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VLTI
Das Zodiakallicht um ferne Sonnen
von Stefan Deiters
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3. November 2014

Astronomen ist gelungen, mit dem Very Large Telescope Interferometer (VLTI) Zodiakallicht um neun nahegelegene Sterne zu beobachten. Dieses Leuchten entsteht durch die Reflexion von Licht eines Sterns an winzigen Staubpartikeln, die etwa durch Kollisionen von Asteroiden entstanden sind. Das Licht könnte die direkte Beobachtung von erdähnlichen Planeten in solchen Systemen deutlich erschweren.

Zodiakallicht

Zodiakallicht von La Silla in Chile aus gesehen. Foto: ESO/Y. Beletsky [Großansicht]

Das Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte ESO besteht aus vier großen Hauptteleskopen und vier kleineren Hilfsteleskopen. Mit allen Instrumenten sind einzeln Beobachtungen möglich, sie lassen sich aber auch zusammenschalten und bilden dann das Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Mit diesem wird ein noch deutlich höheres Auflösungsvermögen erreicht, als mit einem Einzelteleskop.

Jetzt haben Astronomen mit dem VLTI 92 nahegelegene Sterne im nahen Infrarot beobachtet, um bei diesen nach sogenanntem Zodiakallicht zu suchen. Die neuen Daten kombinierten sie mit Material aus früheren Beobachtungen dieser Systeme. Zodiakallicht entsteht durch die Reflexion von Sternenlicht an Staubpartikeln um den Stern oder durch das eigenständige Leuchten von heißem Staub. Mit dem VLTI entdeckten die Astronomen Zodiakallicht um neun der beobachteten Sterne.

Zodiakallicht ist kein auf andere Sternsysteme beschränktes Phänomen: Auch auf der Erde ist es kurz noch Sonnenuntergang oder kurz vor Sonnenaufgang am Himmel auszumachen. Im Sonnensystem entsteht es durch Reflexionen von Sonnenlicht an Staubpartikeln, die sich in der Scheibe befinden, in der die Planeten um die Sonne kreisen. Es ist daher entlang der Ekliptik oder des Tierkreises (Zodiak) zu sehen. Das Zodiakallicht ist nicht nur von der Erde, sondern von überall im Sonnensystem zu beobachten.

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Das jetzt um andere Sterne mit dem VLTI beobachtete Zodiakallicht ist eine deutlich stärkere Variante desselben Phänomens. Zodiakallicht wurde schon früher um andere Sternsysteme registriert, die Astronomen legen aber mit der aktuellen Studie erstmals eine systematische Untersuchung des Phänomens um nahegelegene Sterne vor.

Im Fokus stand diesmal nicht etwa der Staub, aus dem sich später noch Planeten bilden könnten, sondern Staub, der durch die Kollisionen von kleinen Objekten entstanden ist, die den Asteroiden oder Kometen in unserem Sonnensystem ähneln. "Wenn wir die Entwicklung von erdähnlichen Planeten in der Nähe der habitablen Zone untersuchen wollen, müssen wird den zodiakalen Staub in dieser Region um andere Sterne beobachten", so Steve Ertel von der ESO und der Université Grenoble Alpes. "Die Entdeckung und Charakterisierung dieser Art von Staub um andere Sterne ist ein Weg, um die Architektur und Entwicklung von Planetensystemen zu untersuchen."

Die Auflösung und der Kontrast, die dazu nötig sind, lassen sich gegenwärtig nur mithilfe von interferometrischen Beobachtungen im nahen Infrarot erreichen. Genau dies war mit dem VLTI möglich. Wo Zodiakallicht entdeckt wurde, ließ sich die ausgedehnte Scheibe aus Staub um den Stern auflösen und das Licht der Scheibe vom Licht des Sterns trennen.

Dabei stellte sich heraus, dass sich der meiste Staub offenbar um relativ alte Sterne finden lässt - ein Befund, der überrascht, da die Zahl der Kollisionen, die für die Entstehung von Staub sorgen, mit zunehmendem Alter des Systems eigentlich zurückgehen sollte.

Um 14 der untersuchten Sterne waren zuvor auch extrasolare Planeten entdeckt worden. Diese befinden sich alle in der Region, in der man in einigen Systemen Zodiakallicht beobachtet hat. Dies könnte für künftige Beobachtungen von extrasolaren Planeten zu einem Problem werden, da die fernen Welten - wenn es in dem System auch Zodiakallicht geben sollte - deutlich schwieriger direkt beobachtet werden könnten. Eine direkte Beobachtung aber ist Voraussetzung dafür, mehr über die Atmosphäre und die Beschaffenheit der Planeten zu erfahren.

Das jetzt entdeckte Zodiakallicht ist um einen Faktor tausend heller als das Zodiakallicht in unserem Sonnensystem. Es ist daher anzunehmen, dass schwächeres Zodiakallicht um deutlich mehr Sterne zu beobachten sein wird und die jetzt vorgestellten Beobachtungen damit nur einen ersten Schritt bei der Erfassung dieses Phänomens darstellen.

"Die hohe Entdeckungsrate bei einem sehr hellen Niveau deutet darauf hin, dass es eine deutlich höhere Zahl von Systemen mit etwas weniger leuchtstarkem Staub gibt, der noch immer heller ist, als das Zodiakallicht im Sonnensystem", so Oliver Absil von der Universität in Liège. "Die Existenz dieses Staubes in so vielen Systemen könnte ein Hindernis für Beobachtungen sein, bei denen erdähnliche extrasolare Planeten direkt abgebildet werden sollen."

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen jetzt in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.

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siehe auch
Extrasolare Planeten: Verräterische Muster im Staubring - 14. Oktober 2008
Extrasolare Planeten: Was Staub über ferne Welten verrät - 29. April 2005
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
ESO
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