Ein Weißer Zwerg ist das kompakte Endstadium eines Sterns mit geringer oder mittlerer Masse (wie unsere Sonne), nachdem dieser seinen Kernbrennstoff verbraucht hat.

https://de.wikipedia.org/wiki/Weißer_Zwerg

https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/weisser-zwerg/525

https://www.einstein-online.info/spotlig..._weisse_zwerge/

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Studie zeigt: Auch Weiße Zwerge können lebensfreundliche Planeten beherbergen:


Ein Weißer Zwerg, beobachtet mit dem Pan-STARRS-Teleskop.
Copyright: Pan-STARRS / CC BY 2.5

Melbourne (USA) – Weiße Zwerge, die Überreste einstiger Sterne, galten lange Zeit als lebensfeindlich. Doch je mehr Daten zu den Sternenresten vorliegen, umso mehr ändert sich dieses Bild. Eine aktuelle Studie bestätigt nun, dass es auch um Weiße Zwerge lebensfreundliche Planeten geben kann.

Wie der Doktorand Caldon Whyte, Betreuer Manasvi Lingam und Luis Henry Quiroga-Nuñez von der Florida Tech sowie Paola Pinilla vom Mullard Space Science Laboratory des University College London aktuell im Fachjournal „Astrophysical Journal Letters“ (DOI: 10.3847/2041-8213/ad9821) berichten, haben sie ein Modell zur Untersuchung der Frage entwickelt, ob in der habitablen Zone eines Weißen Zwergs genug Energie vorhanden sein kann, damit auf dortigen Planeten zwei Prozesse – Photosynthese und durch ultraviolette (UV) Strahlung gesteuerte Abiogenese – stattfinden können.

Lebensfreundliche Zonen um tote Sterne?
Bei der habitablen, also potenziell lebensfreundlichen Zone handelt es sich um jene Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet seinen Stern umkreisen muss, damit aufgrund milder Temperaturen flüssiges Wasser – und damit die Grundlage des uns bekannten Lebens – auf seiner Oberfläche existieren kann.

Das Ergebnis bestätigt beide Möglichkeiten und die Entdeckung dieser potenziellen Ähnlichkeit mit der Erde könnte die Suche nach Leben im Universum grundlegend verändern. „Weiße Zwerge sind einzigartig, weil ihre Temperatur unbeständig ist“, erklärte Whyte. „Da diese späten Sterne keinen Brennstoff mehr haben, verbringen sie den Rest ihres Lebens mit Abkühlung. Ihre Energieabgabe ist ungleichmäßig, und ihre habitablen Zonen verkleinern sich ständig.“

Im angewandten Modell simulierten die Forschenden einen erdähnlichen Planeten, der einen Weißen Zwerg umkreist und untersuchten so, wie sich die habitable Zone im Laufe der Zeit veränderte. Das Ergebnis zeigt, wie viel Energie der Planet von dem abkühlenden Stern erhielt. Whyte, Kolleginnen und Kollegen fanden heraus, dass der simulierte Planet während des simulierten 7 Milliarden Jahre währenden habitalen Zeitraums genügend Energie erhielt, um beide Prozesse zu unterstützen. Auch Weiße Zwerge können also potenziell geeignete Umgebungen für einige Planeten schaffen.

Hoffnung auf Entdeckung eines Planeten
Als Nächstes wollen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen nun, bestehende Weiße Zwerge in Sonnennähe mit dem James-Webb-Weltraumteleskop zu beobachten. Falls Whyte einen Weißen Zwerg findet, der mit seinem Modell übereinstimmt, wird nach einem Planeten in dessen Umlaufbahn suchen. Die durch diese Beobachtungen gesammelten Daten wird er nutzen, um sein Modell weiter anzupassen und vielversprechende Sternensysteme zu identifizieren.

Recherchequelle: Florida Institute of Technology

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Langlebige lebensfreundliche Zonen um Weiße Zwergsterne möglich:

Norman (USA) – Sog. Weiße Zwerge, die planetengroßen „kalten“ Reste ehemaliger sonnenähnlicher Sterne, galten lange Zeit als leblose Sternenleichen. Immer mehr Untersuchungen zeigen jedoch, dass es ganz anders sein könnte. Eine aktuelle Studie zeigt, dass zwischen 0,6 und 2,5 Prozent aller Weißen Zwerge in unserer kosmischen Nachbarschaft deutlich länger lebensfreundliche Bedingungen ermöglichen könnten, als bislang angenommen.


