Jedes Leben auf Planeten, die Weiße Zwerge umkreisen, hat sich laut einer neuen Studie der University of Warwick mit ziemlicher Sicherheit nach dem Tod des Sterns entwickelt. Es zeigt die Auswirkungen der starken und heftigen Sternwinde, die den Planeten treffen, wenn sein Stern stirbt.
Die Studie bietet Astronomen neue Erkenntnisse, die nach Lebenszeichen um diese toten Sterne suchen, und untersucht die Auswirkungen ihrer Winde auf Planeten, wenn der Stern in das Stadium des Weißen Zwergs übergeht. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass es für Leben in einer Katastrophe der Sternentwicklung fast unmöglich ist, zu existieren, wenn der Planet nicht über ein sehr starkes Magnetfeld – oder Magnetosphäre – verfügt, das ihn vor den schlimmsten Auswirkungen schützen kann.
Im Fall der Erde können Sonnenwindpartikel Schichten der Atmosphäre erodieren, die den Menschen vor schädlicher ultravioletter Strahlung schützen. Die Magnetosphäre der Erde wirkt wie ein Schild und lenkt mit ihrem Magnetfeld Teilchen ab. Nicht alle Planeten haben eine Magnetosphäre, aber auf der Erde wird sie von einem Eisenkern erzeugt, der sich wie ein Dynamo dreht und ein Magnetfeld erzeugt.
„Wir wissen, dass der Sonnenwind in der Vergangenheit die Atmosphäre des Mars zerstört hat, die im Gegensatz zur Erde keine großräumige Magnetosphäre hatte. Wir haben nicht erwartet, dass der Sonnenwind in Zukunft selbst für Planeten, die durch Magnetfelder geschützt sind, so zerstörerisch sein könnte “, sagen die Forscher.
Allen Sternen geht schließlich der verfügbare Wasserstoff aus, der die Kernfusion in ihren Kernen antreibt. Geschieht dies in der Nähe der Sonne, schrumpft und erwärmt sich sein Kern, was zu einer enormen Ausdehnung der äußeren Atmosphäre des Sterns zum "Roten Riesen" führt.
Die Sonne wird sich dann auf einen Durchmesser von mehreren zehn Millionen Kilometern ausdehnen und die inneren Planeten, möglicherweise einschließlich der Erde, verschlingen. Gleichzeitig bedeutet der Masseverlust, dass die Sonne eine schwächere Anziehungskraft hat, sodass sich die verbleibenden Planeten vom sterbenden Stern entfernen.
Während der Roten Riesenphase wird der Sonnenwind viel stärker sein als heute und wird merklich schwanken. Die Forscher modellierten die Winde von 11 verschiedenen Sternentypen mit Massen zwischen dem Ein- und Siebenfachen der Masse unserer Sonne.
Ihr Modell zeigte, dass sein Magnetfeld mindestens hundertmal stärker sein muss als das aktuelle Magnetfeld des Jupiter, damit ein Planet seine Magnetosphäre in allen Stadien der Sternentwicklung aufrechterhalten kann.
Der Prozess der Sternentwicklung verschiebt auch die bewohnbare Zone eines Sterns, dh die Entfernung, in der ein Planet die richtige Temperatur haben kann, um flüssiges Wasser aufrechtzuerhalten.
In unserem Sonnensystem wird sich die bewohnbare Zone von etwa 150 Millionen km von der Sonne, wo sich die Erde derzeit befindet, auf 6 Milliarden km oder jenseits von Neptun verschieben. Während der umlaufende Planet auch seine Position ändert, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass sich die bewohnbare Zone schneller nach außen bewegt als der Planet, was zusätzliche Probleme für jedes existierende Leben schafft, das hofft, dabei zu überleben.
Schließlich verliert der Rote Riese seine gesamte äußere Atmosphäre und hinterlässt einen dichten Überrest - einen heißen weißen Zwerg. Er strahlt keine Sternwinde aus. Wenn der Stern dieses Stadium erreicht, verschwindet die Gefahr für das Leben auf dem Planeten.
"Unsere Studie zeigt, wie schwierig es für den Planeten ist, seine schützende Magnetosphäre während der gesamten 'Roten Riesen'-Phase der Sternentwicklung aufrechtzuerhalten", sagen Wissenschaftler.
"Eine der Schlussfolgerungen ist, dass sich das Leben auf dem Planeten in der bewohnbaren Zone um den Weißen Zwerg mit ziemlicher Sicherheit während der Weißen Zwergphase entwickeln wird, es sei denn, dieses Leben kann vielen extremen und plötzlichen Veränderungen in der Umgebung standhalten."
Zukünftige Missionen wie das James Webb-Weltraumteleskop, die noch in diesem Jahr gestartet werden sollen, sollten mehr Informationen über Planeten liefern, die Weiße Zwerge umkreisen, einschließlich der Frage, ob Planeten in ihren bewohnbaren Zonen Biomarker aufweisen, die auf das Vorhandensein von Leben hinweisen potenzielle Entdeckung.
Bisher wurde kein terrestrischer Planet gefunden, der das Leben um einen Weißen Zwerg herum unterstützen könnte, aber zwei bekannte Gasriesen sind nahe genug an der bewohnbaren Zone ihres Sterns, um die Existenz eines solchen Planeten zu vermuten. Diese Planeten näherten sich wahrscheinlich dem Weißen Zwerg durch Wechselwirkungen mit anderen weiter entfernten Planeten.
Diese Beispiele zeigen, dass sich Riesenplaneten sehr nahe an die bewohnbare Zone annähern können. Die bewohnbare Zone für Weiße Zwerge liegt sehr nahe am Stern, weil sie viel weniger Licht ausstrahlen als Sterne wie die Sonne. Gleichzeitig sind Weiße Zwerge auch sehr stabile Sterne, da sie keinen Wind haben. Planeten, die sich im Lebensraum von Weißen Zwergen befinden, können dort Milliarden von Jahren verbleiben und geben dem Leben Zeit, sich unter den richtigen Bedingungen zu entwickeln.
2021-07-27 05:04:32
Autor: Vitalii Babkin