Ein spanisches Team von Astrophysikern enthüllt den Ursprung des mysteriösen Röntgensignals, das die Erde seit 40 Jahren erreicht

Die Sonne, unser astronomisch unscheinbarer Stern, wird eines Tages sterben. Mit einem Alter von etwa 4,6 Milliarden Jahren hat sie noch etwa 5 Milliarden Jahre vor sich, bevor sie ihren Wasserstoffvorrat verbraucht und sich zu einem Roten Riesen aufbläht. Dieser Prozess markiert ihren Tod und wird die Planeten unseres Sonnensystems, einschließlich der Erde, verschlingen. Doch wie genau wird dieses Ende aussehen? Welches Schicksal erwartet unseren Planeten, wenn die Sonne erlischt?

Wissenschaftler beschäftigen sich seit Längerem mit den möglichen Auswirkungen des Sonnentodes auf die Planeten im Sonnensystem. Ein Teil dieser Forschung konzentriert sich auf die Analyse eines rätselhaften Röntgensignals, das von einem sterbenden Stern ausgesendet wird. Seit den 1980er Jahren empfängt man ein ungewöhnliches Signal vom Zentralstern des Helixnebels, der mit einer Entfernung von nur 650 Lichtjahren zu den erdnächsten seiner Art zählt. Dieses Signal gab über 40 Jahre lang Rätsel auf.

Eine in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichte Studie, an der auch das Institut für Astrophysik von Andalusien (IAA-CSIC) beteiligt war, legt nahe, dass die Beharrlichkeit der Forscher das Rätsel dieses Signals nun gelöst haben könnte. Demnach könnte die Zerstörung eines Planeten die Ursache für das mysteriöse Röntgensignal sein. „Wir haben einen Zusammenhang zwischen der harten Röntgenstrahlung eines Weißen Zwergs und den Prozessen der Zerstörung oder des Überlebens eines ihn umkreisenden Planetensystems festgestellt“, erklärt Martín A. Guerrero, Forscher am IAA-CSIC und Zweitautor der Studie.

Wenn ein sonnenähnlicher Stern am Ende seines Lebenszyklus zum Roten Riesen wird und seinen Brennstoff verbraucht hat, schleudert er seine äußeren Schichten in den Weltraum und formt so einen planetarischen Nebel. Zurück bleibt ein Weißer Zwerg, der dichte und heiße Kern des Sterns, der ultraviolette Strahlung emittiert. Diese Strahlung ionisiert und beleuchtet das umgebende Gas, wodurch die leuchtenden Strukturen entstehen, die diese faszinierenden kosmischen Gebilde charakterisieren.

Genau dies geschieht im Helixnebel, der von einem sonnenähnlichen Stern in seinen letzten Lebensstadien geformt wird. Die vom Stern ausgestoßenen Gase erscheinen aus unserer Perspektive spiralförmig, daher der Name. Im Zentrum befindet sich der Weiße Zwerg WD 2226-210, dessen Alter anhand seiner Expansionsrate auf etwa 10.600 Jahre geschätzt wird.

Normalerweise emittieren Weiße Zwerge keine energiereiche Röntgenstrahlung, doch WD 2226-210 tut dies. Diese Strahlung wurde bereits in den vergangenen Jahrzehnten von den Teleskopen Einstein und ROSAT detektiert. Dank der leistungsstarken Röntgenobservatorien Chandra (NASA) und XMM-Newton (ESA) konnte die Wissenschaft nun einen deutlich genaueren Blick auf das Phänomen werfen.

„Wir vermuteten, dass dieses Röntgensignal mit planetaren Trümmern zusammenhängen könnte, die vom Weißen Zwerg angezogen werden – quasi eine letzte Botschaft eines Planeten, der vom Weißen Zwerg im Helixnebel zerstört wurde“, erläutert Sandino Estrada-Dorado, Erstautor der Studie und Forscher an der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko (UNAM).

Guerrero ergänzt: „Das mysteriöse Signal könnte dadurch entstehen, dass die Überreste des zerstörten Planeten auf die Oberfläche des Weißen Zwergs stürzen und sich dabei so stark erhitzen, dass sie Röntgenstrahlung emittieren.“ Sollte sich diese Theorie bestätigen, „wäre es das erste Mal, dass die Zerstörung eines Planeten in einem planetarischen Nebel beobachtet wurde“, so der spanische Astronom.

Bei dem zerstörten Planeten könnte es sich um einen jupiterähnlichen Himmelskörper handeln, der aufgrund von Gravitationswechselwirkungen mit anderen Planeten in das Innere des Systems gewandert ist. In der Nähe von WD 2226-210 hätte die immense Schwerkraft des Weißen Zwergs den Planeten dann teilweise oder vollständig zerrissen.

Das Verhalten von WD 2226-210 im Röntgenbereich ähnelt dem zweier anderer Weißer Zwerge, die sich jedoch nicht in planetarischen Nebeln befinden. Einer dieser Weißen Zwerge absorbiert möglicherweise Material von einem Begleitplaneten, allerdings langsamer und ohne ihn direkt zu zerstören. Der andere scheint Trümmer eines Planeten auf seine Oberfläche zu ziehen. „Systeme wie diese können uns Aufschluss darüber geben, ob Planeten um sonnenähnliche Sterne überleben oder zerstört werden, wenn diese altern“, sagt Jesús A. Toalá, Mitautor der Studie und Forscher an der UNAM.