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HERSCHEL
Kometenkollisionen um Fomalhaut
von Stefan Deiters
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11. April 2012

Astronomen haben mit Hilfe des ESA-Weltraumteleskops Herschel den Staubgürtel um den nahegelegenen Stern Fomalhaut untersucht. Der Staub dürfte nach Ansicht der Forscher durch regelmäßige Kollisionen entstehen, bei denen jeden Tag unzählige Kometen pulverisiert werden. Die junge Sonne wird auch von einem Planeten umrundet.

Fomalhaut

Herschels Blick auf Fomalhaut und die Staubscheibe um den jungen Stern. Bild: ESA / Herschel / PACS / Bram Acke, KU Löwen

Fomalhaut ist ein nur wenige Hundert Millionen Jahre alter Stern mit etwa der doppelten Masse unserer Sonne und etwa 25 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Staubring um den Stern wurde bereits in den 1980er Jahren mit Hilfe des Infrarot-Satelliten IRAS entdeckt. Das europäische Weltraumteleskop Herschel gewährte den Astronomen nun einen deutlich detaillierteren Blick auf den Staubring um die junge Sonne.

Das Team um Bram Acke von der Universität in der belgischen Stadt Löwen konnte mit Hilfe der Herschel-Daten feststellen, dass der Staub in dem Ring um Fomalhaut Temperaturen zwischen minus 230 und minus 170 Grad Celsius haben muss. Da sich der Stern nicht exakt im Zentrum des Staubrings, sondern näher an dessen südlicher Seite befindet, ist der südliche Teil des Rings etwas wärmer und heller als der nördliche Teil. Dass der Ring asymmetrisch und so eng begrenzt ist, führen die Astronomen auf einen Planeten zurück, der um Fomalhaut kreist und der 2008 auch mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble fotografiert wurde (astronews.com berichtete).

Die Herschel-Beobachtungen deuten darauf hin, dass der Staub in dem Gürtel aus nur wenigen Mikrometer großen Partikeln besteht. Die früheren Untersuchungen mit Hubble hatten hingegen auf Material in dem Staubgürtel hingedeutet, das einen mehr als zehnmal größeren Durchmesser hat. Die Astronomen hatten dies damals aus der Tatsache gefolgert, dass der Gürtel im sichtbaren Bereich des Lichts vergleichsweise lichtschwach ist. Mit den Temperaturbestimmungen von Herschel im fernen Infrarot lässt sich dies jedoch nicht in Übereinstimmung bringen.

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Die Forscher um Acke vermuten deshalb, dass es sich bei den Staubkörnern um größere, lockerere Verbindungen handelt, die in etwa den Staubpartikeln gleichen, die von Kometen in unserem Sonnensystem ins All strömen. Mit dieser Annahme würden sich sowohl die Temperaturmessungen als auch die Helligkeit des Gürtels im sichtbaren Bereich des Lichts erklären lassen.

Doch damit ergibt sich ein neues Problem: Das helle Licht von Fomalhaut sollte eigentlich dafür sorgen, dass die kleinen Staubpartikel sehr schnell aus dem Ring hinausgeblasen werden. Es muss also einen regelmäßigen Nachschub von Staubpartikeln geben - durch ständige Kollisionen von größeren Objekten im Orbit um Fomalhaut. Die dazu notwendige Kollisionsrate ist allerdings beträchtlich: Pro Tag müssten zwei zehn Kilometer durchmessende Kometen oder aber 2.000 Kometen mit einem Durchmesser von einem Kilometer kollidieren und dabei komplett pulverisiert werden.

"Ich war schon sehr überrascht", gesteht Acke. "Denn für mich war das eine enorm große Zahl." Die Astronomen haben berechnet, dass es in dem Gürtel zwischen 260 Milliarden und 83 Billionen Kometen geben muss, um diese Kollisionsrate zu ermöglichen. Unrealistisch scheint dies nicht zu sein, entspricht die Zahl doch in etwa der Anzahl von Objekten, die man auch im ursprünglichen Kuipergürtel um unsere junge Sonne vermutet.

"Die spektakulären Herschel-Bilder der Staubscheibe um Fomalhaut bieten uns einen einmaligen Blick auf diesen extrasolaren Kuipergürtel", meint Göran Pilbratt, Herschel-Projektwissenschaftler bei der ESA. "Die Untersuchung der Staubscheibe mit Herschel und Hubble zeigt, wie gewinnbringend es sein kann, den Himmel in ganz verschiedenen Wellenlängenbereichen zu untersuchen."

Ein Bericht über die Beobachtungen ist in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen.

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siehe auch
Hubble: Planet um Fomalhaut fotografiert - 14. November 2008
Extrasolare Planeten: Neptun-großer Planet um Fomalhaut - 18. Juni 2007
Hubble: Ein Planet um Fomalhaut? - 24. Juni 2005
Links im WWW
Herschel, Seite der ESA
Fachartikel bei Astronomy & Astrophysics
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