Ein junges Sonnensystem untersuchen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Als IRAS, der erste Satellit zur kosmischen Infrarotdurchmusterung, im Jahr 1984 den in der Nähe gelegenen Stern Epsilon Eridani anvisierte, entdeckte der Infrared Astronomical Satellite, daß der Stern große Mengen an kühler Infrarotstrahlung abgab. Dieser Stern ist nur 10.5 Lichtjahre von der Erde entfernt und war bereits bei optischen Wellenlängen sehr genau untersucht worden. Diese Untersuchungen hatten gezeigt, daß er bezüglich seiner Masse unserer Sonne sehr ähnlich, aber viel jünger ist – nur ungefähr 850 Millionen Jahre gegenüber dem Alter der Sonne von 4.5 Milliarden Jahren. Als die Sonne so alt war wie Epsilon Eridani, so die Vermutung, war sie dabei, ihr Planetensystem zu bilden. Die Entdeckung einer stark erhöhten Emission im infraroten Bereich legte daher rasch den Gedanken nahe, daß um den Stern herum eine vorplanetare Staubscheibe vorhanden war und dieser Staub die Quelle der intensiven Infrarotstrahlung darstellte.

Diese Schlußfolgerung ist seitdem durch andere Beobachtungen bestätigt worden und überdies sind weitere Sterne mit vorplanetaren, Infrarotlicht emittierenden Scheiben entdeckt worden. Doch bleibt Epsilon Eridani ein zentrales Beispiel, da er uns nah genug liegt, um genaue Untersuchungen zu erlauben. In der letzten Woche veröffentlichte eine Gruppe von zwölf Astronomen vorab im „arXiv.org e-Print archive“ die Ergebnisse ihrer kombinierten Studie bei Infrarot- und Submillimeter-Wellenlängen über die Staubscheibe um Epsilon Eridani. Die Gruppe setzte fünf verschiedene Instrumente ein, um die Natur der Strahlung zu erforschen. Sie konnten eindeutige Belege erbringen, daß die Scheibe aus drei getrennten Ringen besteht: ein „Asteroidengürtel“, ähnlich dem in unserem Sonnensystem und etwa drei Astronomische Einheiten (AE) vom Stern entfernt; ein zweiter „Asteroidengürtel“, ungefähr sieben Mal weiter außerhalb als der erste und mit nichts in unserem Sonnensystem vergleichbar und schließlich ein dritter, bereits bekannter eisiger Ring aus Material, 35 bis 100 AE vom Stern entfernt und mit 100-mal mehr Material, als im äußeren Ring in unserem Sonnensystem zu finden ist.

Die neuen Ergebnisse belegen zudem, daß diese Ringe durch Lücken getrennt sind. Die Forscher vermuten, daß diese Lücken durch Planeten entstanden, deren Gegenwart sich nur dadurch bemerkbar macht, daß sie ihre Umlaufbahnen von Material freigefegt haben. Der Gesamteindruck legt nahe, daß es sich um ein sehr frühes Gegenstück zu unserem Sonnensystem handelt, in dem drei Planeten mit Massen zwischen Jupiter und Saturn in der jungen zirkumstellaren Scheibe Leerräume geschaffen haben. Die Scheibe besteht wahrscheinlich hauptsächlich aus kurzlebigen silikat- und eishaltigen Staubkörnchen und diese müssen daher ständig durch Zusammenstöße zwischen größeren, vielleicht Kilometer großen Objekten im äußeren Ring nachgeliefert werden. Diese Arbeit ist ein wichtiger Schritt in unserem Verständnis, wie sich das junge Sonnensystem gebildet und entwickelt haben könnte.

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