Künstlerische Darstellung des Anblicks der „Weißen Sonne“ am Himmel eines Felsplaneten um einen Weißen Zwerg (Illu.).
Copyright: Juri D.K. (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0

Wie das Team um Manuel Barrientos von der University of Oklahoma aktuell vorab via ArXiv.org berichtet, wären damit habitable Zonen, Abstandsregionen um den Stern, innerhalb derer lebensfreundliche Planeten existieren könnten, deutlich über den eigentlich Sternentod hinaus denkbar.

Normalerweise kühlen Weiße Zwerge nach ihrem „Tod“ stetig und vorhersehbar ab. Doch das Team um Barrientos fand heraus: Enthält ein Weißer Zwerg mindestens 2,5 Prozent Neon-22, setzt ein ungewöhnlicher Prozess ein: Beim Übergang des Sterninneren in den festen Zustand kristallisieren Kohlenstoff und Sauerstoff, während Neon-22 ungleichmäßig verteilt wird. Die Kristalle enthalten weniger Neon-22 als die flüssigen Schichten und sind dadurch leichter. Sie steigen nach oben, schmelzen und setzen dabei enorme Mengen an Gravitationsenergie frei – ein Prozess, der an eine kosmische „Lavalampe“ erinnert. Dieses „Destillieren“ kann den Abkühlungsprozess eines Weißen Zwergs um sage und schreibe bis zu 10 Milliarden Jahre verzögern.

Das Element Neon-22 selbst entsteht schon während der aktiven Lebensphase des Sterns: In der Heliumbrennphase verwandelt sich Stickstoff-14, das zuvor im sogenannten CNO-Zyklus gebildet wurde, in Neon-22. Sterne mit höherem Gehalt an Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff („Metallizität“) produzieren demnach besonders viel Neon-22 – und ihre Weißen Zwerge besitzen die besten Voraussetzungen für diesen Verzögerungseffekt.

Um ihre Hypothese zu testen, untersuchten die Forscher rund 4.000 Sterne aus dem Hypatia-Katalog, einer Datenbank hochauflösender Spektren von Sternen im Umkreis von 500 Parsec (1 Parsec = 3,3 Lichtjahre / 1 Lj = 9,46 Billionen Kilometer) um die Sonne. Mithilfe des Stellar-Evolutionscodes MESA berechneten sie, wie viel Neon-22 in den Weißen Zwerg-Überresten dieser Sterne entstehen würde.

Die Ergebnisse passen erstaunlich gut zu den Beobachtungen der ESA-Raumsonde „Gaia“. Diese hatte bereits eine merkwürdige Häufung von Weißen Zwergen im sogenannten „Q-Branch“ ihrer Helligkeits-Diagramme gezeigt. Rund 6 Prozent der massereichen Weißen Zwerge scheinen ihre Abkühlung über Milliarden Jahre pausiert zu haben – was die Forscher als „kosmischen Stau“ bezeichnen. Auch ihre Bewegungen liefern Hinweise: Sterne im Q-Branch sind deutlich schneller unterwegs, als es ihrem scheinbaren Alter entspricht – ein verräterisches Zeichen für den Abkühlungsstopp.

Besonders spannend: Die Verteilung dieser „destillierten“ Weißen Zwerge ist nicht zufällig. Laut Modellrechnungen treten sie häufiger im Zentrum der Milchstraße auf (bis zu 7,6 Prozent innerhalb von 2 Kiloparsec), während ihr Anteil in den äußeren Regionen stark abnimmt (nur etwa 1 Prozent im Bereich von 8 bis 10 Kiloparsec).

Die Erklärung dafür liegt in der Chemie der Galaxis: Sterne im inneren Bereich enthalten mehr schwere Elemente und produzieren daher auch mehr Neon-22. Das bedeutet, dass langlebige habitale Zonen um Weiße Zwerge vor allem im galaktischen Zentrum zu erwarten sind.

Für die Suche nach außerirdischem Leben ist diese Entdeckung von großer Tragweite. Weiße Zwerge mit Neon-Destillation können viel länger stabile Bedingungen für lebensfreundliche Zonen aufrechterhalten, als bislang angenommen. Zudem liegen diese Zonen weiter vom Stern entfernt, was die zerstörerischen Gezeitenkräfte auf mögliche Planeten deutlich verringert.

Weiße Zwerge, lange Zeit als „kosmische Endstation“ betrachtet, könnten sich also stattdessen als besonders stabile Brutstätten für Leben erweisen.

Recherchequelle: ArXiv.org

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