Leben auf wasserreichen Planeten um weiße Zwerge: Neue Hoffnung für extraterrestrische Forschung

BerlinWässrige Planeten um tote Sterne könnten uns dabei helfen, Leben zu erforschen - vorausgesetzt, sie halten lange genug. Weiße Zwerge, Sterne, die ihren Brennstoff aufgebraucht haben, könnten hierfür besonders geeignet sein. Durch ihr schwaches Licht und ihre geringe Größe lassen sich Planeten mit Wasser in ihrer Nähe leichter entdecken.

Astronomen suchen nach Anzeichen von Leben auf Exoplaneten, indem sie das Licht untersuchen, das während der Transits durch deren Atmosphären geht. Sie analysieren dieses Licht, um verschiedene Elemente und Moleküle zu erkennen. Größere Sterne, die aktiv Kernfusion durchlaufen, können diesen Prozess erschweren. Im Gegensatz dazu sind weiße Zwerge einfacher zu untersuchen, da sie einen klareren Hintergrund bieten.

Juliette Becker, Astronomieprofessorin an der Universität Wisconsin-Madison, leitete eine Studie über Weiße Zwergsternsysteme. Die Forschung zeigt, dass wasserreiche Planeten die letzten gewalttätigen Phasen ihrer Sterne überleben könnten. Diese Ergebnisse wurden auf der 244. Tagung der American Astronomical Society vorgestellt und werden derzeit von den AAS-Journalen geprüft.

Wesentliche Herausforderungen für solche Planeten umfassen:

• Das Überleben der Ausdehnung des Sterns, der um das 100-fache seiner normalen Größenordnung anwächst
• Ein Entkommen vor dem Verschlungenwerden in dieser Phase
• Ein Aushalten des enormen Helligkeitsausbruchs, der ihre Ozeane verdampfen kann

Wenn größere Sterne ihren Brennstoff aufgebraucht haben, dehnen sie sich aus und können nahegelegene Planeten verschlingen. Dieser Prozess ist meist schädlich. Planeten müssen sich mindestens 5 bis 6 Astronomische Einheiten (AU) entfernt befinden, um ihr Wasser zu behalten. Eine AU ist die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne.

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Wenn ein Planet der Zerstörung entgeht, hat er immer noch Schwierigkeiten. Der Stern verliert an Masse und wird heller, was die Planeten sehr heiß machen kann. Diese Hitze kann Meereswasser verdampfen lassen. Planeten, die einst kalt und weit entfernt waren, können viel wärmer werden.

Wenn ein Stern zu einem Weißen Zwerg wird, kühlt er ab. Auf weit entfernten Planeten friert das Wasser, was das Leben dort unmöglich macht. Um wieder bewohnbar zu werden, müsste ein solcher Planet viel näher an den Weißen Zwerg heranrücken, etwa auf 1% von 1 AE.

Durch Gezeitenmigration kann ein Planet auf eine engere Umlaufbahn gelangen. Während dieses Prozesses ändert sich die Umlaufbahn des Planeten aufgrund dynamischer Instabilität. Der Planet bewegt sich zunächst auf eine elliptische Umlaufbahn, bevor er schließlich näher zum Weißen Zwerg gelangt.

Die Modelle zeigen, dass es schwierig, aber möglich ist, dass ein Planet überlebt. Becker arbeitete mit dem Astrophysiker Andrew Vanderburg vom MIT und dem Doktoranden Joseph Livesey von der UW-Madison zusammen.

Mehr Forschung ist erforderlich, um diese Modelle zu verfeinern und Teleskopbeobachtungen zu erleichtern. Das Aufspüren von Weißen Zwergen mit möglicherweise bewohnbaren Exoplaneten könnte helfen, die wertvolle Teleskopzeit zu optimieren. Laut Becker können theoretische Methoden dabei helfen, die besten Ziele ins Visier zu nehmen und weniger vielversprechende zu vermeiden.