Astronomen fotografieren einen jungen extrasolaren Kuipergürtel

Infrarotbild eines hellen Staub- und Trümmerrings um den Stern HD115600. Der Ring ähnelt dem Kuipergürtel unseres eigenen Sonnensystems. (Currie et al. 2015)
Infrarotbild eines hellen Staub- und Trümmerrings um den Stern HD115600. Der Ring ähnelt dem Kuipergürtel unseres eigenen Sonnensystems. (Currie et al. 2015)

Der Kuipergürtel ist die Region des Sonnensystems, die rund 40 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt direkt hinter der Umlaufbahn Neptuns beginnt (eine Astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne). Im Kuipergürtel gibt es mehrere Zwergplaneten wie etwa Pluto. Er ist auch Heimat für viele tausend Trümmer aus den frühesten Stadien der eisigen Planetenentwicklung, die entscheidende Daten liefern, um das frühe, unentwickelte Sonnensystem zu verstehen.

Hinter dem Kuipergürtel befindet sich die Oortsche Wolke, eine kugelförmige Wolke aus Kometen und eisigen Planetesimalen, die sich bis in eine Entfernung von 100.000 Astronomischen Einheiten erstreckt. Vermutlich besitzen andere Sternsysteme Analogien zum Kuipergürtel, und sie könnten helfen, Licht auf die Entwicklung und Zusammensetzung des Kuipergürtels zu werfen. Bis jetzt sind die wenigen derartigen Ringe, die beobachtet wurden, unzuverlässige Analogien: Sie werden um nahe Sterne beobachtet, deren Geburtsumgebungen nicht mit dem massereichen stellaren Komplex vergleichbar ist, in dem die Sonne wahrscheinlich entstand.

Die Situation hat sich mit dem Aufkommen einer neuen Generation astronomischer Beobachtungsinstrumente an Großteleskopen verändert: Sie verwenden adaptive Optiken, um hochauflösende Bilder zu machen. Scott Kenyon und seine Kollegen vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) nutzten das neue Spektrometer des Gemini-Teleskops, um einen Stern zu untersuchen, der etwas größer als unsere Sonne ist. Der Stern liegt ungefähr 360 Lichtjahre entfernt in einer relativ jungen Ansammlung massereicher Sterne, deren Umgebung der vermuteten Entstehungsumgebung der Sonne ähnelt. Der Stern emittiert große Mengen Infrarotstrahlung – ein klarer Hinweis darauf, dass er eine protoplanetare Staubscheibe besitzt, in der möglicherweise ein Planetensystem entsteht.

Die Astronomen fotografierten die Scheibe und stellten fest, dass der Trümmerring auf eine Distanz begrenzt ist, die mit der des Kuipergürtels vergleichbar ist. Anhand des Spektrums ihres reflektierten Lichts entdeckten sie, dass ihr Staub Eigenschaften aufweist, die mit den Hauptbestandteilen von Kuipergürtelobjekten übereinstimmen – darunter auch Wassereis. Das Ergebnis liefert einen vielversprechenden Referenzpunkt, um die Entwicklung und Zusammensetzung des Kuipergürtels und die frühe Entwicklung des gesamten Sonnensystems zu verstehen.

Abhandlung: “Direct Imaging and Spectroscopy of a Young Extrasolar Kuiper Belt in the Nearest OB Association” von Thayne Currie, Carey M. Lisse, Marc Kuchner, Nikku Madhusudhan, Scott J. Kenyon, Christian Thalmann, Joseph Carson und John Debes, ApJL 807, L7, 2015.

Quelle: https://www.cfa.harvard.edu/news/su201532

(THK)

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