Wenn Sterne wie unsere Sonne ausgebrannt sind, verwandeln sie sich in kleine blasse Relikte – und entwickeln kannibalistischen Appetit, wie erneut eine Studie belegt: Astronomen haben auf einem Weißen Zwerg eine metallische Spur identifiziert, die offenbar von einem „verspeisten“ Himmelskörper des einstigen Planetensystems stammt. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass die stellaren Magnetfelder das metallische Material auf den Stern gelenkt haben. So entstand offenbar speziell an seinen Magnetpolen die Spur der stellaren Mahlzeit, erklären die Wissenschaftler.
Auch Himmelskörper haben „Lebensgeschichten“, die von Geburt, Jugend, Alter und Tod geprägt sind. Was die Sterne betrifft, hängt ihr Schicksal dabei stark von ihrer Masse ab. Bei Exemplaren von der Masse unserer Sonne geht man davon aus, dass sie sich zu einem Roten Riesen aufblähen, wenn ihr Vorrat an Brennmaterial am Ende ihres stellaren Lebens zur Neige geht. Anschließend stoßen die sterbenden Sterne dann ihre äußeren Hüllen ab, bis am Ende nur noch ein kompakter, schwach leuchtender Sternenrest übrigbleibt, in dem keine Wasserstoff-Kernfusion mehr stattfindet. Diese heißen, aber nur noch schwach leuchtenden Relikte werden als Weiße Zwerge bezeichnet.
Ausgebrannt, aber noch hungrig
Man geht davon aus, dass das Aufblähen und die weiteren Entwicklungsprozesse bis zur Bildung des stellaren Überbleibsels auch das umgebende Planetensystem beeinflussen. Nahe Planeten werden vom Roten Riesen verschlungen oder werden später vom Weißen Zwerg angezogen und zerrissen. In diesem Fall bilden die Überreste der Planeten oder Asteroiden Trümmerscheiben um Weiße Zwerge aus. Daraus können die Bruchstücke dann auf seine Oberfläche gezogen werden. Letztlich verspeist der erloschene Stern somit nach und nach seine einstigen „Kinder“. Bei manchen Weißen Zwergen wurden auch bereits Hinweise auf diesen Prozess gefunden: In ihrer Strahlungssignatur zeichnen sich Elemente auf der Oberfläche ab, die von Gestein oder metallischen Bestandteilen der einverleibten Himmelskörper stammen.
Das Astronomen-Team um Stefano Bagnulo vom nordirischen Armagh Observatory and Planetarium berichtet nun allerdings über einen Fall, bei dem sich eine spezielle Spur der “Mahlzeit” eines Weißens Zwerges abzeichnet. Im Visier stand der Weiße Zwerg WD 0816-310. Es handelt sich dabei um den etwa erdgroßen Überrest eines Sterns, der einst unserer Sonne ähnelte. Das Team untersuchte ihn mithilfe des FORS2-Instruments sowie anhand von Daten der X-Shooter-Einheit am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile. Die Instrumente dienen spektroskopischen Analysen des Sternenlichts, die Rückschlüsse auf bestimmte Substanzen auf der Sternoberfläche ermöglichen. FORS2 kann außerdem die Polarisation des Lichts messen, die wiederum im Zusammenhang mit dem Magnetfeld eines Sterns steht. „Wir verfügen damit über eine Kombination von Fähigkeiten, die für die Beobachtung lichtschwacher Objekte wie Weißer Zwerge und die empfindliche Messung stellarer Magnetfelder erforderlich sind“, sagt Bagnulo.
Vom Magnetfeld auf den Stern geleitet
Wie die Astronomen berichten, stellten sie die spektrale Signatur von Metallen auf der Sternoberfläche fest, die offenbar von einverleibtem Material stammen. Das Besondere war dabei allerdings: Die Stärke des metallischen Signals veränderte sich mit der Rotation des Sterns. Dies deutet darauf hin, dass sich das Material auf einen bestimmten Bereich auf der Oberfläche des Weißen Zwerges konzentriert. „Überraschenderweise war das Material nicht gleichmäßig über die Oberfläche des Sterns verteilt, wie es theoretisch vorhergesagt wurde. Stattdessen bildet es einen konzentrierten Fleck aus Planetenmaterial“, sagt Co-Autor John Landstreet von der University of Western Ontario in London, Kanada.
Das Team fand auch heraus, dass diese Auffälligkeit mit Schwankungen des Magnetfelds des Weißen Zwerges einhergeht. Wie die Astronomen erklären, legt dies nahe, dass sich der metallische Fleck an einem der Magnetpole des Himmelskörpers befindet. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse somit darauf hin, dass das stellare Magnetfeld das metallische Material auf den Stern zu bestimmten Bereichen geleitet hat. Konkret vermuten die Astronomen dabei: Als ein planetarer Himmelskörper des Systems zerstört wurde, verdampfte das Material und wurde ionisiert. Durch das Magnetfeld des Weißen Zwerges wurde es dann auf die Magnetpole gelenkt.
Modellierungen haben auch Hinweise darauf geliefert, was sich der Weiße Zwerg auf diese Weise einverleibt hat: „Die Metalle könnten von einem Planetenfragment stammen, das mindestens so groß war wie der Asteroid Vesta – der mit einem Durchmesser von etwa 500 Kilometern zweitgrößte Asteroid im Sonnensystem“, sagt Co-Autor Jay Farihi vom University College London. Bagnulo führt dazu weiter aus: „Wir wussten, dass sich einige Weiße Zwerge Teile ihrer Planetensysteme einverleiben. Jetzt haben wir entdeckt, dass das Magnetfeld des Sterns bei diesem Prozess eine Schlüsselrolle gespielt haben könnte“, so der Astronom. Letztlich verdeutlicht die Studie somit auch: Sogar nach dem „Tod“ eines Sterns kann sein System dynamisch aktiv bleiben.
Quelle: ESO, Fachartikel: The Astrophysical Journal Letters, doi: 10.3847/2041-8213/ad2619
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