Zwei Forschungsteams berichten unabhängig voneinander im Fachmagazin »Nature Astronomy« über zwei extreme Fälle: einen Roten Zwergstern, der einen Braunen Zwerg förmlich aussaugt, und einen Weißen Zwerg, der mit seiner Strahlung einen Gasplaneten verdampft. Bei diesem Planeten handelt es sich vermutlich um eine Art Nachkomme des Sterns – entstanden aus vom Stern selbst ausgestoßenem Gas.

Wie ein Roter Zwerg einem Braunen Zwerg Gas entreißt

Rote Zwerge sind kleiner als unsere Sonne und enthalten weniger Masse. Deshalb ist ihre Temperatur niedriger. Der etwa 300 Lichtjahre entfernte Rote Zwerg ZTF J0440+2325 bildet ein enges Doppelsystem mit einem Braunen Zwerg – also einem Himmelskörper, der für einen Planeten zu schwer und für einen Stern zu leicht ist. Seine Masse reicht nicht aus, um dauerhaft durch Kernfusion Energie zu erzeugen.

Dieser Braune Zwerg umrundet den roten Stern alle 87 Minuten in einer Entfernung von nur 230.000 Kilometern. Das ist weniger als der Abstand zwischen Erde und Mond. Zum Vergleich: Unser Planet ist 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Aaron Householder vom Massachusetts Institute of Technology in den USA und seine Kollegen sind bei ihren Beobachtungen auf einen leuchtenden Fleck auf der Oberfläche des Roten Zwergs gestoßen.

Wie die Forscher erläutern, entreißt der Rote Zwerg ihm durch den geringen Abstand mit seiner Schwerkraft ständig Gas. Das Gas strömt auf den Roten Zwerg hinab und leuchtet beim Aufprall hell auf. Auf diese Weise saugt der Rote Zwerg seinen Begleiter langsam aus – ein Vorgang, der zwischen zehn Millionen und mehreren Milliarden Jahren dauern kann, schätzen Householder und seine Kollegen.

Wie ein Weißer Zwerg einen Gasplaneten verdampfen lässt

Auf ein gänzlich anderes Phänomen stießen Jamie Williams von der University of Warwick in Großbritannien und sein Team bei ihren Beobachtungen des etwa 270 Lichtjahre entfernten Weißen Zwergsterns HS 0209+0832. Weiße Zwerge sind erdgroße Überreste von Sternen ähnlich der Sonne, die ihren nuklearen Energievorrat verbraucht haben und nun langsam abkühlen.

Vor ihrer Abkühlungsphase blähen sich die Sterne aber noch einmal gewaltig zu Roten Riesen auf und verschlingen dabei etwaige Gesteinsplaneten. Ein solches Schicksal blüht auch unserem Sonnensystem in etwa fünf Milliarden Jahren.

Deshalb rechnen Astronomen in der Atmosphäre eines Weißen Zwergs mit Spuren jener Elemente, aus denen Gesteinsplaneten hauptsächlich bestehen, wie Silizium und Eisen. Doch Williams und seine Kollegen stießen bei HS 0209+0832 stattdessen auf eine Anreicherung der Atmosphäre des Sterns mit den Elementen Zink, Kupfer und Niob. Das ist ungewöhnlich, denn Planeten, die gemeinsam mit ihrem Stern entstanden sind, sollten nur sehr wenig dieser Stoffe enthalten.

Erstes Beispiel für einen Planeten der zweiten Generation?

Die rätselhaften Materialien in der Atmosphäre des Sterns haben ihren Ursprung offenbar in einem großen Gasplaneten, der den Weißen Zwerg auf einer sehr engen Umlaufbahn alle 4,4 Tage umkreist. Die starke Strahlung des Weißen Zwergs erhitzt den Planeten und lässt ihn langsam verdampfen. Er zieht daher einen Schweif aus verdampfter Materie hinter sich her, die von dort auf den Stern herabregnet.

Aber ein Planet, der gemeinsam mit seinem Stern entstanden ist, sollte Eisen und Silizium enthalten und nicht Zink, Kupfer und Niob. Diese Stoffe entstehen erst spät im Leben eines Sterns, wenn er sich zu einem Roten Riesen aufbläht. Und hier sehen die Forscher eine Erklärung für ihre Beobachtungen: In der Riesenphase stößt ein Stern viel Gas ins All hinaus, das dann mit den neu entstandenen Elementen angereichert ist. Erst aus diesem ausgestoßenen Gas ist der Planet von HS 0209+0832 entstanden, folgern die Forscher.