Weiße Zwerge

Gesteinsplaneten müssen nicht der Erde ähneln

Robert Klatt

Die Wissenschaft ging bisher davon aus, dass die chemische Zusammensetzung von Gesteinsplaneten, der der Erde ähneln muss. Dies ist laut einer neuen Untersuchung aber falsch. Felsplaneten unterscheiden sich demnach stark voneinander.

Fresno (U.S.A.). Die Wissenschaft ging bisher davon aus, dass auch weit entfernte Gesteinsplaneten eine chemische Zusammensetzung besitzen, die, der der Erde ähnelt. Wie eine nun im Fachmagazin Nature Communications publizierte Studie zeigt, ist diese These möglicherweise aber falsch. Herausgefunden haben dies Keith Putirka von der California State University in Fresno und Siyi Xu vom Gemini Observatory auf Hawaii über einen Umweg.

Weil die chemische Zusammensetzung von Exoplaneten noch nicht direkt bestimmt werden kann, haben die beiden Wissenschaftler nicht die Planeten selbst, sondern verschmutzte Weiße Zwerge analysiert. Es handelt sich dabei um alte Sterne, deren Atmosphären noch immer Überreste der ehemaligen Planeten beinhalten.

Roter Riesenstern wird kleiner Weißer Zwerg

Dies ist möglich, weil Sterne wie unsere Sonne zunächst zu einem roten Riesen werden, wenn sie ihren nuklearen Energievorrat verbrannt haben. In der starken Aufblähungsphase kann es zu Gezeitenkräfte kommen, die Planeten in der Umlaufbahn zerstören. Wenn der Rote Riesenstern am Ende der Aufblähungsphase langsam zu einem kleinen Weißen Zwerg zusammenfällt, werden Überreste der zerstörten Planeten in dessen Atmosphäre hineingezogen. Anschließend verbleiben diese während des Milliarden von Jahren andauernden Abkühlungsprozesses dort. Die chemische Zusammensetzung dieser Verschmutzung erlaubt somit Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der einstiegen Planeten.

23 Weiße Zwerge untersucht

Putirka und Xu haben für ihre Studie die Verschmutzung von 23 Weißen Zwergen untersucht. Sie fanden dabei entgegen ihren Erwartungen wenig Silizium, dem Hauptbestandteil der Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem. Stattdessen zeigten die Überreste der zerstörten Planeten, dass diese viel Magnesium und Eisen beinhalteten. „Nur in einem Fall scheint der Mantel des zerstörten Planeten dem der Erde zu ähneln. Alle anderen besaßen eine exotische Zusammensetzung und Mineralogie“, erklären die Wissenschaftler.

Andere Entstehungsprozesse für Planeten.

Die starken Unterschiede lassen sich laut den Forschern nicht dadurch erklären, dass die Planeten stark unterschiedlichen Umgebungen entstanden sind. Wäre dies der Fall, müssten es auch bei den Sternen in der Nähe der Sonne starke Variationen geben. „Aber die Streuung der Silizium-Häufigkeit bei den etwa 4000 nächsten Sternen ist kleiner als bei den zerstörten Exoplaneten. Es sind also die Planeten, die sehr viel unterschiedlicher sind als wir bisher angenommen haben“, so Putirka und Xu. Dies ist laut den Wissenschaftlern ein Hinweis dafür, dass es Entstehungsprozesse für Planeten geben muss, die sich deutlich von unserem Sonnensystem unterscheiden.

Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-021-26403-8

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