Detaillierter Blick auf die Staubscheibe
von Stefan Deiters astronews.com
24. Februar 2015
Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble haben
Astronomen die bislang beste Aufnahme der Scheibe aus Staub und Gas um den
jungen Stern Beta Pictoris gemacht. Um Beta Pictoris kreist auch ein Planet, so
dass solche Beobachtungen neue Hinweise darauf liefern könnten, wie Planeten
entstehen und Staubscheiben beeinflussen.
Die Staubscheibe um Beta Pictoris im
sichtbaren Bereich des Lichts - oben im Jahr
1997, unten 2012. Der Stern selbst in der Mitte
und dessen unmittelbare Umgebung wurden
ausgeblendet.
Bild: NASA, ESA sowie D. Apai und G.
Schneider (University of Arizona) [Großansicht]
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Der Stern Beta Pictoris ist für Astronomen kein Unbekannter: Die rund 63
Lichtjahre von der Erde entfernte Sonne im Sternbild Maler war der erste junge Stern
überhaupt, um den man eine Scheibe aus Gas und Staub entdeckt hatte. Von
der Erde aus blicken wir direkt auf die Kante dieser Scheibe, was die
Beobachtung deutlich vereinfacht. Außerdem scheint die Scheibe einen sehr hohen
Anteil an Staub aufzuweisen, der das Licht des Sterns streut und die Scheibe
dadurch heller erscheinen lässt.
Seit Entdeckung der Staubscheibe haben Astronomen Beta Pictoris immer wieder
anvisiert, gelten doch solche Scheiben als Geburtsstätten von Planeten (astronews.com
berichtete wiederholt). Und
tatsächlich war es 2009 mit dem Very Large Telescope der europäischen
Südsternwarte ESO gelungen, im Infraroten einen massereichen Gasplaneten um Beta
Pictoris aufzuspüren. Er umkreist den Stern alle 18 bis 20 Jahre in einer
Entfernung von etwa 1,4 Milliarden Kilometern.
Das neue, jetzt vorgestellte Hubble-Bild zeigt die Staubscheibe von
Beta Pictoris bis in eine Entfernung von etwa einer Milliarde Kilometern vom
Stern. Dies entspricht sechs bis sieben Astronomischen Einheiten und wäre in
unserem Sonnensystem noch innerhalb der Bahn des Saturn. Der Stern selbst und
der innerste Teil des Systems ist durch eine Blende verdeckt. Das gesamte Bild zeigt
einen Bereich von mehreren Hundert Astronomischen Einheiten.
"Einige Computersimulationen sagen eine komplizierte Struktur für die innere
Scheibe durch die gravitative Anziehungskraft des Gasriesen voraus", erläutert
Dániel Apai von der University of Arizona in Tucson. "Die neuen Aufnahmen zeigen
diese innere Scheibe und bestätigen die vorhergesagten Strukturen. Die Daten
zeigen damit die Gültigkeit von Modellen, die uns dabei helfen könnten,
extrasolare Planeten auch in anderen Scheiben aufzuspüren." Eine der Vorhersagen ist
beispielsweise, dass die Scheibe im inneren Bereich etwas
"verbogen" ist.
Der Vergleich der jetzt vorgestellten Bilder im sichtbaren Bereich des Lichts, die auf Daten aus
dem Jahr 2012 beruhen, mit Aufnahmen aus dem Jahr 1997 zeigen, dass sich die
Verteilung des Staubs in der Scheibe über einen Zeitraum von 15 Jahren praktisch
nicht geändert hat. Das deutet auf eine sehr gleichmäßige Struktur der Scheibe
hin, da sich diese ja schließlich auch um den Stern dreht.
Obwohl mit Hubble inzwischen mehr als zwei Dutzend solcher Scheiben
aus Staub und Gas um junge Sterne beobachtet wurden, ist die Scheibe um Beta Pictoris
für die Wissenschaftler noch immer das erste und beste Beispiel für das Aussehen eines
jungen Planetensystems. Allerdings haben Astronomen inzwischen gelernt, dass
solche Scheiben in Bezug auf ihre Struktur und ihren Staubgehalt sehr
verschieden sein können.
"Beta Pictoris gilt zwar als Prototyp für eine solche Scheibe, ist aber
eventuell nicht unbedingt das beste Lehrbuchbeispiel", so Glenn Schneider von
der University of Arizona. So sei die Scheibe ungewöhnlich staubig, was
beispielsweise durch Kollisionen von planetengroßen Objekten oder Asteroiden in
der Scheibe vor nicht allzu langer Zeit zu erklären wäre. Für solche Kollisionen würden auch gewisse
Strukturen in der Scheibe sprechen.
Über die aktuellen Untersuchungen berichten die Wissenschaftler in einem
Fachartikel, der jetzt in der Zeitschrift The Astrophysical Journal
erschienen ist.
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