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HUBBLE
Planetare Staubscheiben aus dem Archiv
von Stefan Deiters
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25. April 2014

Mithilfe moderner Bildanalyseverfahren hat ein Astronomenteam jetzt in altem Archivmaterial des Weltraumteleskops Hubble vier Trümmerscheiben um junge Sterne entdeckt. Die Beobachtungen stammen aus den Jahren 1999 bis 2007. Bei einer ersten Analyse waren die Scheiben, in denen vermutlich gerade Planeten entstehen, noch übersehen worden.

Staubscheiben

Zwei Beispiele für die entdeckten Staubscheiben um junge Sterne (oben) und das vermutliche Aussehen der Scheiben (unten).  Bild: NASA, ESA, R. Soummer und A. Feild (STScI) [Großansicht]

Die Daten von Beobachtungen von modernen Teleskopen verschwinden nach der ersten Auswertung nicht auf Nimmerwiedersehen, sondern landen in Archiven, wo in der Regel auch andere Astronomen darauf Zugriff haben. So stehen Beobachtungen, die vielleicht ursprünglich zu einem ganz anderen Zweck durchgeführt wurden, für ganz neue Studien zur Verfügung. Oder aber die Daten können - mit etwas Abstand - erneut ausgewertet werden, dann mit neuen und besseren Analyseverfahren.

 Genau dies haben Rémi Soummer vom Space Telescope Science Institute (STScI) und seine Kollegen mit Daten gemacht, die in den Jahren 1999 bis 2007 mit dem Instrument Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) des Weltraumteleskops Hubble aufgenommen worden waren, um nach Staubscheiben um junge Sterne zu suchen.

Frühere Beobachtungen hatten ergeben, dass solche Scheiben um diese Sterne existieren könnten. Nun wollte man überprüfen, ob sich diese Staubscheiben eventuell durch Licht verraten, das durch die Staubpartikel in den Scheiben gestreut wird. Bei der Analyse der Daten hatte man allerdings damals keine Scheiben im sichtbaren Licht nachweisen können.

Das änderte sich nun, als Soummer und sein Team die alten Daten mit modernen Bildanalyseverfahren auswerteten. Zum Einsatz kamen dabei unter anderem Algorithmen, die auch von Gesichtserkennungssoftware verwendet werden. Diesmal waren die gesuchten Scheiben sofort zu erkennen und den Forschern gelang es sogar, ihre Form zu bestimmen. Insgesamt entdeckten die Astronomen so vier Scheiben, eine fünfte Scheibe, über deren Existenz man sich zuvor unsicher gewesen war, konnte zudem bestätigt werden.

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"Durch diese Funde erhöht sich die Anzahl der Scheiben, die wir im Streulicht sehen können, von 18 auf 23. Durch diesen Zuwachs und die Vielfalt der beobachteten Formen kann Hubble den Astronomen helfen, mehr darüber zu lernen, wie Planetensysteme entstehen und sich entwickeln", unterstreicht Soummer die Bedeutung der Entdeckungen.

 Der Staub in den Scheiben entsteht, so die Theorie der Astronomen, durch Kollisionen von kleinen planetaren Objekten, wie beispielsweise Asteroiden. Die winzigen Staubpartikel sollten durch die Strahlung des Sterns schnell fortgeblasen werden, weshalb der Staub ständig neu produziert werden muss. Eine solche Phase dürfte typisch für junge Sonnensysteme sein.

Auch unser Planetensystem hat vermutlich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren eine solche Entwicklungsphase durchlaufen. Kollisionen waren damals an der Tagesordnung. So geht man etwa davon aus, dass unser Mond seine Existenz einem gewaltigen Zusammenstoß zwischen der jungen Erde und einem marsgroßen Objekt verdankt.

"Ein besonders interessanter Stern ist HD 141943", erzählt Teammitglied Christine Chen, eine Expertin für Staubscheiben. "Es handelt sich dabei um einen exakten Zwilling unserer Sonne, den wir zu einer Zeit beobachten, als sich bei uns gerade die Gesteinsplaneten bildeten." Aus den Hubble-Daten konnten die Wissenschaftler ablesen, dass die Scheibe des Sterns asymmetrisch ist, was ein Hinweis auf die gravitative Anziehungskraft von einem oder mehreren bislang unentdeckten Planeten sein könnte.

Die alten Hubble-Daten waren offenbar zu detailliert für die damals zur Verfügung stehenden Analyseverfahren. Mit der neuen Methode ließen sich die gesuchten Staubscheiben ohne große Probleme erkennen: "Ich erinnere mich noch daran, als wir es ausprobiert hatten und dachten: 'Das ist unmöglich. Wir müssen einen Fehler gemacht haben!", erzählt Soummer. "Die Scheiben tauchten praktisch sofort auf. Es hat so gut funktioniert und die Ergebnisse waren so schnell da, dass wir sie zunächst gar nicht glauben wollten."

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siehe auch
Staubscheiben: Verräterische Muster auch ohne Planeten - 29. Juli 2013
Herschel: Kalte Trümmerscheiben ohne Staub? - 9. Juli 2013
ALMA: Zwei kleine Planeten um Fomalhaut? - 12. April 2012
Herschel: Kometenkollisionen um Fomalhaut - 11. April 2012
ALMA: Erste Beobachtungen mit Teleskop-Array - 4. Oktober 2011
Hubble: Planet um Fomalhaut fotografiert - 14. November 2008
Extrasolare Planeten: Verräterische Muster im Staubring
Extrasolare Planeten: Neptun-großer Planet um Fomalhaut - 18. Juni 2007
Hubble: Ein Planet um Fomalhaut? - 24. Juni 2005
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
spacetelescope.org, Seite der ESA
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