Magnetfeld sammelt Trümmer eines Asteroidens
Der 80 Lichtjahre entfernte Weiße Zwergstern WD 0816-310 hat an einem seiner magnetischen Pole Metalle angesammelt – Überreste vermutlich eines Asteroiden, der dem Stern zu nahe gekommen und dadurch zerfallen ist. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forschungsteams mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile. Der Asteroid sei vermutlich etwa so groß gewesen wie Vesta, mit einem Durchmesser von 500 Kilometern das zweitgrößte Himmelsobjekt im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Offenbar habe das Magnetfeld des Weißen Zwergs die hauptsächlich aus Metall en bestehenden Überreste des Asteroiden zum Pol gelenkt, schreiben die Forscher im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“.
Wenn ein Stern ähnlich unserer Sonne seinen nuklearen Energievorrat aufgebraucht hat, bläht er sich zunächst zu einem Roten Riesenstern auf. Die Sonne könnte in sechs Milliarden Jahren bis zur Bahn der Erde reichen und so Merkur, Venus und vielleicht auch die Erde verschlingen. Anschließend fällt der Stern zu einem Weißen Zwerg zusammen, der nur noch etwa so groß ist wie die Erde. Besitzt ein Stern ein Planetensystem, so können dessen Umlaufbahnen beim Todeskampf des Sterne gehörig durcheinander geraten.
Um viele Weiße Zwerge haben Astronomen Scheiben aus Gesteinstrümmern entdeckt, Zeugnis von zahlreichen Zusammenstößen von Planeten, die ihre ursprünglich stabilen Bahnen verlassen hatten. Und viele Weiße Zwerge weisen an ihrer Oberfläche einen überraschend hohen Anteil an Metallen auf, die nicht durch Kernfusion im Inneren des ursprünglichen Sterns entstanden sein können. Vielmehr muss es sich auch hier um Überreste früherer Planeten und Asteroiden handeln, die aus der Trümmerscheibe auf die Oberfläche des Weißen Zwergs gefallen sind.
Diese Planetenmaterie – zu einem großen Teil Metalle wie Magnesium, Eisen und Nickel – sollten sich rasch gleichmäßig über dessen Oberfläche verteilen, so die bisherige Theorie. Stefano Bagnulo vom Armagh Observatory in Großbritannien und seine Kollegen stießen bei ihren Beobachtungen mit dem Very Large Telescope jedoch auf ein seltsames Phänomen, dass mit dieser Vorstellung nicht in Einklang steht: Die Sichtbarkeit der Metalle schwankte periodisch mit der Rotation des Sterns. Die Metalle sind demnach keineswegs gleichmäßig verteilt, sondern haben sich in einem Fleck auf der Sternenoberfläche angesammelt.
Aber wie und wo? Auf diese Fragen lieferten Messungen der Magnetfeldstärke des Sterns den Forschern die Antwort. Denn auch die Stärke des Magnetfeld schwankt mit der Drehung des Sterns – und zwar im Einklang mit der Sichtbarkeit der Metalle. Daraus ziehen die Forscher zwei Schlüsse: Erstens, das Magnetfeld von WD 0816-310 steht schräg zur Rotationsachse des Sterns. Dadurch blicken die Astronomen bei ihren Beobachtungen mal mehr mal weniger auf einen der magnetischen Pole. Und zweitens haben sich die Trümmer des Asteroiden offenbar an diesem Pol angesammelt.
„Das Magnetfeld spielt also eine wichtige Rolle dabei, wie Planetentrümmer zur Oberfläche des Sterns gelangen“, erklärt Bagnulo, Es lenkt das Material zu einem der magnetischen Pole und hält es dort über einen längeren Zeitraum fest. Es ist das erste Mal, dass Astronomen ein solches Phänomen beobachten konnten – nicht zuletzt dank eines speziellen Zusatzgeräts am Very Large Telescope, mit dem sich die Magnetfelder von Sternen genau messen lassen. Die Forscher wollen nun auch bei anderen Weißen Zwergen nach solchen Metall-Flecken suchen.
Bildquelle: ESO/L. Calçada
