Geburt im Regen

 Aus der äußeren Gashülle (blau) fallen die Eispartikel in die protoplanetare Scheibe (hellblau), werden zu Wasserdampf und senden dann das typische Signal aus. Illustration: NASA / JPL / D. Watson (University of Rochester)
Aus der äußeren Gashülle (blau) fallen die Eispartikel in die protoplanetare Scheibe (hellblau), werden zu Wasserdampf und senden dann das typische Signal aus. Illustration: NASA / JPL / D. Watson (University of Rochester)
Rund um einen jungen Stern im Sternbild Perseus hagelt und regnet es in Überschallgeschwindigkeit: Aus der äußeren Gashülle des gerade erst gebildeten Sterns strömt Wasser in Form von Eispartikeln nach innen in Richtung einer Scheibe aus Gas und Staub, aus der später möglicherweise einmal Planeten entstehen werden, haben Astronomen beobachtet. Diese sogenannte protoplanetarische Scheibe enthält bereits jetzt fünfmal so viel Wasser wie alle Ozeane auf der Erde zusammengenommen. Mit den Bildern des Spitzer-Weltraumteleskops ist es nun zum ersten Mal gelungen, einen Blick auf die Lebensphase einer protoplanetarischen Scheibe zu werfen, in der sie das für eine Planetenbildung notwendige Material einsammelt.
Der Stern namens IRAS 4B liegt etwa tausend Lichtjahre von der Erde entfernt im galaktischen Nebel NGC 1333 und ist mit einem geschätzten Alter von maximal 20.000 Jahren noch ein Protostern, also eine Art Sternenembryo. Um den Aufbau und die Entstehung einer protoplanetarischen Scheibe zu beobachten, ist er zudem ein Glücksfall für Astronomen: Da seine Achse in Richtung Erde zeigt, liegt die Gas- und Staubansammlung rund um diese Achse vollständig und direkt im Blick der Teleskope. Allerdings senden so junge Sterne hauptsächlich Strahlung im Infrarotbereich aus, die größtenteils von der Erdatmosphäre absorbiert wird und damit von der Erdoberfläche aus nicht aufgefangen werden kann. Aus diesem Grund verwendeten die Forscher für ihre Beobachtung nun einen Infrarotdetektor des Spitzer-Weltraumteleskops.

Bei der Auswertung der Aufnahmen fanden Dan Watson und sein Team ein deutliches Infrarotsignal, das sie auf die Gegenwart von Wasserdampf zurückführen. Dessen Anwesenheit erklären sie sich so: "Das eisige Material aus der äußeren Gashülle befindet sich im freien Fall, erreicht dabei Überschallgeschwindigkeiten und kracht in die protoplanetarische Scheibe", erklärt Studienleiter Watson. "Beim Aufprall verdampft das Eis, und der warme Wasserdampf sendet das typische Infrarotsignal aus." Aus den Details dieses Lichtspektrums können die Astronomen zudem weitere Informationen über die neugeborene protoplanetare Scheibe ablesen. So haben sie etwa festgestellt, dass jedes Jahr Material mit einer Masse auf die Staubscheibe regnet, das der von 23 Erden entspricht.

Auch die Erde und ihre Nachbarplaneten entstammen nach der gängigen Theorie einer derartigen protoplanetaren Scheibe. Die Forscher glauben daher, durch eine intensive Beobachtung der Vorgänge rund um IRAS 4B auch die Entstehung des Sonnensystems besser verstehen zu können. Ob der Sternenembryo jedoch tatsächlich einmal eigene Planeten beherbergen wird, können sie bislang noch nicht sagen.
Dan Watson (Universität von Rochester) et al.: Nature, Band 448, Seite 1026

ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel


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