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Astronomie+Physik

Kometen in der Todeszone

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Der Staubring des Sterns Fomalhaut in infrarotem Licht. Jeden Tag werden dort unzählige Kometen zu Staub zermahlen. (c) ESA/Herschel/PACS/Bram Acke, KU Leuven
Der junge Stern Fomalhaut, der nur 25 Lichtjahre von der Erde entfernt liegt, ist Schauplatz eines kosmischen Massakers: Jeden Tag werden dort Tausende von Planetesimalen zu feinen Schneeflocken zerschreddert, berichten Forscher um Bram Acke. Das ist nach Ansicht des internationalen Teams die einzig mögliche Erklärung für die Eigenschaften des bereits seit den 1980er Jahren bekannten Staubrings, der Fomalhaut umgibt.

Die Forscher beobachteten den Ring mit mehreren Instrumenten des Infrarot-Teleskops Herschel. Frühere Messungen des Weltraumteleskops Hubble hatten bereits gezeigt, dass der Ring einen Durchmesser hat, der etwa dem Dreifachen des Abstands des Zwergplaneten Pluto zur Sonne entspricht. Der Stern Fomalhaut, der erst 200 Millionen Jahre alt ist und seinen Brennstoff viel schneller verbraucht als die Sonne, liegt allerdings nicht im Zentrum des Rings. Schon länger spekulierten Forscher daher, dass sich ein Planet in der Nähe des Rings befindet, der die Bahnen der Himmelskörper darin stört.

Denn Beobachtungen zeigten, dass der Ring einen scharf umrissenen inneren Rand hat. Tatsächlich konnte ein Forscherteam 2008 dort das Licht eines Planeten direkt nachweisen: Der Riesenplanet Fomalhaut b ist demnach etwa viermal so weit von Fomalhaut entfernt wie Neptun von der Sonne. Die Hubble-Daten hatten bislang vermuten lassen, dass die Staubteilchen etwa einige Hundertstel Millimeter groß sind. Doch die Temperaturmessungen von Herrschel zeigen nun, dass die Teilchen entweder deutlich kleiner sein müssen oder keine massiven Körnchen sein können.

Die Forscher vermuten daher, dass es sich um flauschige Aggregate handelt, ähnlich wie die winzigen Bruchstücke von Kometen in unserem Sonnensystem. Allerdings sind diese Teilchen so klein, dass sie schnell von der immensen Strahlung des hellen Sterns weggeblasen werden müssten. Die Forscher kommen daher zu dem Schluss, dass der Staub ständig nachgeliefert wird. Ihren Berechnungen zufolge entspricht die erzeugte Staubmasse beispielsweise 2.000 Kometen mit einem Durchmesser von einem Kilometer oder zwei Himmelskörpern mit einem Durchmesser von zehn Kilometern. ?Diese große Menge hat mich wirklich überrascht?, sagt Acke.

Die Staubscheibe von Fomalhaut entspricht dem Kuiper-Gürtel der Sonne, einem Ring aus eisförmigen Himmelskörpern jenseits der Bahn des Planeten Neptun. Zu den Kuiper-Gürtel-Objekten gehören eisige Kleinplaneten wie Pluto, aber auch kleinere Kometen. Die Masse all der Myriaden von Himmelskörpern im Kuiper-Gürtel beträgt zusammen höchstens ein Zehntel der Erdmasse, könnte aber ursprünglich einmal bei 30 Erdmassen gelegen haben.

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Wahrscheinlich hat der Kuiper-Gürtel einst ein ähnliches Kometen-Massaker erlebt wie jetzt die Staubscheibe von Fomalhaut. Acke und seinen Kollegen zufolge muss sie derzeit etwa Material im Umfang von 110 Erdmassen enthalten, um die beobachtete Staubproduktion zu erklären. Wahrscheinlich ist der Planet Fomalhaut b, der auf einer exzentrischen Bahn kreist, die Ursache für das Desaster.

Bram Acke (Instituut voor Sterrenkunde, KU Leuven, Belgien) et al.: Astronomy & Astrophysics, Bd. 540, April 2012 © wissenschaft.de – Ute Kehse
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