Während Supernovae der dramatischste Tod von Sternen sind, werden 95% der Sterne ihr Leben viel ruhiger beenden, indem sie zuerst zu einem roten Riesen anschwellen (vielleicht ein paar Mal für ein gutes Maß), bevor sie ihre äußeren Schichten langsam in einen Planeten abgeben Nebel und verblassen wie ein weißer Zwerg. Dies ist das Schicksal unserer eigenen Sonne, die sich fast bis zur Umlaufbahn des Mars ausdehnen wird. Merkur, Venus und Erde werden vollständig verbraucht. Aber was wird mit den übrigen Planeten im System geschehen?
Während viele Geschichten darauf hingewiesen haben, dass die inneren Planeten unwirtlich werden, wenn der Stern die rote Riesenphase erreicht, noch bevor er die Erde verschluckt, während sich die bewohnbare Zone auf die äußeren Planeten ausdehnt, was die jetzt gefrorenen Monde des Jupiter möglicherweise zum idealen Strandurlaub macht . Diese Situationen berücksichtigen jedoch routinemäßig nur Planeten mit unveränderlichen Umlaufbahnen. Wenn der Stern an Masse verliert, ändern sich die Umlaufbahnen. Diejenigen, die sich in der Nähe befinden, werden aufgrund der erhöhten Dichte des freigesetzten Gases einen Widerstand erfahren. Diejenigen, die weiter draußen sind, werden verschont bleiben, aber Umlaufbahnen haben, die sich langsam ausdehnen, wenn das Masseninnere zu ihrer Umlaufbahn abgeworfen wird. Planeten mit unterschiedlichen Radien spüren die Kombination dieser Effekte auf unterschiedliche Weise, wodurch sich ihre Umlaufbahnen auf eine Weise ändern, die nicht miteinander in Beziehung steht.
Dieses allgemeine Aufrütteln des Orbitalsystems führt dazu, dass das System wieder dynamisch „jung“ wird und die Planeten so wandern und interagieren, wie sie es bei der ersten Bildung des Systems getan hätten. Die möglichen engen Wechselwirkungen können möglicherweise Planeten zusammenstürzen und sie aus dem System herausschleudern, um elliptische Bahnen oder schlimmer noch in den Stern selbst zu schleifen. Aber können Beweise für diese Planeten gefunden werden?
In einem kürzlich erschienenen Übersichtsartikel wird die Möglichkeit untersucht. Aufgrund der Konvektion im Weißen Zwerg werden schwere Elemente schnell in die unteren Schichten des Sterns gezogen, wodurch Spuren anderer Elemente als Wasserstoff und Helium in den Spektren entfernt werden. Sollten schwere Elemente nachgewiesen werden, wäre dies ein Hinweis auf eine anhaltende Akkretion entweder aus dem interstellaren Medium oder aus einer Quelle zirkumstellaren Materials. Der Autor der Rezension listet zwei frühe Beispiele für weiße Zwerge mit in dieser Hinsicht verschmutzten Atmosphären auf: van Maanen 2 und G29-38. Die Spektren beider zeigen starke Absorptionslinien aufgrund von Kalzium, während bei letzterem auch eine Staubscheibe um den Stern herum nachgewiesen wurde.
Aber ist diese Staubscheibe ein Überrest eines Planeten? Nicht unbedingt. Obwohl es sich bei dem Material um größere Objekte wie Asteroiden handeln könnte, würden Körner mit kleinerer Staubgröße aufgrund des Strahlungsdrucks des Sterns während der Lebensdauer der Hauptsequenz aus dem Sonnensystem gespült. Ähnlich wie bei Planeten würden die Umlaufbahnen der Asteroiden gestört, und jeder Pass, der zu nahe am Stern vorbeizieht, könnte gezeitenweise auseinandergerissen werden und den Stern ebenfalls verschmutzen, wenn auch in einem viel kleineren Maßstab als ein verdauter Planet. In diesem Sinne ist auch die potenzielle Störung einer potenziellen Oort-Wolke. Einige Schätzungen haben vorausgesagt, dass sich die Umlaufbahn eines Planeten ähnlich wie Jupiter tausendfach ausdehnen könnte, was wahrscheinlich auch viele in den Stern zerstreuen würde.
Der Schlüssel zum Aussortieren dieser Quellen könnte wiederum in der Spektroskopie liegen. Während Asteroiden und Kometen sicherlich zur Verschmutzung des Weißen Zwergs beitragen könnten, wäre die Stärke der Spektrallinien ein indirekter Indikator für die gemittelte Absorptionsrate und sollte für Planeten höher sein. Zusätzlich kann das Verhältnis verschiedener Elemente dazu beitragen, zu beschränken, wo sich der verbrauchte Körper im System gebildet hat. Obwohl Astronomen zahlreiche gasförmige Planeten in engen Umlaufbahnen um ihre Wirtssterne gefunden haben, wird vermutet, dass sich diese weiter draußen gebildet haben, wo die Temperaturen es dem Gas ermöglichen würden, zu kondensieren, bevor es weggefegt wird. Näher gebildete Objekte wären wahrscheinlich felsiger und wenn sie verbraucht würden, würde sich ihr Beitrag zu den Spektren in Richtung schwererer Elemente verschieben.
Mit dem Start der Spitzer Teleskop, Staubscheiben, die auf Wechselwirkungen hinweisen, wurden um zahlreiche weiße Zwerge gefunden, und verbesserte spektrale Beobachtungen haben gezeigt, dass eine signifikante Anzahl von Systemen verschmutzt zu sein scheint. "Wenn man alle metallverschmutzten weißen Zwerge felsigen Trümmern zuschreibt, dann beträgt der Anteil der terrestrischen Planetensysteme, die die Evolution nach der Hauptsequenz (zumindest teilweise) überleben, 20% bis 30%." Unter Berücksichtigung anderer Verschmutzungsquellen sinkt die Zahl jedoch auf einige Prozent. Mit fortschreitender Beobachtung werden Astronomen hoffentlich mehr Planeten um Sterne zwischen der Hauptsequenz und der Region der Weißen Zwerge entdecken, um diese Phase der planetaren Evolution besser erforschen zu können.
