Trümmerscheiben kommen im Universum recht häufig vor. Junge Sterne haben protoplanetare Scheiben, aus denen sich Planeten bilden. Schwarze Löcher haben Akkretionsscheiben, die die Quelle der galaktischen Jets sind. Supernova-Überreste können eine Scheibe um Neutronensterne bilden. Was ist also mit Weißen Zwergen?
Man könnte meinen, dass Trümmerscheiben von Weißen Zwergen häufig vorkommen. Schließlich explodieren Neutronensterne mit enormer Wucht und werfen die meisten äußeren Schichten eines Sterns ab, während Weiße Zwerge die Überreste roter Riesensterne sind, die anschwellen und planetarische Nebel bilden. Wenn Neutronensterne genügend Material festhalten können, um eine Trümmerscheibe zu bilden, kann dies sicherlich auch ein Weißer Zwerg tun. Und es stellt sich heraus, dass einige Weiße Zwerge tatsächlich eine Trümmerscheibe zu haben scheinen. Einige Prozent der Weißen Zwerge haben Infrarotemissionen, was auf etwas umgebendes Material hinweist.
Angesichts der Oberflächentemperaturen und der Leuchtkraft von Weißen Zwergen kann es schwierig sein, ihre Trümmerscheiben im Detail zu untersuchen. Daher wissen wir nicht viel über die Zusammensetzung und Entstehung dieser Scheiben. Doch das beginnt sich zu ändern, dank neuer Beobachtungen einer Trümmerscheibe eines Weißen Zwergs mit dem James Webb Space Telescope (JWST). Die Details wurden auf dem Preprint-Server veröffentlicht arXiv.
Die Beobachtungen beziehen sich auf einen Stern namens WD 0145+234. Im Jahr 2018 kam es zu einem Infrarotausbruch, der auf die Fragmentierung eines Asteroiden oder Kometen schließen ließ, der den Stern umkreiste. Dies steht im Einklang mit der Vorstellung, dass Akkretionsscheiben von Weißen Zwergen aus den Überresten ihrer Sternsysteme, wie Planeten und Asteroiden, entstehen. Die neuen JWST-Beobachtungen bestätigen das Vorhandensein der Scheibe und die Annahme, dass sie durch Kollisionen von Körpern entstehen, die den Stern umkreisen.
Spektralbeobachtungen zeigen insbesondere das Vorhandensein von Silikatkörnern, bei denen es sich um Kollisionsreste handelt. In der Umgebung des Weißen Zwergs wurden bereits Silikate nachgewiesen, doch diese Beobachtungen deuten auch auf das Vorhandensein von Karbonaten hin, was besonders interessant ist. Das Ergebnis muss durch zusätzliche Beobachtungen bestätigt werden, aber wenn es wahr ist, deutet es darauf hin, dass Kollisionen größerer Körper zur Entstehung der Scheibe beigetragen haben.
Karbonate entstehen durch Wechselwirkung mit flüssigem Wasser, sie müssen sich also in Körpern gebildet haben, die groß genug sind, um Wassereis zu schmelzen. Zumindest einen Durchmesser von mehreren zehn Kilometern. Körper des Sonnensystems enthalten oft Karbonate, und da die Sonne irgendwann zu einem Weißen Zwerg wird, deutet dies darauf hin, dass Trümmerscheiben von Weißen Zwergen das Ergebnis ähnlicher Planetensysteme sind.
Das Team analysiert die Daten weiterhin, um herauszufinden, welche Beobachtungen in Zukunft am nützlichsten sein könnten.
Mehr Informationen:
Andrew Swan et al., Die erste vom JWST beobachtete Trümmerscheibe eines Weißen Zwergs, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2310.09355