Älteste Planetentrümmer unserer Galaxie entdeckt – Hüllen zweier Weißer Zwerge enthalten zehn Milliarden Jahren alte Planetenreste

Archäologische Funde: Astronomen haben den ältesten Planeten der Milchstraße aus einem mehr als 10 Milliarden Jahre alten Planetensystem ausgegraben. In den Schalen zweier Weißer Zwerge, 90 und 120 Lichtjahre von uns entfernt, wurden Gesteinsreste und Eisbrocken gefunden. Den Daten zufolge muss ihr Planetensystem die Verwandlung von Sternen in Rote Riesen und Zwerge überleben, aber später getrennt werden.

Wenn unsere Sonne das Ende ihres Lebenszyklus von etwa 5 Milliarden Jahren erreicht, bedeutet dies das Ende für die Erde und alle Planeten im inneren Sonnensystem: Sie werden von der Sonne verschluckt, die sich zu einem Roten Riesen ausdehnt. . Nach dem Entfernen seiner Hülle bleiben die brennenden Überreste unseres Sterns als Weiße Zwerge übrig, die die äußeren Planeten unseres Systems umkreisen. Der einzige Beweis für das Vorhandensein des inneren Planeten wäre die “Verunreinigung” aus den schweren Elementen auf der Oberfläche des Weißen Zwergs.

Trümmer des Planeten
Wenn ein Stern zu einem Weißen Zwerg wird, können Trümmer von den Planeten überleben und dann nach und nach von Sterntrümmern verschluckt werden. © NOIRLab/NSF/AURA, J. da Silva

Zwei alte Weiße Zwerge sind zu sehen

Eine solche Verunreinigung auf Weißen Zwergen liefert nun den Beweis für das älteste bekannte Planetensystem in unserer Milchstraße. Astronomen unter der Leitung von Abbigail Elms von der University of Warwick entdeckten es, als sie zwei Weiße Zwerge in der Nähe unseres Sonnensystems untersuchten. Die Überreste der Sterne WDJ2147-4035 und WDJ1922 + 0233, die vom europäischen Gaia-Satelliten entdeckt wurden, sind 90 und 120 Lichtjahre von uns entfernt.

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Um das Alter und die Zusammensetzung des Weißen Zwergs zu bestimmen, analysierten Elms und ihr Team sein Lichtspektrum und signalisierten die darin enthaltenen Elemente mit mehreren bodengestützten Teleskopen. Diese Daten deuten darauf hin, dass der leicht rötliche Überrest WDJ2147-4035 aus einem Vorläuferstern mit einer Sonnenmasse von etwa 2,5 und 10,7 Milliarden Jahren entstanden ist.

Zweitens ist der leicht blau-weiße Zwerg WDJ1922 + 0233 wahrscheinlich der Überrest eines Sterns vor neun Milliarden Jahren und aus einem sonnengroßen Stern entstanden. Sein Gesamtalter bleibt jedoch aufgrund von Problemen bei der Schätzung der Menge unklar.

“Dreckig” durch planetaren Schutt

Vor allem aber: Im Lichtspektrum der beiden Weißen Zwerge haben Astronomen ein Spektrum von Elementen entdeckt, die schwerer als Helium und Wasserstoff sind – was auf eine „Kontamination“ von Sterntrümmern durch Trümmer anderer Himmelskörper hinweist. Elms und ihr Team fanden in beiden alten Zwergen Natrium, Lithium, Kalium und Kohlenstoff. Damit ist er der älteste „schmutzige“ Weiße Zwerg in der Milchstraße.

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Aber woher kommt die Verschmutzung? Forscher schließen aus der Spektralanalyse, dass diese Elemente von Planetentrümmern oder Planetensystemen stammen müssen. Dieser hat möglicherweise die Expansion des Vorläufersterns zum Roten Riesen überlebt, wurde aber später von einem Weißen Zwerg zerstört und verschluckt. Wie Astronomen erklären, ist WDJ2147-4035 der älteste Beweis für ein Planetensystem in unserer Galaxie.

Die Art der Trümmer des Planeten, die er verschlang, wurde bisher nur teilweise bestätigt. „Der rot-weiße Zwerg WDJ2147-4035 bleibt ein Rätsel, weil das Material, das er erzeugt, sich von dem unterscheidet, was wir aus unserem Sonnensystem kennen“, sagt Elms. Hier besteht weiterer Untersuchungsbedarf.

Material ähnlich der Kontinentalkruste der Erde

Auch der zweite Weiße Zwerg trägt Spuren alter Planetentrümmer in seiner Hülle – sie sind aber leicht zuzuordnen. Elms und ihr Team fanden Signaturen von Natrium, Kalzium und Kalium in seinem Spektrum. Aufgrund ihrer Proportionen sind Astronomen zu dem Schluss gekommen, dass dieser Weiße Zwerg Objekte angezogen und absorbiert haben muss, vielleicht die Zusammensetzung und Masse der kontinentalen Erdkruste.

„Die Überreste dieser metallreichen Sterne deuten also darauf hin, dass es dort andere Planetensysteme gibt, die in ihrer Zusammensetzung der Erde ähnlich sind“, sagte Elms. Trümmer in der Hülle dieses Weißen Zwergs könnten von einem kleinen erdähnlichen Planeten oder von mehreren Planeten – größeren protoplanetaren Fragmenten – stammen, wie Forscher berichten. Sie vermuten, dass diese letzten Trümmer erst vor 4 bis 15 Millionen Jahren in den Überrest eines Sterns gestürzt sind.

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Ein Fenster in die Vergangenheit unserer Galaxie.

Zusammen sind die beiden Weißen Zwerge die ältesten und kühlsten „schmutzigen“ Sternenreste und die ältesten Zeugen des ersten Planetensystems in der Milchstraße. „Es ist erstaunlich, wenn man sich vorstellt, dass diese Systeme vor 10 Milliarden Jahren existierten und dass diese Planeten starben, bevor die Erde entstand“, sagte Elms. Ein so alter Weißer Zwerg öffnet ein Fenster tief in die Vergangenheit unserer Galaxie.

Und sie sind keine Ausnahme: Astronomen haben in einem Viertel aller bisher bekannten Weißen Zwerge eine Kontamination mit schweren Elementen gefunden. Dies unterstreicht die Anzahl der Planeten und Planetensysteme, die es in unserer Galaxie gibt und noch gibt. (Monatliche Mitteilung der Royal Astronomical Society, 2022; doi: 10.1093 / mnras / stac2908)

Quelle: Universität Warwick

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