Metallreiche Gasscheiben um einzelnstehende Weiße Zwerge

Abstract

In den vergangenen Jahren wurden erstmals Hinweise auf Planetensysteme um Weiße Zwerge gefunden. Diese staubhaltigen Scheiben in der unmittelbaren Nähe zu Objekten in der finalen Phase der Sternentwicklung bilden eine mögliche Zukunft des Sonnensystems ab. Die Untersuchung dieser Systeme erfolgt normalerweise über das detailarme Infrarotsignal des kalten Staubs oder indirekt über die durch Akkretion verunreinigte Atmosphäre des Weißen Zwerges.

In der vorliegenden Arbeit wurden die in einigen Fällen zusätzlich um diese einzelnstehenden Weißen Zwerge vorhandenen, gashaltigen Scheiben untersucht. Mittels eines Berechnungsgitters aus NLTE-Modellen konnten die Auswirkungen unterschiedlicher chemischer Häufigkeitsverteilungen, Temperatur- und Dichteprofile, sowie verschiedener geometrischer und dynamischer Parameter auf das Spektrum der Gasscheiben analysiert werden. Die im Anschluss für mehrere Beobachtungsdaten erfolgten Anpassungen der Modelle an die Emissionslinien des Scheibengases bestätigen die Theorie, dass die Scheiben aus gravitativ zerstörten Planetesimalen entstanden sind und stellen erstmals einen direkten Zugang zur Zusammensetzung und Physik des exoplanetaren Materials dar.

In recent years, first evidence for planetary systems around white dwarfs has been found. Such dust disks in close vicinity to an object in the final stage of stellar evolution represent a possible future of the Solar System. Usually these systems are investigated by means of the almost featureless infrared signal of the cold dust or, indirectly, via the atmosphere of the white dwarf, which is contaminated by the accreted material.

In this work, the sometimes coexisting gaseous disks around the single white dwarfs were studied. Using a calculated grid of NLTE-models the impact of different chemical abundance patterns, temperature and density profiles, as well as several geometrical and dynamical parameters on the gas disks' spectrum have been analyzed. Fitting the models to describe the emission lines of the gas in observational data confirms the theory that the disks originate from tidally destroyed planetesimals and grants the first direct approach to the composition and physics of the exoplanetary material.