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Sternleichen verraten: Die Erde ist wahrscheinlich kein Einzelfall

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06:02 18.10.2019
HANDOUT - Image shows accretion of rocky material to a white dwarf. The rocks have been stripped from a metallic spherical core still orbiting the white dwarf. An Earth-like planet looms in the distance signifying the Earth-like nature of the rocky material.Credit: University of California, Los Angeles/Mark A. Garlick / markgarlick.comACHTUNG: Frei nur zur redaktionellen Verwendung im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die Studie bei Nennung des Credits. Foto: University of California, Los Angeles/Mark A. Garlick / markgarlick.com Quelle: University of California, Los An
Washington

Forscher haben auf einem ungewöhnlichen Weg die chemischen Eigenschaften ferner Exoplaneten untersucht: Aus der Analyse von Trümmern zerstörter Planetensysteme schließt das Team um Alexandra Doyle von der University of California in Los Angeles auf die Zusammensetzung der Himmelskörper. Die Auswertung zeige, dass unter den Gesteinsplaneten anderer Sterne viele mit erdähnlichen Eigenschaften sein sollten, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Science". Die Ergebnisse steigern demnach die Chance für die Existenz anderer Erden in unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße.

Das Team hatte sechs Weiße Zwerge ins Visier genommen. Das sind die Überreste ausgebrannter Sonnen, die keine Kernfusion mehr betreiben. Sie stürzen unter der eigenen Schwerkraft zu kompakten Kugeln zusammen, werden dadurch so heiß, dass sie weiß leuchten, und glühen dann langsam aus. Da die schwereren chemischen Elemente in einem Weißen Zwergstern durch die Gravitation ins Innere sinken, sind im Spektrum dieser "Sternleichen" eigentlich nur Wasserstoff und Helium aus der ehemaligen Sonne zu sehen.

Beobachtung eines Weißen Zwergs ist wie eine Autopsie

Die starke Schwerkraft eines Weißen Zwergs zerreißt jedoch Asteroiden und Planeten, die um ihn kreisen. Die Atmosphäre des Weißen Zwergs wird dann durch Trümmer seines ehemaligen Planetensystems verunreinigt, die auf ihre ausgebrannte Sonne stürzen. "Mit der Untersuchung des Weißen Zwergs und der Elemente in seiner Atmosphäre beobachten wir die Elemente aus dem Inneren desjenigen Körpers, der den Weißen Zwerg umkreist hat", erläutert Doyle in einer Mitteilung ihrer Universität. "Die Beobachtung eines Weißen Zwergs ist wie eine Autopsie an den Inhalten dessen, was er in seinem Sonnensystem verschlungen hat."

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Um die chemische Zusammensetzung einer Sternatmosphäre zu analysieren, spalten Astronomen das Sternenlicht in die Regenbogenfarben auf. In diesem Spektrum verraten prägnante Linien die Anwesenheit einzelner chemischer Elemente, es entsteht eine Art chemischer Fingerabdruck. Auf diese Weise konnte das Team quasi in die ehemaligen Planeten der Weißen Zwerge hineinschauen. Im Spektrum der Sternleichen fahndeten die Forscher nach den sechs häufigsten Elementen in Gestein: Eisen, Sauerstoff, Silizium, Magnesium, Kalzium und Aluminium.

Gestein ist überall Gestein

Es zeigte sich, dass die Planetentrümmer der Weißen Zwerge irdischem und Mars-Gestein sehr ähnlich sind. "Sie sind erdähnlich und marsähnlich im Hinblick auf ihr oxidiertes Eisen", berichtet Doyle. "Wir stellen fest, dass Gestein überall Gestein ist, mit sehr ähnlicher Geophysik und Geochemie." Insbesondere der Oxidationsgrad hat den Forschern zufolge wichtigen Einfluss auf die Atmosphäre, den Kern und die Oberfläche eines Gesteinsplaneten.

Die Untersuchung deutet darauf hin, dass es sehr wahrscheinlich echte Gegenstücke zur Erde gibt.

Hilke Schlichting, Ko-Autorin

"Die gesamte Chemie, die an der Erdoberfläche stattfindet, kann letztlich auf den Oxidationsgrad des Planeten zurückgeführt werden", betont Doyles Institutskollege und Ko-Autor Edward Young. "Die Tatsache, dass wir Ozeane haben und alle notwendigen Zutaten für Leben, lassen sich darauf zurückführen, dass der Planet so oxidiert ist, wie er es ist. Das Gestein steuert die Chemie."

Gibt wahrscheinlich echte Gegenstücke zur Erde

Die Autopsie der Planetentrümmer habe daher auch Bedeutung für die Suche nach einer zweiten Erde im Kosmos, betonen die Wissenschaftler. "Wenn extraterrestrisches Gestein einen ähnlichen Oxidationsgrad besitzt wie die Erde, dann kann man annehmen, dass der Planet eine ähnliche Plattentektonik und ein ähnliches Potenzial für Magnetfelder hat wie die Erde, die allgemein als Schlüsselzutaten für Leben gelten", erläutert Ko-Autorin Hilke Schlichting. "Diese Untersuchung ist ein großer Schritt vorwärts, um solche Schlüsse für Himmelskörper außerhalb unseres eigenen Sonnensystems ziehen zu können, und deutet darauf hin, dass es sehr wahrscheinlich echte Gegenstücke zur Erde gibt."

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