Kleinplanet in feuchten Trümmern
Weißer Zwerg hat einen Asteroiden in seine Einzelteile zerlegt, er hinterlässt deutliche Spuren von Wasser.
Eine seltene Chance für die Spektroskopie an Himmelskörpern bietet das Sternensystem GD 61. Das Zentralgestirn, ein Weißer Zwerg, hat einen Kleinplaneten zerrissen und ist gegenwärtig dabei, sich an dessen Überresten gütlich zu tun. Diese kreisen mittlerweile in einer Gasscheibe um den Stern. Ein internationales Team von Astronomen nutzte die Gelegenheit, um die Innereien des zertrümmerten Himmelkörpers spektroskopisch zu untersuchen. Zu diesem Zweck richteten die Forscher sowohl das Hubble-Weltraumteleskop als auch das Keck-Observatorium auf Hawaii auf das nur 150 Lichtjahre entfernte Sternensystem aus.
Abb.: Künstlerische Darstellung eines wasserreichen Kleinplaneten auf dem Weg zu einem Weißen Zwerg wie GD 61 (Bild: Mark A. Garlick, space-art.co.uk / U. Warwick / U. Cambridge)
Dabei fanden sie eine erwartbare Mischung von Elementen, wobei allerdings der hohe Anteil an Sauerstoff besonders herausstach. Magnesium, Silizium, Eisen und andere Elemente deuteten auf den ehemals felsigen Anteil des Kleinplaneten hin. Als Träger der großen Mengen an Sauerstoff kamen außer Wasser vor allem Kohlenstoffverbindungen in Frage. „Bei diesem Stern gibt es aber praktisch keinen Kohlenstoff, was auf erhebliche Mengen an Wasser hindeutet,“ so Mitautor Boris Gänsicke von der University of Warwick. Die Quelle des Sauerstoffs war wahrscheinlich Wassereis, aus dem der Himmelskörper zu einem großen Teil bestand: Es machte wohl rund 26 Prozent des Kleinplaneten aus. In unserem Sonnensystem besitzt Ceres, ein Zwergplanet im Asteroiden-Hauptgürtel, einen ähnlich hohen Wasseranteil. Auf der Erde hingegen macht Wasser nur 0,023 Prozent der Gesamtmasse aus.
Auch über die Größe des Kleinplaneten konnten die Forscher einige Angaben machen. Anhand der Dicke der Schicht muss er einen Durchmesser von mindestens neunzig Kilometern besessen haben. Wahrscheinlich war er aber deutlich größer und erreichte ungefähr die Masse von Vesta, dem mit gut 500 Kilometer Durchmesser zweitgrößten Asteroiden im Hauptgürtel unseres Sonnensystems.
Damit ist nun auch der Nachweis von Wasser in felsigen, kleineren Exoplaneten geglückt. Bislang war Wasser zwar aus der Atmosphäre ferner Gasriesen bekannt, nicht jedoch von kleineren Himmelskörpern jenseits unseres Sonnensystems. Zwar wissen Astronomen heute von zwölf zerstörten Exoplaneten, deren Überreste um einen Weißen Zwerg kreisen. Doch keiner von diesen zeigte bislang Spuren von Wasser.
Dabei eignen sich Weiße Zwerge gut für diese Art von Spektroskopie. Denn ihre Konvektion zieht schwere Elemente schneller nach unten, so dass ihre äußere Photosphäre hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Andere Elemente deuten auf einen Akkretionsvorgang hin. Der Stern von GD 61, etwa dreifach massereicher als unsere Sonne, hat sich vor rund zweihundert Millionen Jahren in einen Weißen Zwerg verwandelt. Um ihn muss noch mindestens ein weiterer größerer Planet kreisen. Denn irgendein massives Objekt muss den verunglückten Kleinplaneten aus seiner Bahn Richtung Zentralgestirn gelenkt haben.
Dirk Eidemüller
