Hoffnungsvoller Blick ferne Zukunft: Erdartiger Planet um fernen Sternenrest entdeckt

Berkeley (USA) – Mit dem 10-Meter-Keck-Teleskop auf Hawaii haben Astronomen und Astronominnen einen erdartigen Planeten entdeckt, der einen Weißen Zwerg und damit die Reste eines einstigen sonnenähnlichen Sterns entdeckt. Auch unserer Sonne wird einmal zu einem solchen Sternenrest. Ein möglicherweise lebensfreundlicher Planet in einer solchem Umgebung macht Hoffnung.

Wie das Team um Keming Zhang von der Universitly of California in Berkeley in einer kommenden Ausgabe des Fachjournals „Nature Astronomy“ und vorab via ArXiv.org berichtete, befindet sich das System um den Weißen Zwerg VVV rund 4.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und gibt einen Ausblick auf ein mögliches Schicksal unseres Planeten in Milliarden von Jahren, wenn die Sonne sich in einen Weißen Zwerg verwandelt hat und eine verwüstete und gefrorene Erde jenseits der Umlaufbahn des Mars gewandert ist.

Der Weiße Zwerg hat etwa die halbe Masse unserer Sonne und einen erdgroßen Begleiter auf einer Umlaufbahn, die doppelt so groß ist wie die heutigen der Erde ist. Die Auswertung der Beobachtungen zeigen zudem, dass der Planet in etwa die Masse unserer Erde besitzt und der Weiße Zwerg zusätzlich von einem weiteren Planeten von der 16-fachen Masse des Jupiters umkreist wird. Vermutlich handelt es sich dabei aber auch um einen Braunen Zwerg, also einen gescheiterten Stern, dessen Masse nicht ausreichte um die notwendige Kernfusion zu entzünden. Der erdartige Planet umkreist den Wei0en Zwerg auf einer Distanz zwischen einer und zwei Astronomischen Einheiten, also in etwa dem doppelten Abstand zwischen Erde und Sonne.

Ein Blick in die Zukunft und auf das Schicksal des Sonnensystems

Irgendwann in einer bis sechs Milliarden Jahre wird auch unsere Sonne beginnen, sich wie ein Ballon und damit über die heutige Umlaufbahn der Erde hinaus aufblähen. Während sich die Sonne zunächst zu einem „Roten Riesen“ ausdehnt, wird seine abnehmende Masse (sowie die gänzlich verdampfenden Ozeane der Erde) die Planeten zwingen, auf weiter entfernte Umlaufbahnen zu migrieren, was der Erde eine kleine Chance gibt, weiter entfernt von der Sonne zu überdauern. Schließlich – in rund 8 Milliarden Jahren – werden die äußeren Schichten des Roten Riesen weggeblasen und ein dichter Weißer Zwerg, nicht größer als ein Planet, aber mit der Masse eines Sterns, bleibt zurück. Wenn die Erde bis dahin überlebt hat, wird sie wahrscheinlich in einer Umlaufbahn enden, die sie doppelt so weit um die Sonne führt als heute. Schließlich, in etwa 8 Milliarden Jahren werden die äußeren Schichten der Sonne verstreut sein, sodass nur noch eine dichte, leuchtende Kugel – ein Weißer Zwerg – übrig bleibt, die etwa die Hälfte der Masse der Sonne hat, aber kleiner ist als die Erde.

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„Derzeit gibt es keinen Konsens darüber, ob die Erde in 6 Milliarden Jahren der Verschlingung durch die Sonne als Roten Riesen entgehen könnte“, so Zhang, ehemaliger Doktorand an der Universität von Kalifornien, Berkeley, der jetzt Eric und Wendy Schmidt KI-Stipendiat in den Wissenschaften an der UC San Diego ist. „In jedem Fall wird die Erde nur noch etwa eine Milliarde Jahre lang bewohnbar sein, danach würden die Ozeane der Erde durch den außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt verdampfen – lange bevor die Gefahr besteht, vom Roten Riesen verschlungen zu werden.“

Hintergrund
Das Team entdeckte das Mikrolinsen-Ereignis KMT-2020-BLG-0414 mit dem KoreaMicrolensing Telescope (KMT) Network. Der Hintergrundstern, etwa 25.000 Lichtjahre entfernt, wurde kurzzeitig durch die Schwerkraft des Systems verstärkt. Obowohl das System selbst nicht sichtbar ist, ermöglichten die Beobachtung der Intensitätsschwankungen über etwa zwei Monate die Rekonstruktion des Systems.

Um den Stern zu identifizieren, untersuchten Zhang und seine Kollegen, darunter die Astronomen Jessica Lu und Joshua Bloom von der UC Berkeley, das Linsensystem 2023 genauer mit dem 10-Meter-Keck-II-Teleskop auf Hawaii, das mit adaptiver Optik ausgestattet ist, um die atmosphärische Unschärfe zu beseitigen. Da sie das System drei Jahre nach dem Linsenereignis beobachteten, war der Hintergrundstern, der einst 1.000-fach verstärkt war, so schwach geworden, dass der linsende Stern sichtbar hätte sein müssen, wenn es sich um einen normalen Hauptreihenstern wie die Sonne gehandelt hätte, sagte Lu. Dennoch entdeckte Zhang auf zwei separaten Keck-Bildern nichts.

„Unsere Schlussfolgerungen basieren darauf, dass wir alternative Szenarien ausschließen, da ein normaler Stern leicht zu sehen gewesen wäre“, erläutert der Astronom. „Da die Linse sowohl dunkel als auch massearm ist, kamen wir zu dem Schluss, dass es sich nur um einen Weißen Zwerg handeln kann.. Die Zhang, Kolleginnen und Kollegen handelt es sich um eine Beobachtung, „bei der das Nichtsichtbare tatsächlich interessanter ist als das Sichtbare“.

Das nun entdeckte Planetensystem zeigt ein Beispiel für einen erdartigen Planeten, der diesen Prozess überlebt hat, obwohl er sich weit außerhalb der lebensfreundlichen Zone des schwachen Weißen Zwergs befindet und wahrscheinlich kein Leben beherbergen kann.

„Ob Leben die Rote-Riesen-Phase auf der Erde überstehen kann, ist unbekannt. Aber das Wichtigste ist sicherlich, dass die Erde nicht zwangsläufig von der sich ausdehnenden Sonne verschluckt werden wird, wenn diese zunächst zu einem Roten Riesen wird“, sagt Jessica Lu, außerordentliche Professorin und Vorsitzende der Astronomie an der UC Berkeley. „Dieses von Keming entdeckte System ist ein Beispiel für einen Planeten – wahrscheinlich ursprünglich einen erdähnlichen Planeten in einer ähnlichen Umlaufbahn wie die Erde –, der die Rote-Riesen-Phase seines Muttersterns überlebt hat.“

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Recherchequelle: University of California, Berkeley

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Andreas Müller

Autor und Publizist