Die Planeten um Neutronensterne bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, der sich unter Druck in Diamant verwandelt.
Wissenschaftler der Columbia University (USA) haben eine Erklärung für den mysteriösen und bisher ungeklärten Mechanismus der Planetenbildung in Neutronensternsystemen vorgeschlagen. Basierend auf ihrem Modell bestehen alle zuvor entdeckten Planeten in solchen Systemen hauptsächlich aus Diamanten. Ein Vorabdruck des entsprechenden Artikels ist auf der Website der Cornell University verfügbar.
Die Ära der Entdeckung von Exoplaneten vor einem Vierteljahrhundert begann mit Pulsarplaneten - Körpern, die Pulsare umkreisen (Neutronensterne mit einem Magnetfeld, das relativ zu ihrer Rotationsachse geneigt ist). Lange Zeit fanden Astronomen das Erscheinen von Körpern wie unserer Erde um Pulsare sehr seltsam. Tatsache ist, dass Neutronensterne nach Supernova-Explosionen auftreten. Solch ein mächtiges Ereignis sollte alle Planeten zerstören, die dem Stern zuvor zur Verfügung standen, oder sie über eine große Entfernung werfen, damit irdische Astronomen sie einfach nicht bemerken. Wie kommt es, dass bereits ganze Planetensysteme von Neutronensternen entdeckt wurden?
Forscher der Columbia University versuchten, diese Frage mit einem völlig unerwarteten Szenario zu beantworten. Sie modellierten die langfristigen Wechselwirkungen zwischen einem Neutronenstern und einem Weißen Zwerg. Sterne wie die Sonne am Ende ihres Lebens werden zu weißen Zwergen. Ihnen fehlt die Masse, um wie eine Supernova zu explodieren und einen Neutronenstern zu bilden. Heutzutage wird angenommen, dass die meisten Sterne im Universum in Bezug auf die Anzahl der Sterne in binären, dreifachen oder sogar größeren Systemen existieren sollten. In der Natur besteht daher eine signifikante Wahrscheinlichkeit für die zufällige Bildung eines Neutronenstern-Weiß-Zwerg-Paares. Sie waren ursprünglich ein Paar, das aus einem sonnenähnlichen Stern und einem massereicheren blau-weißen Stern bestand.
Die Modellierung hat gezeigt, dass in etwa einem Prozent der Fälle die Schwerkraft des Neutronensterns den Weißen Zwerg mit starken Gezeitenkräften allmählich zerstört. Unter Berücksichtigung der Fülle an Neutronensternen und weißen Zwergen reicht sogar ein Prozent aus, damit die Pulsarplaneten in unserer Galaxie ziemlich zahlreich sind.
Ein Neutronenstern ist sehr dicht - mit einer mit der Sonne vergleichbaren Masse hat er einen Durchmesser von nicht 1,4 Millionen Kilometern, sondern nur 20 bis 25 Kilometer, und daher ist die Schwerkraft eines solchen Körpers extrem stark. Da der Rand des weißen Zwergs, der ihm am nächsten liegt, größeren Gravitationseffekten ausgesetzt ist als sein entfernter "Rand", zerstört der Neutronenbegleiter in einigen Fällen den Zwerg und zerreißt ihn buchstäblich.
In diesem Fall bildet sich um den Neutronenstern aus der Materie des von ihm zerstörten Weißen Zwergs eine Scheibe. Da letzterer eine Art "Leiche" eines normalen Sterns ist, ist der gesamte Brennstoff für thermonukleare Reaktionen darin längst ausgebrannt. Daher gibt es keine Wasserstoff- und Lichtelemente. Der Zwerg wird von Kohlenstoff und Sauerstoff dominiert, der "Verschwendung" vergangener Kernreaktionen im Inneren des Sterns. In der Scheibe aus ihrer Substanz ist, wie durch Modellierung gezeigt, die Bildung ziemlich großer Planeten möglich. Aufgrund des Fehlens leichter Elemente sind sie keine Gasriesen. Aber solche Körper sind auch unserer Erde nicht ähnlich. Es gibt kein Wasser, wenig Eisen und Silikate. Aber unter der dünnen Planetenkruste wird Kohlenstoff sein. Aufgrund des enormen Drucks der äußeren Schichten wird es dort die Form von Diamant oder Lonsdaleit annehmen.
Da die Zusammensetzung solcher Planeten fast keine anderen Elemente enthält, wird das Gesamtgewicht der Diamanten in ihrer Zusammensetzung von den Autoren der Arbeit als ziemlich hoch eingeschätzt - bis zu 100 Oktillionen Karat (eines mit 29 Nullen). Die Atmosphäre eines solchen "Diamantplaneten", der mit Graphitkruste bedeckt ist, wird höchstwahrscheinlich nicht zu dick sein. Es besteht aus Kohlenmonoxid (CO) und Sauerstoff, die durch ionisierende Strahlung aus der Nähe des Neutronensterns aus Kohlenmonoxidmolekülen "herausgeschlagen" werden.
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Es sollte betont werden, dass die ionisierende Strahlung dort extrem stark sein wird. Ein erheblicher Teil der kosmischen Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, kam genau aus der Nähe entfernter Neutronensterne zu uns, deren Magnetfelder die Rolle eines Teilchenbeschleunigers spielen können - und viel stärker als der Large Hadron Collider. Die Strahlung auf dem Planeten in der Nähe des Neutronenpulsarsterns wird so sein, dass nicht nur Menschen, sondern auch die Elektronik, die sie haben, den lokalen Bedingungen auch nur für kurze Zeit nicht standhalten.
