Wochenendrebell

Weltverbesserung | Wissenschaft | Autismus | Groundhopping Podcast

Wednesday, April 8, 2020

PSR J1719-1438b: Der seltsamste Planet der Galaxis

20.Dezember, PSR J1719-1438b

Noch vor 30 Jahren galt die Frage nach Planeten, die andere Sterne umkreisen als philosophisch, fast esoterisch. Man hielt unser Sonnensystem für etwas Besonderes, für den einzigen Ort im ganzen Universum, an dem es Planeten, flüssiges Wasser und Leben gibt. Doch seitdem 1992 die ersten Exoplaneten entdeckt wurden, haben wir Tausende weitere in der gesamten Galaxis gefunden.

Und heute wissen wir: Planeten sind überall. Einige davon sind verrückter und seltsamer, als man es sich je erträumen ließ: Riesige Gesteinsplaneten von hunderte Kilometer tiefen Ozeanen bedeckt, Gasplaneten mit vielen Jupitermassen, die einen heißen Schweif aus Gasen hinter sich herziehen, Planeten um Pulsare und Neutronensterne, einsame Wanderer, die ohne Stern durch die Galaxis ziehen und vieles mehr haben Wissenschaftler entdeckt.

Doch in Wahrheit sind sie auf der Suche nach dem heiligen Gral der Astronomie: Einer zweiten Erde. Zur Weihnachtszeit habe ich einen Adventskalender erstellt, der 24 dieser fremden Welten vorstellt. Viel Spaß und eine besinnliche Zeit.

Name: PSR J1719-1438b

Zentralstern: PSR J1719-1438

Entfernung zur Erde: 4.000 Lichtjahre

Masse: 1,02 Jupitermassen

Orbit um Zentralstern: 2 Stunden, 10 Minuten und 37,0237 Sekunden

Besonderheiten: Entstand aus weißem Zwerg, umkreist Millisekunden-Pulsar, Diamantkern

Stellarer Kannibalismus

Als Astronom kann einen wenig mehr beeindrucken. Wir kennen sowohl die größten Distanzen, als auch die kleinsten Elementarteilchen, wir kennen Sterne, bei denen ein Teelöffel Materie so viel wie ein Berg wiegt, Objekte, die den Raum in sich selbst krümmen und Planeten, die dunkler als Kohle und viele tausend Grad Celsius heiß sind. Doch die Geschichte von PSR J1719-1438 toppt das alles. Meiner Meinung nach ist er der verrückteste Planet, den wir kennen.

Superschnelle Strahlenschleuder

Nichts im Universum währt ewig. Zwar hielt man das Universum lange für statisch und unveränderlich, doch Tycho Brahe bewies mit der Entdeckung der ersten Supernova, dass sogar Sterne sterben – auch wenn er den Ursprung nie deuten konnte. Auch Sterne haben jedoch Leichen und diese sind überraschend lebendig.

Da gibt es zum Beispiel die Neutronensterne, das sind die Leichen von Sternen, die deutlich massereicher sind als die Sonne. Sie sind umgeben von bunten Nebeln und so dicht, dass die Elektronen dort in die Atomkerne stürzen und ungeladene Neutronen bilden – daher Neutronenstern.

Ein Teelöffel solcher Neutronenmaterie hat mehr Masse als der Mount Everest, die Materie ist eigentlich so dicht wie sie nur sein kann, wäre sie etwas dichter, würde sie zu einem Schwarzen Loch kollabieren. Durch diese Dichte wird der Neutronenstern stabil gehalten, es entsteht ein sogenannter Fermi-Druck.

Laut der Quantenmechanik können maximal zwei Neutronen denselben Energiezustand belegen. Ihr könnt euch das vorstellen wie eine Leiter und jede Sprosse stellt einen Energiezustand da, auf den maximal zwei Neutronen passen.

Je geringer das Volumen des Sterns ist, desto größer ist der Abstand zwischen zwei Sprossen, doch die unteren Sprossen sind alle besetzt. Komprimiert man den Stern also und der Abstand zwischen den Sprossen wächst, muss der Leiter Energie zugeführt werden, was zu dem nach Außen gerichteten Fermi-Druck führt, der einen Neutronenstern stabil hält.

Aus dieser Dichte resultiert eine gigantische Gravitationskraft, auf der Oberfläche eines Neutronensterns würde ein hypothetischer Beobachter 60 Millionen g spüren. Zum Vergleich: Beim Schaukeln spürt man maximal 2,5 g, beim Wiedereintritt einer Raumkapsel 7,2 g und die höchste je überlebte g-Kraft liegt bei 180 g. Naja, ich will aber auch gar nicht so viel über Neutronensterne schreiben, es geht mir vor allem darum, klar zu machen, dass diese Sterne an sich schon sehr skurrile Objekte sind.

