Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
NASA / JPL-Caltech
Wenn ein Stern wie unsere Sonne, nach weiteren etwa sieben Milliarden Jahren, am Ende ihres Lebensweges steht, wird er auf einen Bruchteil seines Radius schrumpfen und zu einem Weißen Zwerg werden, der nicht länger in der Lage ist, sein nukleares Feuer aufrecht zu erhalten. Die Untersuchung älterer Planetensysteme von Weißen Zwergen liefert Hinweise auf das langfristige Schicksal unserer Sonne und ihres eigenen Planetensystems. In der Atmosphäre eines Weißen Zwergs bricht voraussichtlich jedes hineinstürzende Material in die es aufbauenden chemischen Elemente auf und bildet dann gemäß ihrer Atomgewichte Schichten. Die Folge ist, daß die sichtbaren, obersten Schichten der Atmosphäre eines Weißen Zwergs nur eine Mischung aus Wasserstoff, Helium (und etwas Kohlenstoff) enthalten sollten. Doch zeigen ungefähr tausend Weiße Zwerge in ihren Spektren Anzeichen für Verschmutzungen durch eine Art von Gesteinsmaterial. Dies führt zu der Vermutung, daß bei diesen Weißen Zwergen häufig auftretende, andauernde Akkretion durch zerbrochenes Material erfolgt, daß von irgendwoher kommt – dessen genauer ist Ursprung nicht bekannt.
Matt Payne und Matt Holman vom CfA haben mit Dimitri Veras und Boris Gansicke eine Reihe von Simulationen der späten Entwicklungsgeschichte von Planetensystemen laufen lassen, um zu verstehen, von wo dieses Material herkommen könnte. Es war bereits bekannt, daß die Monde von Planeten in Systemen mit Weißen Zwergen bei Wechselwirkungen zwischen den Planeten leicht aus ihren Umlaufbahnen gerissen werden können. Die Frage war, ob diese freien Monde selbst auf den Stern stürzen, um die verunreinigenden Elemente zu liefern oder ob sie Asteroide in Richtung des Sterns umlenken könnten. Die Schwierigkeit lag in den Rechenkapazitäten für die Simulation eines komplexen, sich entwickelnden Systems, bei dem Monde um Planeten mit einbezogen sind.
Die Astronomen entwickelten eine Technik zur Simulation der Entwicklung des Systems ohne Monde, fügten aber die Monde in einem späteren Stadium in einer widerspruchsfreien Art und Weise ein. Als sie dies taten, stellten sie fest, daß die freigekommenen Monde oft in der Nähe des Innenbereichs ihres Sternsystems entlangwanderten (innerhalb einer Astronomischen Einheit um ihren Stern) und infolgedessen könnten sie selbst entweder auf den Stern fallen beziehungsweise kleinere Asteroiden, Kometen oder andere kleine Körper auf den Stern stoßen. Demnach scheint es, daß beide Prozesse ablaufen. Das Ergebnis gibt eine erste Einschätzung, was Monden zustoßen kann, sobald sie sich in Systemen mit einem Weißen Zwerg frei bewegen. Zukünftige Untersuchungen sind geplant, um die Bedeutung von freigesetztem Mondmaterial zu bestimmen.
Literatur:
„The Fate of Exomoons in White Dwarf Planetary Systems“
Matthew J. Payne, Dimitri Veras, Boris T. Gansicke, and Matthew J. Holman
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 464, 2557–2564 (2017)
