Astronomer haben einen seltenen Gasriesen-Exoplaneten entdeckt, der einen Weißen Zwerg in etwa 250 bis 790 Lichtjahren Entfernung umkreist, was neue Hinweise darauf liefert, wie Planetensysteme aus den Trümmern sterbender Sonnen neu entstehen können. Die Planetenkandidatin umkreist ihren Sternenrest alle 4,4 Tage und verliert dabei unter extremster stellarer Strahlung ihre äußere Atmosphäre.
Ein Planet aus der Asche eines toten Sterns
In einer Entfernung von rund 250 bis 790 Lichtjahren im Sternbild Cetus haben Forschende eine ungewöhnliche Entdeckung gemacht. Ein Exoplanet, den das Team um Jamie Williams von der University of Warwick als Phönixplaneten bezeichnet, umkreist den kompakten Sternrest HS 0209+0832. Im Gegensatz zu Planeten der ersten Generation, die sich einst aus der protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern formten, entstammt dieses Objekt den Überresten eines bereits gestorbenen Himmelskörpers. Ein Forschungsteam geht davon aus, dass um diesen Weißen Zwerg ein möglicher Planet der zweiten Generation kreist. Sobald diesen Gestirnen nach etlichen Milliarden Jahren der Brennstoff ausgeht, dehnen sie sich zunächst zu Roten Riesen aus und werfen danach ihre äußeren Hüllen ab.
Der Zentralstern hat seine nukleare Brennphase längst hinter sich. Bevor er zu einem Weißen Zwerg schrumpfte, blähte er sich als Roter Riese auf und stieß dabei seine äußeren Schichten ins All ab. Normalerweise löschen solche Sterntode jegliches Leben und zerstören bestehende Welten im System. Hier passierte jedoch das Gegenteil: Aus dem ausgeworfenen Staub formte sich offenbar ein neuer, massereicher Begleiter. Der neu entdeckte Himmelskörper umkreist den Weißen Zwerg in etwa 790 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Die Besonderheit ist, dass der Planet offenbar aus Material besteht, das der Stern in seiner letzten Lebensphase abgestoßen hat. Nach Angaben von Studienleiter Jamie Williams besitzt das Objekt zudem eine Temperatur von über 1500 Grad Celsius, da seine Entstehung erst kürzlich stattgefunden hat.
Chemische Spuren des s-Prozesses und Jupiter-Masse
Den entscheidenden Hinweis auf die Herkunft lieferte die Analyse des Sterns. Messungen zeigten eine ungewöhnliche Zusammensetzung der Atmosphäre, die stark von unserem Sonnensystem abweicht. Forscher wiesen hohe Konzentrationen schwerer Elemente wie Zink, Kupfer und vor allem Niob nach, während typische Gesteinsbestandteile wie Eisen und Silizium in den Hintergrund treten. Der Fund liefert neue Hinweise auf Planetenbildung nach dem Ende eines Sonnensystems.
Nicholas Stone von der University of Wisconsin-Madison ordnete das Elementmuster als typisches Resultat des sogenannten s-Prozesses ein, einer Kernreaktion in sterbenden Riesensternen. Daten des Weltraumteleskops TESS untermauerten die Beobachtungen. Sie zeigen ein regelmäßiges Helligkeitssignal, das sich alle 4,399 beziehungsweise 4,4 Tage wiederholt. Den Angaben der Forschungsgruppe zufolge büßt dieser Himmelskörper permanent Materie ein, die in der Folge auf den Weißen Zwerg stürzt und dort die charakteristischen chemischen Spuren hinterlässt.
| Eigenschaft | Messwert oder Merkmal |
|---|---|
| Objekttyp | Gasriese (Zweitgenerationsplanet) |
| Wirtsstern | Weißer Zwerg HS 0209+0832 |
| Entfernung zur Erde | Ca. 250 bis 790 Lichtjahre |
| Umlaufzeit | 4,4 Tage |
| Auffällige Elemente | Niob, Kupfer, Zink |
Extreme Strahlung und Materialregen auf den Weißen Zwerg
Die Umlaufbahn des Planeten ist extrem eng. Aufgrund der geringen Distanz von rund sechs Millionen Kilometern ist der Planet einer intensiven Strahlung ausgesetzt. Mit einem Abstand von nur rund vier Prozent des Wertes zwischen Erde und Sonne ist das Objekt der intensiven ultravioletten Strahlung des Weißen Zwergs schutzlos ausgeliefert.
Damit das abgestoßene Material nicht unkontrolliert in den Weltraum entwich, vermuten die Forschenden einen ursprünglichen Begleitstern, dessen Gravitation die Materie auf stabilen Bahnen hielt. Die Teleskope Hubble, TESS und FUSE lieferten die Datengrundlage für diese Auswertung, die am 5. Oktober in der Fachzeitschrift Nature Astronomy publiziert wurde. Ob sich neben dem gasreichen Riesen künftig auch erdähnliche, felsige Welten in der habitablen Zone solcher Sternreste bilden können, bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop.
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