Astronomen der europäischen Weltraumagentur ESA haben den ersten direkten Beweis dafür gefunden, dass unser Sonnensystem von einer hellen Staubscheibe umgeben ist, die außerhalb der Saturnbahn beginnt. Der Fund zeigt zudem eine neue Möglichkeit auf, wie man sehr schnell erkennen kann, ob es um einen ferner Stern Planeten gibt oder nicht.

Spuren des von Ulysses entdeckten Staubs sind auf dieser Aufnahme des Satelliten COBE als blauer Schimmer zu sehen. Foto: Michael Hauser (Space Telescope Science Institute), das COBE/DIRBE Science Team und NASA

Die Entdeckung dieses Staubrings in unserem Sonnensystem verdichtet die Hinweise darauf, dass solche Scheiben aus Staub um ferne Sonnen ein Indiz für die Existenz von Planetensystemen sein könnten. Ein solches Merkmal kann wichtig werden, wenn mit zukünftigen Weltraumteleskopen gezielt nach Planeten um ferne Sterne gesucht wird. Die Forscher erklären sich den Staubring aus der Entstehungsgeschichte des Planetensystems: Die Planeten entstehen aus einer Wolke aus Gas und Staub und zwar vorwiegend in der Nähe der zentralen Sonne, wo sich am meisten Material befindet. In entfernteren Regionen können sich keine großen Planeten bilden, sondern nur ein Ring aus eisigen kleinen Objekten - in unserem Sonnensystem ist dies der so genannte Kuiper-Gürtel.

Eigentlich sollte von der Entstehung des Systems übrig gebliebener Staub nach und nach aus dem Sonnensystem entfernt werden. Ist davon nach langer Zeit trotzdem etwas übrig, muss es einen Mechanismus geben, der für neuen Staub sorgt: "Um einen solchen Ring zu erhalten, müssen in jeder Sekunde 50 Tonnen Staub produziert werden", erläutert Markus Landgraf von der ESA. Der Forscher und seine Kollegen glauben, dass dies im Falle unseres Sonnensystems durch Kollisionen der eisigen Objekte im Kuiper-Gürtel geschieht.

Genau aus diesem Grund könnte der jetzige Fund auch helfen, Planetensysteme um ferne Sonnen aufzuspüren: "Wenn man einen Staubring um einen Stern entdeckt, der nicht gerade entstanden ist, kann das sehr interessant sein, weil der Staub ja irgendwo herkommen muss. Und eine Erklärung dafür ist, dass der Stern Planeten, Kometen, Asteroiden und andere Objekte hat, die kollidieren können und dabei Staub produzieren", erläutert Malcolm Fridlund, der bei der ESA für die Darwin-Mission verantwortlich ist, mit der im nächsten Jahrzehnt einmal nach erdähnlichen Planeten gefahndet werden soll.

Die Entdeckung des Staubrings in unserem Sonnensystem war wissenschaftliche Detektivarbeit: Landgraf und seine Kollegen durchforsteten alte Daten der Sonden Pioneer 10 und 11, die erstmals Staub außerhalb der Saturnbahn fanden. Die Astronomen konnten bald ausschließen, dass der Staub von Kometen kam, da es für diese in diesen Regionen zu kalt ist, um einen Schweif wie in Erdnähe zu zeigen.

Die Frage war nun, ob der Staub aus dem Sonnensystem oder aus dem interstellaren Raum stammte. Mit Hilfe der Sonnensonde Ulysses, die seit mehr als zehn Jahren die Sonne umkreist, konnten Landgraf und sein Team diese Frage nun beantworten: Der Staub stammt aus dem Sonnensystem. Dank der Daten der Sonde stellten die Forscher nämlich fest, dass Staubkörner die aus dem interstellaren Raum stammen erheblich kleiner sind als interplanetare Staubkörner. Die von Ulysses entdeckten interstellaren Staubkörner sind zehn bis einhundert Mal kleiner als die, die Pioneer hätte entdecken können und daher - so die Beweiskette - müssen die Staubkörner die Pioneer registriert hat, irgendwo im Sonnensystem entstanden sein.

Mit Hilfe von Computersimulationen konnten die Astronomen auch den Ort ausmachen, wo der Staub entstanden sein muss: im Kuiper-Gürtel. Und da dieser ein Überbleibsel der Entstehung unseres Planetensystems ist, sollten auch ferne Planetensysteme einen Staubring aufweisen. Aus den Pioneer-Daten errechneten Landgraf auch die Dichte des Staubrings jenseits der Saturnbahn: "Dort gibt es nur ein Staubteilchen pro 50 Kubikkilometer, was aber genug ist, um einen hellen Staubring zu erzeugen, wie wir ihn um andere Sterne sehen."

Staubringe um ferne Sonnen wurden in den letzten Jahren schon häufiger ausgemacht. Mit zukünftigen Missionen sollen diese viel detaillierter untersucht werden. Eventuell wird sich dann aus den Staubringen die Größe und der Orbit von Riesenplaneten um diese fernen Sonnen vorhersagen lassen.