmaterial eines ehemaligen terrestrischen Exoplaneten bestehen."
Das von der Universität Warwick geleitete Team untersuchte innerhalb weniger hundert Lichtjahre mehr als 80 weiße Zwerge mit dem Cosmic Origin-Spektrographen an Bord des Hubble-Weltraumteleskops.
Neuauflage mit Genehmigung der University of Warwick.