Das ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video. Und den ganzen Podcast findet ihr auch bei Spotify.
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Sternengeschichten Folge 727: Planeten der zweiten Generation
Vor 4,5 Milliarden Jahren ist die Sonne entstanden und kurz danach die Planeten, die sie umkreisen. Und wenn die Sonne ihr Leben als normaler Stern in circa 5 bis 6 Milliarden Jahren beenden wird, werden dabei auch ein paar dieser Planeten zerstört werden. Das ist das normale Schicksal von Planeten; nicht nur bei uns sondern auch bei anderen Sternen. Dort könnte das Ende des Sterns aber auch der Anfang einer neuen Generation von Planeten sein. Und genau um solche „Planeten der zweiten Generation“ geht es in dieser Folge.
Schauen wir dafür noch einmal kurz, was mit der Sonne in ferner Zukunft passieren wird. Ich habe die verschiedenen Stadien eines Sternenlebens und des Sternentods in den vergangenen Folgen der Sternengeschichten ausführlich gesprochen. Aber kurz gesagt: Die Sonne wird sich zuerst immer weiter aufblähen; sie wird zu einem roten Riesenstern werden, der auf jeden Fall Merkur und Venus verschluckt und zerstört und vielleicht auch die Erde. Die rote Riesensonne wird ihre äußeren Atmosphärenschichten abstoßen, so dass nur noch der innere Kern übrig bleibt, in dem dann aber keine Kernfusion mehr stattfindet. Dieser Himmelskörper wird ungefähr so groß wie die Erde sein, aber sehr, sehr viel massereicher. Man nennt sowas einen „Weißen Zwerg“ und auch wenn dort keine Kernfusion mehr stattfindet, wird dieser Sternenrest immer noch so heiß sein, dass es Milliarden bis Billionen Jahre dauert, bis er abkühlt und dunkel wird.
Soweit ist das alles noch nicht neu. Die zerstörten Planeten des Sonnensystems sind zerstört und die äußeren Planeten können nun den immer weiter abkühlenden weißen Zwerg umkreisen. Es gibt aber auch Planetensysteme, wo es anders läuft und eines davon hat man vielleicht im Sternbild Wal entdeckt. Dort, in circa 270 Lichtjahren Entfernung, hat man schon im Jahr 1999 mit dem Hubble-Weltraumteleskop einen weißen Zwerg beobachtet. Das Objekt mit der Bezeichnung HS 0209+0832 hat einen Durchmesser von circa 10.000 Kilometer, dabei immer noch 60 Prozent der Masse unserer Sonne und seine Temperatur sagt uns, dass er vor circa 5 Millionen Jahren entstanden sein muss. Das, was unsere Sonne noch vor sich hat, ist dort also schon längst passiert. Ein Stern, ähnlich der Sonne, ist zu einem roten Riesen geworden und dann zu einem weißen Zwerg. Und auch das ist nicht neu; wir haben schon jede Menge weiße Zwerge gefunden. Außergewöhnlich war in diesem Fall aber die chemische Zusammensetzung. Eine genau Analyse der Daten hat gezeigt, dass sich in der äußeren Atmosphäre des weißen Zwergs nicht nur Wasserstoff und Helium befinden, wie man erwarten würde, sondern relevante Mengen an schwereren Elementen. Das war überraschend. Natürlich kann so ein Stern im Laufe seines Lebens und vor allem während der Endphase seines Lebens jede Menge schwere Elemente erzeugen. Aber was auch immer davon nach dem Übergang zum Weißen Zwerg noch übrig sein sollte, hätte eigentlich im Laufe der Zeit aus den äußeren Schichten nach unten sinken müssen. Dort können wir es dann nicht mehr nachweisen; wir erhalten ja nur Licht aus den äußeren Schichten und nur dieses Licht können wir entsprechend analysieren, um die chemische Zusammensetzung zu bestimmen. Wenn da jetzt immer noch schwere Elemente sind, dann müssen die irgendwie später auf den Weißen Zwerg gefallen sein.
Es gibt durchaus Möglichkeiten, wie das passieren kann. Vielleicht gab es auch dort früher Planeten. Vielleicht sind sie auch zerstört worden und die Überreste dieser Planeten fallen heute immer noch ab und zu auf den weißen Zwerg. Oder aber es gibt dort Asteroiden und Kometen, die den Tod des Sterns überlebt haben, jetzt aber ab und zu mit dem weißen Zwerg kollidieren, so wie es ja auch Asteroiden und Kometen heute bei uns mit der Sonne tun. Wenn das so wäre, dann müsste man in der Atmosphäre des weißen Zwergs aber auch und vor allem Eisen und Silicium finden, die wichtigsten Bestandteile von Planeten oder Asteroiden. Diese Elemente hat man aber bei dem weißen Zwerg im Sternbild Wal nicht gesehen. Stattdessen jede Menge Kupfer, Zink und vor allem Niob. Und gerade das Niob ist interessant. Im Alltag bekommt man es mit diesem Element eher selten zu tun. Es wird bei der Herstellung von Schmuck verwendet, oder bei bestimmten Stahllegierungen und anderswo in der Industrie. In einem weißen Zwerg hatte man es aber vor den Beobachtungen bei HS 0209+0832 noch nie gefunden. Und nicht nur ein bisschen: Auf der Erde ist Niob vergleichsweise selten; dort ist die Häufigkeit fast 1000 mal größer.
