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HUBBLE
Die Staubscheiben von Beta Pictoris
von Stefan Deiters
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28. Juni 2006

Staubscheiben um junge Sterne sind inzwischen nichts besonderes mehr. Doch ein neues Bild des Weltraumteleskops Hubble zeigt nun um den 63 Lichtjahre entfernten Stern Beta Pictoris gleich zwei Staubscheiben.  Die beste Erklärung für dieses Phänomen ist ein jupiterähnlicher Planet, der den Stern in der Ebene der zweiten Scheibe umrundet.

Beta Pictoris

Hubble-Aufnahme der Staubscheiben um Beta Pictoris. Der Stern selbst ist ausgeblendet.  Foto: NASA, ESA, D. Golimowski (Johns Hopkins University), D. Ardila (IPAC), J. Krist (JPL), M. Clampin (GSFC), H. Ford (JHU), Garth Illingworth (UCO/Lick) and und das ACS Science Team [Komplettansicht]

Um die Staubscheiben um Beta Pictoris im sichtbaren Bereich des Lichtes sehen zu können, benutzten die Forscher einen Trick und blendeten das Licht des Sterns, was die Staubscheiben überstrahlte, einfach aus. Auf dem Bild waren so tatsächlich zwei deutlich unterscheidbare Staubscheiben auszumachen, wobei die zweite Scheibe um etwa vier Grad in Bezug zur ersten geneigt ist. Sie reicht ungefähr bis in eine Entfernung von 36 Milliarden Kilometer ins All, könnte aber auch noch größer sein. Die beste Erklärung für diese zweite Staubscheibe würde nach Ansicht der Astronomen ein Planet mit bis zu 20-facher Jupitergröße liefern, der Beta Pictoris in der Ebene der zweiten Staubscheibe umrundet.

Mit der Entdeckung löst sich ein jahrelanges Rätsel: Astronomen hatten nämlich schon früher bemerkt, dass die Staubscheibe um Beta Pictoris etwas verbogen erschien. "Die Hubble-Beobachtungen zeigen jetzt, dass es nicht einfach ein Knick in der Staubscheibe ist, sondern sich der Staub tatsächlich in zwei verschiedenen Scheiben konzentriert", erläutert David Golimowski von der Johns Hopkins University. "Das könnte darauf hindeuten, dass Planeten in verschiedenen Ebenen um einen Stern entstehen können. Auch die Bahnebene der anderen Planeten im Sonnensystem ist zur Bahnebene der Erde um einige Grad geneigt. Vielleicht sind Sterne mit mehreren Staubscheiben sogar die Norm in der Entstehungsphase eines Sonnensystems."

Mit Computermodellen gelang es David Mouillet und Jean-Charles Augereau von der Sternwarte in Grenoble zu klären, wie die zweite Staubscheibe entstanden sein könnte: Ein massereicher Planet in einem entsprechenden Orbit könnte durch seine Gravitationskraft kleine Planetenbausteine, so genannte Planetisimale, angezogen und auf seine Bahn gezwungen haben. Hier sind sie kollidiert, was für den Staub sorgte, der auf dem Hubble-Bild zu sehen ist. "Die Lebenszeit des Staubs ist recht kurz, nur etwa einige Tausend Jahre", so Golimowski. "Das bedeutet, da wir die Scheibe um einen 10 bis 20 Millionen Jahre alten Stern sehen, der Staub immer noch durch Kollisionen unter Planetisimalen erzeugt werden muss."

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Nur eines wissen die Forscher bislang noch nicht: Wie konnte so ein massereicher Planet in diesen Orbit gelangen? Computersimulationen verschiedener Wissenschaftler deuten allerdings darauf hin, dass Planetenembryos, die alle in einer dünnen Scheibe entstanden sind, durch Wechselwirkungen in Umlaufbahnen geraten können, die nicht mehr in der Ebene der Scheibe liegen, in der sie entstanden sind.

Beta Pictoris liegt in 63 Lichtjahren Entfernung im Sternbild Pictor oder Malerstaffelei. Der Stern ist deutlich jünger als unsere Sonne, hat aber in etwa die doppelte Masse und ist etwa neun Mal heller. Der Stern erregte vor rund 20 Jahren die Aufmerksamkeit der Astronomen, als ein Überschuss an Infrarotstrahlung von ihm entdeckt wurde, den man auf die Existenz einer Staubscheibe zurückführte. Diese wurde später auch beobachtet, Hubble entdeckte 1995 eine Wölbung in dieser Scheibe. Später vermutete man, dass es sich nicht um eine wirkliche Wölbung handelte, sondern um eine zweite Staubscheibe, deren Existenz jetzt bestätigt wurde.

Zudem entdeckte man 2002 noch eine weitere innere Scheibe, die wieder ein wenig anders orientiert ist. Sie ist auf den aktuellen Bildern allerdings nicht zu sehen. Die verschiedenen Orientierungen der Scheiben spricht dafür, dass es keinen direkten Zusammenhang zwischen ihnen gibt. Beide sind aber Indizien für die Existenz von einem oder gar mehreren Planeten um Beta Pictoris.

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siehe auch
Beta Pictoris: Kohlenstoff im Überfluss - 8. Juni 2006
Extrasolare Planeten: Junge Planeten in staubigen Umlaufbahnen - 22. April 2002
Ferne Welten - die astronews.com-Berichterstattung über die Suche nach fernen Planeten
Links im WWW
HubbleSite, Original-Veröffentlichung des STScI
 
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