Studie: Ozeane auf Planeten um Weiße Zwerge wenig wahrscheinlich, aber möglich
Copyright: Sephirohq (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 3.0
Madison (USA) – Die Reste ehemaliger Sterne, sogenannte Weiße Zwerge, galten lange Zeit als einer der unmöglichsten Orte für Leben. Nachdem mittlerweile ein Planet innerhalb der habitablen Zone um einen solchen Sternenrest gefunden wurden, untersucht eine aktuelle Studie nun, ob auf solchen Planeten auch Ozeane existieren könnten.
Obwohl Weißen Zwergen die nukleare Fusion fehlt, strahlen sie dennoch genügend Licht und Wärme aus, um eine eigene habitable zu erzeugen. Tatsächlich wurde 2022 in dieser lebensfreundlichen Zone auch schon ein Planet entdeckt (…GreWi berichtete). Ob ein solcher Planet aber auch eine wasserreiche Umgebung aufrechterhalten kann, obwohl sein Stern bereits die Phase gewaltigen Aufblähens zu einem roten Riesenstern durchlaufen hat, stand im Mittelpunkt einer Studie von Planetenwissenschaftlerinnen um Juliette Becker von der University of Wisconsin-Madison.
Wie Becker gemeinsam mit Andrew Vanderburg vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Joseph R. Liversey aktuell vorab via ArXiv.org berichten, beginnt die Studie mit der Beobachtung, dass jede lebensfreundliche Welt, die einen Hauptreihenstern umkreist, wahrscheinlich ihre Atmosphäre und ihr Wasser verlieren wird, wenn der Stern sich zu einem roten Riesen aufbläht. Innerhalb dieses Vorgangs wird also jeder ehemals lebensfreundlicher Planet aufgrund der notwendigen gemäßigten Nähe zu seinem Zentralgestirn karg oder von seinem Stern verschlungen. Die Studie untersucht daher weiter entfernt liegende Welten im ehemaligen Planetensystem und fragt, ob einst fernere, dadurch kalte und eisige sogenannte Hyzean-Planeten in der Phase des weißen Zwergs bewohnbar werden könnte. Als Hyzean-Welten werden Exoplaneten, deren Oberfläche gänzlich von Wasser bedeckt sind und eine wasserstoffreiche Atmosphäre besitzen.
Wie sich zeigt, sind hierzu zwei kritische Phasen entscheidend:
Die erste besteht darin, dass eine solche Ozeanwelt einen Großteil ihres Wassers während der Todesphase des Sterns behalten muss. Hier gilt: Je weiter ein Planet von seinem Stern entfernt ist, desto mehr Wasser bleibt erhalten. Bei einem sonnenähnlichen Stern müsste eine solche ozeanische Welt mehr als dreimal so weit von ihrem Stern entfernt sein wie die Erde von der Sonne, um so ihre Gewässer zu halten. Um Ozeane wie jene der Erde zu bewahren, müsste ein Planet etwa 10 AE (astronomische Einheiten) entfernt sein, was ungefähr der Entfernung des Saturns von der Sonne entspricht.
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Die zweite kritische Phase ist die sogenannte Umlaufbahn-Migration: Sobald der Stern zu einem Weißen Zwerg wird, würde eine ozeanische Welt auf der Umlaufbahn des Saturns Umlaufbahn zu einem Eisplanet weit außerhalb der habitablen Zone. Um zu einer lebendigen Welt zu werden, müsste ein solcher Planet nach innen, in eine engere, wärmere Umlaufbahn wandern. Dies ist sowohl durch Wechselwirkungen mit der während der roten Riesenphase gebildeten Nebelwolke als auch durch gravitative Wechselwirkungen zwischen Planeten durchaus möglich.
Auch in unserem eigenen Sonnensystem gab es in einer frühen Phase eine solche Migration. Wie die Studie zeigt, ist jedoch das Timing dieser Migration entscheidend: „Erfolgt die Migration zu früh, verdampft ein Großteil des Wassers. Erfolgt sie zu spät, hat sich das System bereits stabilisiert, sodass die Welt die habitable Zone nicht mehr erreichen kann.“
Als Fazit kommt die Studie zwar zu dem Ergebnis, dass die meisten Welten um einen Weißen Zwerge entweder trocken sind, bevor sie die habitable Zone erreichen, oder Wasser bewahren, dafür aber im äußeren Rand des Systems verbleiben. Dennoch sei es nicht ausgeschlossen, dass eine äußere Hyzean-Welt zur richtigen Zeit migriert, um Wasser zu bewahren und zu einer warmen, erdähnlichen Welt zu werden. „Nicht wahrscheinlich, aber möglich.“ Ein lebensfreundlicher Planet um einen weißen Zwerg wäre also ein Glücksfall. Dennoch lohne sich die Suche danach, so die Becker und Kollegen abschließend.
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Recherchequelle: ArXiv.org
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