In einigen Milliarden Jahren, wenn der Sonne der Brennstoff ausgeht, wird sie auf das Hundertfache ihrer jetzigen Größe anschwellen und die Erde und die anderen inneren Planeten verschlingen. Ursprünglich dachten Astrophysiker, dies sei die häufigste Art und Weise, wie ein Stern seine Planeten verschlingt. Doch nun haben Astronomen, die mit dem James Web Space Telescope (JWST) der NASA arbeiten, ein neues Szenario entdeckt, wie das Leben eines Planeten enden kann: Der von ihnen beobachtete Himmelskörper ist tatsächlich in seinen Stern gestürzt - und das ist vielleicht gar kein so seltenes Phänomen. Die Experten berichten über ihre Beobachtungen in The Astrophysical Journal .
"Es ist ihnen gelungen, eine sehr überzeugende Geschichte zu entwerfen", sagt Adam Burgasser, Exoplanetenforscher an der Universität von Kalifornien, der nicht an der Untersuchung beteiligt war. "Es war wirklich nicht der Stern, der anschwoll, sondern der Planet, der mit ihm zusammenstieß."
Der 12.000 Lichtjahre entfernte Stern in der Milchstraße erregte erstmals im Jahr 2023 die Aufmerksamkeit der Forscher, als er plötzlich heller wurde. Diese ursprüngliche Beobachtung, die von der Zwicky Transient Facility des 1,2-Meter-Teleskops des Palomar-Observatoriums aufgezeichnet wurde, deutete darauf hin, dass der Stern während einer Endphase der Expansion, dem so genannten Roten-Riesen-Stadium, einen Planeten verschluckt hatte. Es war das erste Mal, dass Astronomen einen solchen Vorgang beobachtet hatten.
Als es dann möglich war, Vorschläge für Objekte zu machen, die mit dem viel stärkeren JWST beobachtet werden sollten, wussten dieselben Forscher, dass sie den Tatort erneut untersuchen mussten. "Wenn dies das erste direkt beobachtete planetarische Bedeckungsereignis war, welches bessere Ziel könnte es geben?", sagt Ryan Lau, Astronom am NOIRLab der National Science Foundation und Hauptautor der neuen Studie.
Doch die neuen Beobachtungen nahmen eine unerwartete Wendung: Die Helligkeit des Sterns zeigte, dass er zu jung war, um das Stadium eines Roten Riesen erreicht zu haben, was bedeutet, dass er sich nicht aufblasen konnte, um den Planeten zu verschlingen. Stattdessen glauben Lau und seine Kollegen nun, dass ein Planet von der Größe des Jupiters den Stern wahrscheinlich in einem ähnlichen Abstand umkreiste wie Merkur die Sonne. Im Laufe der Jahrmillionen näherte er sich dem Stern immer weiter an, und sein Bahnradius verringerte sich allmählich, bis die beiden Körper plötzlich miteinander verschmolzen. Durch die Kollision stieß der Stern seine äußeren Gasschichten aus, die sich schließlich zu einer kühlen Staubwolke abkühlten.
Die Forscher glauben, dass die lange Todesspirale des Planeten wahrscheinlich begann, weil die Anziehungskraft des Sterns den Planeten in ähnlicher Weise verformte, wie der Mond Gezeiten erzeugt für die Ozeane der Erde. Die ständige Wirkung dieser Gezeitenverformung verursacht Reibung im Inneren des Planeten, die ihm einen Teil seiner Bahnenergie entzieht und ihn immer näher an den Stern heranbringt. Schließlich erreicht der Planet die Atmosphäre des Sterns, wo er einen enormen Widerstand erfährt, bevor er auseinanderbricht und in den Stern stürzt.
Die neue Analyse ist vorerst vorläufig. "Wir wissen, dass wir das ursprüngliche Konzept, dass der Stern aufgebläht ist, ausschließen können, aber der Rest ist eher ein Indizienbeweis", sagt Lau. Bisher wurden JWST-Beobachtungen nur in einem schmalen Band des infraroten Lichts durchgeführt, fügt er hinzu. Durch die Nutzung der gesamten Beobachtungsbandbreite von JWST und die Betrachtung längerer Infrarot-Wellenlängen kann das Team mehr über die umgebenden Staubwolken erfahren, um die neue Theorie zu überprüfen, sagt er.
Burgasser fragt sich auch, wie sich diese Ergebnisse im Laufe der Zeit bewähren werden. Da dazwischenliegender Staub das Licht des Sterns blockieren kann, könnte der Stern schwächer erscheinen, als er tatsächlich ist, und sich als eine jüngere Version seiner selbst tarnen. Wahrscheinlich sind weitere Studien erforderlich, um diese Möglichkeit zu untersuchen. Sollten neue Beobachtungen die gemeldete Helligkeit bestätigen, würde dies die neue Erklärung tatsächlich unterstützen, so Burgasser.
Der Forscher fragt sich auch, wie oft Planeten auf diese Weise entstehen. Da das Vera C. Rubin-Observatorium in Chile noch in diesem Jahr mit seinen Beobachtungen beginnt, könnten die Astronomen bald über die höchstauflösenden Schnappschüsse des Kosmos verfügen, die jemals gemacht wurden. Burgasser glaubt, dass in nächster Zeit weitere Planeten gefunden werden könnten, die sich auf dem Weg zu einer ähnlichen Todesspirale befinden.
