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STAUBSCHEIBEN
Vom interstellaren Wind verweht?
von Stefan Deiters
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8. September 2009

Um junge Sterne finden sich oft Scheiben aus Gas und Staub, in denen eventuell bereits Planeten entstanden sind oder noch entstehen. Oft haben diese Staubscheiben allerdings ein ungewöhnliches Aussehen und sind beispielsweise gebogen. Eine Gruppe von Astronomen hat dafür nun eine recht einfache Erklärung gefunden: Der betreffende Stern könnte sich gerade durch interstellares Gas bewegen.

HD 61005

Eine der untersuchten Staubscheiben (hier HD 61005) in einer Falschfarben-Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble. Bild: NASA / ESA / D. Hines (Space Science Inst., New Mexico) und G. Schneider (Univ. of Arizona)

"In diesen Scheiben", so erläutert John Debes vom NASA Goddard Space Flight Center, "befinden sich kleine Kometen- oder Asteroiden-große Objekte, die einmal zu Planeten anwachsen können. Oft kommt es aber zu Kollisionen zwischen den Objekten, wodurch eine Menge Staub entsteht." Genau wie unsere Sonne, bewegt sich auch der junge Stern durch den interstellaren Raum um das Zentrum der Milchstraße herum. Und hier kann er auf dünne Gaswolken treffen, die für eine Art interstellaren Wind sorgen. "Die kleinen Teilchen treffen nun auf diesen Strom aus Gas, werden abgebremst und verändern dadurch langsam ihre Bahnen", erklärt Debes.

Der interstellare Raum ist nicht so leer, wie man sich das vielleicht vorstellt: Immer wieder finden sich hier dünne Gaswolken. Wenn nun ein Stern auf seiner Bahn um das Milchstraßenzentrum auf eine relativ dichte Gaswolke trifft, werden die Partikel im Orbit des Sterns gebremst. Dies betrifft allerdings nur die kleinsten Teilchen mit einem Durchmesser von vielleicht einem Mikrometer. "Dieser feine Staub wird normalerweise durch Kollisionen mit anderen kleinen Partikeln, durch den Strahlungsdruck des Sternenlichtes oder andere Kräfte aus dem System entfernt", erklärt Debes. Trifft der Stern auf eine Gaswolke, würde stattdessen einfach der Widerstand des interstellaren Gases das Schicksal des Staubs bestimmen.

Debes hatte zusammen mit Kollegen mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble die Zusammensetzung des Staubs der Scheibe um den rund 340 Lichtjahre entfernten Stern HD 32297 untersucht. Er bemerkte dabei, dass der innere Bereich der Staubscheibe, der im Durchmesser etwa unserem Sonnensystem entspricht, genauso gebogen war wie eine andere zuvor untersuchte Staubscheibe in größerer Entfernung. "Aus anderen Arbeiten war bekannt, dass es in der Umgebung des Sterns interstellare Gaswolken gab", so Debes. "So fügte sich alles zusammen und ich kam auf die Idee, dass der Widerstand durch das Gas eine gute Erklärung für die Beobachtungen sein könnte."

"Es sieht ganz danach aus, als würde interstellares Gas den jungen Planetensystemen dabei helfen, ihren Staub loszuwerden", ergänzt Goddard-Teammitglied Marc Kuchner. "Ganz so, wie eine Sommerbrise dafür sorgt, dass Pusteblumen ihre Samen verteilen können."

Welche Form eine Staubscheibe nun durch das Zusammentreffen mit einer Gaswolke bekommt, hängt von den genauen Details der Kollision ab. Allerdings "kann der Widerstand durch das interstellare Gas immer nur Auswirkungen auf die äußeren Bereiche der Scheibe haben, in denen die Anziehungskraft des Sterns nicht mehr so groß ist", erklärt Alycia Weinberger vom der Carnegie Institution of Washington, die auch zum Team gehörte.

Zuweilen hatten Astronomen bestimmte Verformungen von Staubscheiben auch als Hinweis auf noch nicht entdeckte Planeten gedeutet oder als Indiz auf eine dichte Begegnung mit einem anderen Stern in der Vergangenheit. "Aber interstellares Gas sollte man immer erwarten, es ist einfach überall", so Debes. "Man muss also erst einmal dass Verhalten dieser Staubscheiben genau verstehen, bevor man andere Schlüsse zieht. Und unser Modell erklärt eine ganze Menge komischer Scheibenformen."

Über ihr Modell und Ergebnisse entsprechender Computersimulationen berichteten die Wissenschaftler Anfang des Monats in der Zeitschrift The Astrophysical Journal.

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siehe auch
VLT: Planeten in junger Staubscheibe? - 9. September 2008
Spitzer: Organische Substanzen um junge Sonne - 14. März 2008
Hubble: Die Staubscheiben von Beta Pictoris - 28. Juni 2006
Extrasolare Planeten: Junge Planeten in staubigen Umlaufbahnen - 22. April 2002
Ferne Welten - die astronews.com-Berichterstattung über die Suche nach fernen Planeten
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