Niob ist ein Element, das vor allem dann entsteht, wenn ein Stern sein Leben nicht schnell und explosiv bei einer Supernova beendet, sondern sich langsam aufbläht und zu einem roten Riesen beziehungsweise danach zu einem AGB-Stern wird. Oder anders gesagt: Niob entsteht, wenn ein Stern wie unsere Sonne sein Leben beendet und zu einem weißen Zwerg wird. Die nuklearen Reaktionen, die in der Spätphase eines Sternenlebens stattfinden, können Niob hervorbringen und der sterbende Stern schleudert die so entstandenen Atome dann mit dem ganzen anderen Material aus seinen äußeren Schichten ins Weltall. Und normalerweise wäre das das Ende der Geschichte. Aber nicht in diesem Fall: Denn – so lautet die Hypothese – irgendwie hat sich das ganze Material, dass der sterbende Stern ausgestoßen hat, zu einem Planeten geformt. Einem Planeten, der dadurch sehr viel mehr schwere Elemente wie Niob enthält, als Planeten normalerweise enthalten würde. Dieser Planet umkreist den Weißen Zwerg nun in geringem Abstand; so nahe, dass immer wieder Material vom Planeten auf den weißen Zwerg fällt, wo wir es dann in den seiner Atmosphäre nachweisen können.
Bei HS 0209+0832 hat sich also ein Planet der zweiten Generation gebildet; ein Planet, der erst nach dem Tod des Sterns entstanden ist. Oder besser gesagt: Vielleicht ist das dort passiert. Denn so einfach läuft es in der Praxis auch nicht. Ich habe vorhin gesagt: „irgendwie hat sich das ganze Material, dass der sterbende Stern ausgestoßen hat, zu einem Planeten geformt“. Aber wie soll das „irgendwie“ funktioniert haben? Normalerweise schleudert ein Stern sein Material symmetrisch in alle Richtungen. Und dann kann sich daraus auch kein Planet bilden. Damit das passiert, muss das Material irgendwie eine Art Scheibe um den weißen Zwerg gebildet haben und in dieser Scheibe konnte sich dann ein Planet bilden; genauso wie sich Planeten der ersten Generation in einer Scheibe aus Gas und Staub um einen jungen Stern bilden.
Eine Scheibe bildet sich aber nicht von selbst. Aber vielleicht hat HS 0209+0832 einen Begleitstern gehabt. Er war so nahe, dass er verschluckt wurde, als sich HS 0209+0832 zu einem roten Riesen aufgebläht hat. Mit seiner Gravitationskraft hat der Begleiter dann einerseits dafür gesorgt, dass der sterbende Stern seine äußeren Schichten abgestoßen hat und andererseits für die Bildung einer Scheibe aus diesem Material. Und in dieser Scheibe ist dann ein Gasplanet entstanden, in etwa so groß wie Jupiter. Ein Planet, voll mit schweren Elementen, die man dort normalerweise nicht finden würde. Der Planet ist dem weißen Zwerg sehr nahe; so nahe, dass er vom weißen Zwerg aufgeheizt wird. Die Gasschichten des Planeten verflüchtigen sich langsam und fallen auf den weißen Zwerg. Der weiße Zwerg frisst also quasi seinen Planeten, aber zum Glück nicht schnell genug. Je weiter der weiße Zwerg abkühlt, desto langsamer wird der Prozess und vermutlich wird der Planet das alles überleben.
Ob das wirklich so gelaufen ist, wissen wir nicht. Aber es ist zumindest eine plausible Hypothese, die erklären würde, was bei HS 0209+0832 vor sich geht. Man hat auch probiert, im Licht des weißen Zwergs direktere Spuren des Planeten zu finden. Wenn er den weißen Zwerg genau in der richtigen Ebene umkreist, müsste er dessen Licht in regelmäßigen Abständen verdunkeln. Es gibt Anzeichen, dass genau das passiert, aber nicht genug, um wirklich sicher sein zu können.
Sicher ist nur: Irgendwo dort draußen werden Planeten der zweiten Generation entstehen. Nicht oft, denn es muss viel zusammenpassen und auf die richtige Weise passieren, damit alles klappt. Aber das Universum ist groß. Wir haben auch anderswo Kandidaten für Planeten der zweiten Generation gefunden und früher oder später wird man auch eindeutig nachweisen können, ob ein Planet mit seinem Stern entstanden ist oder erst viel später. Bis dahin ist es auf jeden Fall ein tröstlicher Gedanke, dass der Tod eines Sterns gleichzeitig der Anfang des Lebens neuer Planeten sein kann.