Ein Planet aus Diamant?

Astronomen, die einen Millisekundenpulsar beobachten – einen kleinen toten Stern, der sich mit extrem hoher Geschwindigkeit dreht – haben einen dichten Begleiter gefunden, der ihn umkreist, von dem sie glauben, dass es sich um einen Planeten aus Diamant handelt. Dieser dichte Edelstein ist wahrscheinlich alles, was von einem einst massiven Stern übrig geblieben ist, dessen Materie möglicherweise zum Pulsar abgesaugt wurde. Obwohl selten, stimmt der „Diamantplanet“ mit der aktuellen Theorie über die Entstehung bestimmter Doppelsternsysteme überein.


Der Pulsar und sein Planet sind Teil der flachen Ebene unserer Milchstraße und liegen 4.000 Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Schlangen (Schlange).

Künstlerische Illustration des Pulsars und seines umkreisenden Planeten. Die blaue Linie repräsentiert Radiowellen und der goldene Kreis repräsentiert den Umfang unserer Sonne. Bildquelle: Swinburne Astronomy Productions


Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Matthew Bailes von der Swinburne University of Technology in Melbourne, Australien, entdeckte erstmals den ungewöhnlichen Pulsar – PSR J1719-1438 – mit dem Radioteleskop Parkes in Australien. Sie verfolgten ihre Entdeckung mit dem Radioteleskop Lovell in Großbritannien und einem der Keck-Teleskope auf Hawaii.

Wenn sich Pulsare drehen, senden sie einen Strahl von Radiowellen aus. Wenn der Radiostrahl wiederholt über die Erde streicht, können Radioteleskope ein regelmäßiges Pulsmuster erkennen, ähnlich dem pulsierenden Licht eines Leuchtturms.

Beim Betrachten von PSR J1719-1438 stellten die Astronomen fest, dass die Ankunftszeiten der Impulse systematisch moduliert wurden. Sie führten die Modulationen der Anziehungskraft eines kleinen Begleitplaneten zu, der den Pulsar in einem Doppelsternsystem umkreist.

Parkes Radioteleskop. Bildquelle: David McClenaghan, CSIRO




Die Modulationen in den Radiopulsen sagen Astronomen mehrere Dinge über den hypothetischen Diamantplaneten von PSR J1719-1438.

Erstens umkreist es den Pulsar in nur zwei Stunden und zehn Minuten, und die Entfernung zwischen den beiden Objekten beträgt 372.823 Meilen (600.000 km) – etwas weniger als der Radius unserer Sonne.

Zweitens muss der Begleiter einen Durchmesser von weniger als 55.000 km haben – das ist etwa das Fünffache des Erddurchmessers. Der Planet ist dem Pulsar so nahe, dass er, wenn er größer wäre, von der Schwerkraft des Pulsars auseinandergerissen würde.

Aber trotz seiner geringen Größe hat der Planet etwas mehr Masse als Jupiter. Laut Bailes liefert die hohe Dichte des Planeten einen Hinweis auf seinen Ursprung.


Ein Stern ist zerrissen

Astronomen glauben, dass es der Begleiter ist, der in seiner Sternform einen alten, toten Pulsar in einen Millisekundenpulsar verwandelt, indem er Materie überträgt und ihn auf eine sehr hohe Geschwindigkeit dreht. Pulsar J1719-1438 dreht sich mehr als 10.000 Mal pro Minute und hat eine etwa 1,4-fache Masse unserer Sonne, hat aber nur einen Durchmesser von 20 km. Ungefähr 70 Prozent der Millisekunden-Pulsare haben irgendwelche Gefährten.

Pulsar J1719-1438 und sein Begleiter liegen so nah beieinander, dass der Begleiter nur ein sehr reduzierter sein kannweißer Zwerg, einer, der seine äußeren Schichten und über 99,9 Prozent seiner ursprünglichen Masse verloren hat.

Der Forscher Michael Keith sagte:


Dieser Rest besteht wahrscheinlich größtenteils aus Kohlenstoff und Sauerstoff, da ein Stern aus leichteren Elementen wie Wasserstoff und Helium zu groß wäre, um in die gemessene Umlaufbahn zu passen.

Diese Dichte bedeutet, dass das Material mit Sicherheit kristallin ist – das heißt, ein großer Teil des Sterns kann einem Diamanten ähneln.

Teammitglied Benjamin Stappers von der University of Manchester sagte:

Das endgültige Schicksal des Doppelsterns wird durch die Masse und die Umlaufzeit des Donorsterns zum Zeitpunkt des Massentransfers bestimmt. Die Seltenheit von Millisekundenpulsaren mit Planetenmassenbegleitern bedeutet, dass die Herstellung solcher exotischer Planeten eher die Ausnahme als die Regel ist und besondere Umstände erfordert.

Ergebnisseder Diamond Planet Study erscheinen in der Online-Ausgabe des Journals vom 25. August 2011Wissenschaft.

Fazit: Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Matthew Bailes von der Swinburne University of Technology in Melbourne, Australien, entdeckte mit dem Radioteleskop Parkes in Australien einen ungewöhnlichen Pulsar – PSR J1719-1438 – und entdeckte später einen Begleitplaneten, der wahrscheinlich aus Diamant. Die Ergebnisse ihrer Recherchen erscheinen in der Ausgabe vom 25. August 2011 vonWissenschaft.

Gibt es einen Pulsar im Zentrum unserer Galaxie?

Maura McLaughlin über Pulsarpaar, das die Einstein-Theorie bestätigt

Spica ist ein wirbelnder Doppelstern