Lebensfreundliche Planeten um tote Sterne: Ideale Ziele für die Suche nach außerirdischem Leben

Künstlerische Darstellung der Oberfläche eines Felsplaneten, der einen Weißen Zwergstern umkreist (Illu.). Copyright: Юрий Д.К. (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0
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Künstlerische Darstellung der Oberfläche eines Felsplaneten, der einen Weißen Zwergstern umkreist (Illu.).Copyright: Юрий Д.К. (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0

Künstlerische Darstellung der Oberfläche eines Felsplaneten, der einen Weißen Zwergstern umkreist (Illu.).
Copyright: Юрий Д.К. (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0

Madison (USA) – Tote Sterne, sogenannte Weiße Zwergen, galten lange Zeit nicht gerade als ideale Orte für außerirdisches Leben – ein Bild, das sich nach und nach jedoch ändert. Sollten Planeten den Todeskampf ihres Sterns überstehen, könnten sie zum idealen Ziel für die Suche nach dortigem Leben sein.

Eine aktuell auf der 244. Tagung der American Astronomical Society vorgestellte Studie erläutert, dass gerade die geringe Größe und das schwache Licht von Weißen Zwergen die idealen Bedingungen darstellen, um auf erdartigen und erdähnlichen Planeten, die diese Sternenreste innerhalb ihrer lebensfreundlichen Zone umkreisen, nach Leben zu suchen.

Tatsächlich britische Astronominnen und Astronomen schon 2022 Hinweise auf genau einen solchen Planeten um den 117 Lichtjahre entfernten Weißen Zwerg mit der Bezeichnung „WD1054–226“ entdeckt (…GreWi berichtete).

„Während aktive Sterne aufgrund ihrer andauernden Fusion und fortwährenden Aktivitäten wie Eruptionen und Sonnenstürme es Beobachtern erschwert, die Atmosphäre eines vor seiner „Sonnenscheibe“ vorbeiziehenden Planeten zu analysieren, um festzustellen, welche Elemente und Moleküle vorhanden sind, sind Weiße Zwerge so klein und unscheinbar, dass man, wenn ein terrestrischer Planet vor ihnen vorbeiziehen würde, die Atmosphäre des Planeten viel besser charakterisieren könnte“, sagt Juliette Becker, Astronomieprofessorin an der University of Wisconsin–Madison und Hauptautorin der Studie. „Die Atmosphäre des Planeten hätte ein viel größeres, klareres Signal, weil ein größerer Teil des Lichts, das man sieht, genau durch das hindurchgeht, was man untersuchen möchte.“

Hierzu muss ein Planet jedoch den besagten Todeskampf seines Sterns überstehen. Da sich sonnenähnliche Sterne in dieser Phase des ihnen ausgehenden Fusionsbrennstoffs zu enormer Größe aufblähen, werden so auch die inneren Planeten innerhalb dieses Radius verschlugen.

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„Selbst wenn ein wassertragender Planet diesem Vorgang entgeht, ist er noch nicht aus dem Feuer“, so Becker weiter. „Das anschwellende Wachstum des Sterns wird von einem Verlust seiner Masse und einem enormen Anstieg seiner Helligkeit gefolgt. Dass der Stern so viel heller wird, bedeutet, dass alle Planeten im System, sogar die, die früher kalt im äußeren Sonnensystem waren, plötzlich ihre Oberflächentemperaturen drastisch ansteigen lassen. Das kann ihre Ozeane verdampfen und ihnen viel Wasser kosten.“

Ein erdähnlicher Planet muss daher also mindestens etwa 5 bis 6 astronomische Einheiten (1 AE entspricht der Entfernung zwischen Erde und Sonne) von seinem sterbenden Stern entfernt sein, um eine beträchtliche Menge seines Wassers durch das Anschwellen des Sterns, das Planetenverschlingen und die Lichtbombardierung zu bewahren, erläutert die neue Studie.

Doch auch die Ruhe nach dem Sturm berge ein weiteres Hindernis in sich: „Im Laufe von einer Milliarde oder mehr Jahren wird der einst tobende Stern schrumpfen und abkühlen. Wenn man während dieser gefährlichen Zeit ausreichend weit entfernt sein kann, um nicht sein Oberflächenwasser zu verlieren, ist das gut. Der Nachteil aber ist, dass der Planet nun so weit vom Stern entfernt ist, dass das gesamte Wasser zu Eis wird, und das ist nicht ideal für Leben. Schließlich wird der Weiße Zwerg so klein und kalt sein, dass ein Planet, der genug Wärme hat, um flüssiges Wasser zu besitzen, eher 1 % von 1 astronomischen Einheit entfernt sein müsste – sehr weit entfernt von der einstigen Sicherheitsdistanz von 5 bis 6 AE.“

Eine Möglichkeit, die Umlaufbahn eines Planeten so stark zu verändern, ist die sogenannte Gezeitenmigration: „Die Umlaufbahn eines Planeten zu ändern, ist ziemlich normal“, sagt Becker. „Bei der Gezeitenmigration bewirkt eine dynamische Instabilität zwischen den Planeten im System, das einer von ihnen eine Hoch-Exzentrizitäts-Umlaufbahn wie ein Komet einnimmt, wobei er sehr nah an den zentralen Körper im System heran- und dann wieder weit hinaus schwingt.“

Diese Arten von Umlaufbahnen werden sich in weniger exzentrischen und stabileren Bahnen einpendeln, die einen Planeten dann sehr nah an einen Weißen Zwerg bringen könnten.

„Wenn man all diese Modelle zusammenfügt, sieht man, dass es eine gefährliche Reise für den Planeten ist und es schwierig ist, dass Ozeane diesen Prozess überdauern. Aber es ist möglich“, so die Forschenden um Becker abschließend.

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Recherchequelle: University of Wisconsin–Madison

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