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Röntgensignal aus dem Helixnebel enträtselt

Der Helixnebel wird wegen seiner auffallenden Form auch als «Auge Gottes» bezeichnet.
Der Helixnebel ist ein Planetarischer Nebel, der sich in etwa 650 Lichtjahren Entfernung befindet. Wegen seiner auffallenden Form wird er auch «Auge Gottes» genannt.Bild: NASA/JPL-Caltech/ J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA)

Rätselhaftes Röntgensignal aus dem Helixnebel stammt von sterbendem Planeten

17.03.2025, 19:5017.03.2025, 19:50
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Seit Jahrzehnten kommt aus dem Zentrum des Helixnebels ein starkes Röntgensignal, das ab etwa 1980 von verschiedenen Röntgenteleskopen registriert worden ist. Der Helixnebel, auch «NGC 7293» oder «Auge Gottes» genannt, ist ein Planetarischer Nebel im Sternbild Wassermann und rund 650 Lichtjahre von der Erde entfernt. Solche Planetarische Nebel sind Überbleibsel eines sterbenden Sterns. Sie bestehen aus Gas und Plasma, die vom alten Stern am Ende seiner Entwicklung abgestossen wurden; der Stern bleibt als extrem dichter Weisser Zwerg bestehen. Der Weisse Zwerg im Zentrum des Helixnebels trägt die Bezeichnung WD 2226-210.

A white dwarf in the Helix Nebula may have destroyed a planet, explaining decades of unexplained X-rays. Astronomers believe the planet drifted too close, was torn apart, and its debris now fuels the  ...
Der Weisse Zwerg WD 2226-210 befindet sich im Zentrum des Helixnebels. Bild: NASA/ESA/JPL/CXC/SAO/Univ Mexico/S. Estrada-Dorado et al.

Hochenergetische Röntgenstrahlung

Die hochenergetische Röntgenstrahlung, die von diesem Weissen Zwerg ausgeht, stellte die Astronomen vor ein Rätsel; normalerweise geben diese Sterne keine starken Röntgenstrahlungen ab. Nun haben jedoch neue Beobachtungen mit den Röntgenteleskopen Chandra und XMM-Newton dazu beigetragen, das Rätsel zu lösen. Die Ergebnisse sind in einer Studie im Fachjournal «The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» veröffentlicht worden.

Hauptautor Sandino Estrada-Dorado von der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko erklärt: «Wir denken, dass dieses Röntgensignal von planetarischen Trümmern stammen könnte, die auf den Weissen Zwerg gezogen wurden, wie das Totengeläut eines Planeten, der von dem Weissen Zwerg im Helixnebel zerstört wurde». Damit sei vielleicht endlich die Ursache für ein Rätsel gefunden worden, das seit mehr als 40 Jahren besteht.

Weisser Zwerg
Weisse Zwerge entstehen, wenn ein Stern mit einer ähnlichen Masse wie unsere Sonne seinen gesamten Brennstoff verbraucht hat. Nach und nach beginnt er, seine äusseren Schichten abzustossen, wobei ein kleiner, aber heisser Kern zurückbleibt. Die vom Kern abgestrahlte Energie ionisiert die verbleibenden Gase, die der Stern ausgestossen hat; diese bilden mit der Zeit eine riesige glühende Wolke, einen Planetarischen Nebel.
Weisse Zwerge sind klein, aber sehr kompakt; ihr Radius beträgt lediglich 1 bis 2 Erdradien, doch sie haben die Masse eines Sterns. Ihre Oberflächentemperatur ist hoch, die Leuchtkraft ist dennoch gering, weil die Oberfläche eines Weissen Zwergs klein ist.

Gasriesen in extrem naher Umlaufbahn

Zuvor hatten die Astronomen bereits festgestellt, dass ein Planet von der Grösse des Neptuns den Weissen Zwerg sehr eng umkreist – für einen Umlauf benötigt er weniger als drei Tage. Die neuen Erkenntnisse deuten nun darauf hin, dass ein Jupiter-grosser Planet den Weissen Zwerg noch enger umkreiste. Er könnte sich zuerst in beträchtlicher Entfernung vom Stern befunden haben, wäre dann aber durch die Wechselwirkung mit der Gravitation anderer Planeten im System immer weiter nach innen gewandert, bis er schliesslich von der Schwerkraft des Weissen Zwergs zerrissen wurde.

This artist’s impression shows a planet (left) that has approached too close to a white dwarf (right) and been torn apart by tidal forces from the star. The white dwarf is in the center of a planetary ...
Diese künstlerische Darstellung zeigt einen Planeten (l.), der sich einem Weissen Zwerg zu sehr genähert hat und von den Gezeitenkräften des Sterns zerrissen wurde. Der Weisse Zwerg befindet sich im Zentrum eines Planetarischen Nebels, der durch das blaue Gas im Hintergrund dargestellt wird. Der Planet ist Teil eines Planetensystems, zu dem ein Planet oben links und ein weiterer unten rechts gehören. Bild: CXC/SAO/M.Weiss

Die beobachtete starke Röntgenstrahlung entsteht, wenn die Trümmer des Planeten auf die Oberfläche des Weissen Zwergs fallen und so erhitzt werden, dass sie Energie im Röntgenbereich abstrahlen. Studien-Co-Autor Martin Guerrero vom Institut für Astrophysik in Andalusien stellt fest, dass dies – sollte es bestätigt werden – die erste Beobachtung eines Planeten wäre, der in einem Planetarischen Nebel zerstört wurde.

Die Beobachtungen mit verschiedenen Röntgenteleskopen zeigten, dass das Röntgensignal zwischen 1992 und 2002 relativ konstant blieb. Allerdings war etwa alle 2,9 Stunden eine regelmässige, aber sehr geringe Veränderung festzustellen. Dies deutet darauf hin, dass die Überreste des Planeten sich sehr nah am Weissen Zwerg befinden.

Bisher sind zwei weitere Weisse Zwerge mit ähnlichem Röntgenverhalten bekannt, sie befinden sich jedoch nicht in Planetarischen Nebeln. Jesús Toala, ein weiterer Mitautor, betont die Bedeutung der neuen Erkenntnisse: «Es ist wichtig, mehr von diesen Systemen zu finden, denn sie können uns etwas über das Überleben oder die Zerstörung von Planeten um Sterne wie die Sonne lehren, wenn sie in ein hohes Alter kommen.»

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