Genauso wie weiße Zwerge, das sind die ebenfalls Sternleichen, allerdings nicht ganz so schwere und nicht ganz so dichte, sie entstehen aus sonnenähnlichen Sternen. Auch sie werden durch den Fermi-Druck stabil gehalten und sind oft von bunten Nebeln umgeben. Nun kann man sich recht wenig vorstellen, was einen so extremen Körper wie einen Neutronenstern ins Wanken bringen kann, außer ein so extremer Körper wie ein weißer Zwerg. Genau das passierte im Sternsystem PSR J1719-1438.

Wenn aus Sternen Planeten werden…

Vor fünf Milliarden Jahren in 4.000 Lichtjahre Entfernung: Zwei Sterne umkreisen sich in extrem geringen Abstand, einer von der Masse der Sonne, einer etwas größer. Mit der Zeit blähte der größere Stern auf und stieß eine Hüllen in einer Supernova ab, es entstand ein Pulsar. Der kleinere Stern wurde zu einem Roten Riesen. Irgendwann explodierte auch er und übrig blieb ein weißer Zwerg. Der Neutronenstern und der weiße Zwerg umkreisten sich in großer Nähe, etwa dem 1,5-fachen Erde-Mond-Abstand. Durch seine enorme Graviationskraft entzog der Pulsar dem weißen Zwerg Masse.

Dieser stellare Kannibalismus ist im All recht verbreitet, denn die meisten Sterne sind Doppelsterne und die meisten Doppelsterne bestehen aus Komponenten mit unterschiedlicher Masse und somit unterschiedlicher Lebensdauer. Doch die wenigsten Doppelsysteme sind so kompakt. Im Fall von PSR J1719-1438b blieb nichts übrig als der Kern des weißen Zwergs, der fast nur aus Kohlenstoff und Sauerstoff besteht.

Ölquellen und Diamantkern

Einem Beobachter auf seiner Oberfläche dürfte sich ein seltsames Bild bieten: Gebirge aus Diamant umgeben von Ozeanen aus Öl, ein bläulich schimmernder Untergrund, eine Atmosphäre, die an die Luft im Berufsverkehr von Los Angeles erinnert. Die Dichte des Himmelskörpers ist mindestens so hoch wie die des Elements Platin.

Es mag verrückt klingen, doch selbst die Existenz von einfachem Leben auf solchen Himmelskörper ist nicht grundsätzlich auszuschließen. Die Bausteine des Lebens, etwa Kohlenstoff und Sauerstoff, sind dort massig vorhanden, womöglich gibt es Vorstufen von Leben in den Ölmeeren, die einen entgegengesetzten Stoffwechsel haben, also selbst vor allem aus Sauerstoff bestehen, den sie in die Kohlenstoffamtosphäre veratmen. Lediglich die enorme Strahlenbelastung durch den Pulsar könnte ein ernsthaftes Problem sein.

Planet oder Stern?

Nun, ist PSR J1719-1438b wirklich ein echter Planet oder doch eher ein weißer Zwerg? Darüber kann man sich streiten, doch im Grunde genommen ist das menschlicher Kategorisierungswahn und hat mit der Natur nicht viel zutun.

Tatsächlich könnte dieses seltsame System gar nicht so einzigartig sein, es ist sogar der Prototyp einer neuen Klasse von Pulsaren, den sogenannten Schwarzen Witwen, in Anlehnung an die Spinnenart, die ihre Partner verspeist.

Es muss allerdings kein weißer Zwerg sein, der dem Pulsar zum Opfer fällt, es können auch Rote Zwerge oder ganz andere Sterne sein. Sie sind aber auch eine einmalige Chance für die Forschung, denn der durch den Begleiter verursachte Nebel kann das Radiosignal des Pulsars extrem verstärken.

Dies ermöglicht die Verortung von Radioquellen mit einer unglaublichen Genauigkeit von 10 Kilometern auf 6.500 Lichtjahren. Das entspricht der scheinbaren Dicke eines menschlichen Haares auf dem Mars von der Erde aus beobachtet. Bis heute stellt diese Auflösung einen Rekord in der Astronomie auf und dieser wird wohl auch noch lange stehen.

Wie wir sehen, ob man ihn nun “Weißer Zwerg”, “Kohliger weißer Zwerg ultraniedriger Masse”, “Objekt planetarer Masse”, “Kohlenstoffplanet” oder sonst irgendwie nennt, ist eigentlich egal, die verrückte Geschichte des seltsamsten Planeten der Galaxis spricht für sich.

Show More

1 Comment

  • stella1951@hotmail.de
    stella1951@hotmail.de

    Ich bin tief beeindruckt Jason.

    Antworten

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.