Exoplanet entpuppt sich als Kollisions-Wolke - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Exoplanet entpuppt sich als Kollisions-Wolke

Künstlerische Darstellung der Kollision im System des Sterns Fomalhaut. (Bild: ESA, NASA and M. Kornmesser)

Er galt als einer der ersten Exoplaneten, der direkt abgebildet werden konnte – doch „Dagon“ hat es offenbar niemals wirklich gegeben, berichten nun Forscher. Ihren Ergebnissen zufolge handelte es sich bei dem angeblichen Himmelskörper im Sternsystem Fomalhaut um eine Staubwolke, die aus der Kollision zweier großer Asteroiden entstanden ist. Durch die fortlaufende Ausdehnung ist die Kollisions-Wolke mittlerweile nicht mehr erkennbar, berichten die Astronomen.

Der Blick richtet sich auf einen prominenten Stern am Firmament: Fomalhaut ist nur 25 Lichtjahre von der Erde entfernt und bildet den hellsten Punkt des Sternbilds Südlicher Fisch. In den Jahren 2004 und 2006 stand dieses System im Visier des Hubble-Weltraumteleskops – Planetenjäger suchten nach Himmelskörpern im Orbit um den Stern. Basierend auf den Daten verkündeten Astronomen dann 2008 den Fund des Exoplaneten Fomalhaut b, der später den Namen „Dagon“ erhielt. Das Besondere des etwa Jupiter-großen Himmelskörpers war seine ungewöhnliche Sichtbarkeit: Bis dahin waren Exoplaneten in der Regel nur durch indirekte Nachweismethoden auffindbar. Dagon strahlte hingegen so hell im sichtbaren Wellenbereich, dass Hubble den vermeintlichen Exoplaneten direkt als wandernden Punkt abbilden konnte.

Von Beginn an rätselhaft

Doch schon allein diese Helligkeit gab den Astronomen von Beginn an Rätsel auf. Denn normalerweise reflektieren Exoplaneten nicht genug Licht von ihrem Zentralstern, um von der Erde aus direkt erfasst werden zu können. Im Gegensatz zum sichtbaren Licht lieferte Fomalhaut b allerdings keine erkennbare Infrarot-Wärmesignatur. Dies war ebenfalls überraschend, da ein junger Planet warm genug sein sollte, um Infrarotstrahlung abzugeben. Ein weiteres Mysterium war der scheinbar geringe Gravitationseffekt des vermuteten Planeten: Seine Umlaufbahn kreuzte den Trümmerring um den Stern, ohne charakteristische Störungen zu verursachen.

Wie Andras Gaspar und George Rieke von der University of Arizona in Tucson berichten, haben sich diese Rätsel nun offenbar buchstäblich aufgelöst. Denn mittlerweile ist das Objekt Fomalhaut b verschwunden und aus den Beobachtungsdaten geht hervor, dass es kontinuierlich verblasste. „Unsere Analysen, die alle verfügbaren Hubble-Archivdaten über Fomalhaut umfassen, legen nun nahe, dass das planetengroße Objekt niemals ein Exoplanet war“, resümiert Gaspar. Die beiden Astronomen kommen zu dem Schluss, dass es sich um eine expandierende Wolke aus sehr feinen Staubpartikeln gehandelt hat, die durch die Kollision zweier Himmelskörper entstanden ist.

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Trümmerwolke eines kosmischen Crashs

Zu diesem Szenario erstellten Gaspar und Rieke Modellsimulationen. Aus ihnen geht hervor, dass die Kollision zweier Himmelskörper mit einem Durchmesser von etwa 200 Kilometern das Phänomen verursacht haben könnte. Entsprechende Simulationen passen zu dem beobachteten Helligkeitsprofil, der Orbitalbewegung und der räumlichen Ausdehnung des Gebildes im Visier von Hubble. Vermutlich hat das Teleskop die Kollision auch nur knapp verpasst: Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die beiden Planetesimale im Jahr 2004 ineinander gekracht sind und die Staubwolke erzeugten, die sich anschließend ausdehnte und allmählich unsichtbar wurde. Mittlerweile hat die Wolke vermutlich einen Durchmesser von 320 Millionen Kilometern erreicht, berichten die Forscher. „Solche Kollisionen sind äußerst selten, und deshalb ist es ein Glücksfall, dass wir tatsächlich Beweise für eine solche Kollision zu sehen bekommen haben“, sagt Gaspar.

Gemeinsam mit anderen Astronomen wollen Gaspar und Rieke das Fomalhaut-System nun auch weiterhin im Visier behalten. Einen noch schärferen Blick erhoffen sie sich dabei von dem neuen James-Webb-Weltraumteleskop der Nasa, das 2021 in Betrieb gehen soll. Das Team plant, die inneren Regionen des Systems direkt abzubilden, um erstmals Einblicke in die Architektur des Asteroidengürtels eines fernen Systems zu erhalten. „Das Fomalhaut-Sternsystem ist das ultimative Testlabor für all unsere Ideen darüber, wie sich Exoplaneten und Sternensysteme entwickeln“, sagt Rieke. Vielleicht entdecken die Forscher bei ihren Untersuchungen dann auch noch einen wirklichen Planeten im Orbit um den hellen Stern in unserer kosmischen Nachbarschaft.

Quelle: University of Arizona, Fachartikel: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1912506117

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