Robert Klatt
Astronomen haben erstmals beobachtet, wie ein Roter Riese einen Planeten verschlingt. In etwa fünf Milliarden Jahren wird die Erde ähnlich enden.
Cambridge (U.S.A.). Die Sonne der Erde wird ihren Wasserstoff im Kern in etwa fünf Milliarden Jahren komplett verbrauchen. Der Stern wird dann zum Roten Riesen, bei dem die Kernfusion auf die Hülle übergreift. Dabei sinkt die Oberflächentemperatur, der Stern bläht sich stark auf und färbt sich rot. Anschließend beginnt der Stern damit, die inneren Planeten des Sonnensystems zu verschlingen. Die Erde wird in etwa fünf Milliarden Jahren durch den Roten Riesen zerstört.
In den vergangenen Jahren hat die Astronomie mehrere Exoplaneten in der unmittelbaren Nähe eines Roten Riesens entdeckt. Außerdem sind mehrere Planeten bekannt, die die Rote-Riesen-Phase ihres Sterns knapp überlebt haben und es wurden im Weltraum zwei Planetenkerne entdeckt, die nicht von ihrem Roten Riesen verschlungen wurden. Das Ende eines Planeten durch einen Roten Riesen wurde bisher aber nicht beobachtet.
Wissenschaftler der Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab) um Kishalay De haben nun erstmals beobachtet, wie ein Roter Riese einen Planeten verschlang. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature erfolgte die Beobachtung zufällig, als die Astronomen mit der Zwicky Transient Facility (ZTF) des Palomar Observatorium in Doppelsternsystemen nach Strahlungsausbrüchen suchen. Laut De machten die Astronomen dabei eine unerwartete Beobachtung.
„In einer Nacht bemerkte ich einen Stern, der im Laufe einer Woche um das Hundertfache heller wurde – quasi aus dem Nichts. Dies war anders als jeder andere stellare Ausbruch, den ich in meinem Leben schon gesehen hatte.“
Der Helligkeitsausbruch im etwa 12.000 Lichtjahre entfernten System im Sternbild Aquila dauert rund zehn Tage an und wurde anschließend signifikant schwächer. Um die Beobachtung detaillierter untersuchen zu können, nutzten die Forscher spektroskopische Daten des Keck Observatoriums.
Bei einer Interaktion zweier Sterne in einem Doppelsystem enthält das Licht typischerweise Signaturen von Helium und Wasserstoff. Das Licht des Ausbruchs ZTF SLRN-2020 enthielt diese spektrale Signaturen hingegen kaum. Die Forscher entdeckten hingegen Emissionslinien unterschiedlicher Metalle, darunter Natrium, Magnesium und Barium.
„Solche Moleküle sehen wir nur bei Sternen, die sehr kalt sind. Aber wenn ein Stern an Helligkeit zunimmt, wird er normalerweise auch heißer.“
Zudem zeigen die Aufnahmen der Infrarotteleskope ein helles Nachleuchten im Infrarotbereich, das für etwa 15 Monate anhielt. Diese Strahlung stammt von dem ausgeschleuderten Material, das nur langsam abkühlt, zu Staub kondensiert und einen warmen Staubkokon bildet. Das beobachtete Ereignis hat starke Ähnlichkeiten mit einer Roten Nova, einem Ereignis, bei dem zwei Sterne kollidieren und der größere den kleineren verschlingt.
Die Material- und Energiemenge des Ausbruchs ZTF SLRN-2020 war jedoch ein Tausendstel bis Zehntausendstel kleiner als bei einer Roten Nova.
„Das bedeutet, dass das hier verschlungene Objekt tausendmal kleiner sein muss als ein gängiger Stern. An diesem Punkt wurde uns klar: Was wir hier sehen, ist ein Planet, der in seinen Stern fällt. Wir sehen hier das Endstadium des Verschlingens. Das macht diese Entdeckung wirklich spannend: Seit Jahrzehnten haben wir das Davor und Danach beobachtet, aber konnten einen Stern nie auf frischer Tat ertappen. Jetzt haben wir dieses Schicksal eines Planeten beobachtet.“
Die Beobachtungsdaten zeigen, dass die Masse des zerstörten Planeten bei etwa ein bis zehn Jupitermassen lag. Der Rote Riese hatte etwa 0,8 bis 1,5 Sonnenmassen.
Laut De zeigt die Beobachtung das kommende Ende der Erde.
„Wir sehen hier die Zukunft der Erde.“
Ryan Lau erklärt, dass die Beobachtung die Vergänglichkeit im Universum demonstriert.
„Das unterstreicht die Vergänglichkeit unserer Existenz: Nachdem unsere Sonnensystem Milliarden Jahre lang bestanden hat, wird es in einem finalen Aufleuchten untergehen, das nur wenige Monaten dauert.“
Nature, doi: 10.1038/s41586-023-05842-x
