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BETA PICTORIS
Detaillierter Blick auf die Staubscheibe
von Stefan Deiters
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24. Februar 2015

Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble haben Astronomen die bislang beste Aufnahme der Scheibe aus Staub und Gas um den jungen Stern Beta Pictoris gemacht. Um Beta Pictoris kreist auch ein Planet, so dass solche Beobachtungen neue Hinweise darauf liefern könnten, wie Planeten entstehen und Staubscheiben beeinflussen.

Beta Pictoris

Die Staubscheibe um Beta Pictoris im sichtbaren Bereich des Lichts - oben im Jahr 1997, unten 2012. Der Stern selbst in der Mitte und dessen unmittelbare Umgebung wurden ausgeblendet. Bild: NASA, ESA sowie D. Apai und G. Schneider (University of Arizona)  [Großansicht]

Der Stern Beta Pictoris ist für Astronomen kein Unbekannter: Die rund 63 Lichtjahre von der Erde entfernte Sonne im Sternbild Maler war der erste junge Stern überhaupt, um den man eine Scheibe aus Gas und Staub entdeckt hatte. Von der Erde aus blicken wir direkt auf die Kante dieser Scheibe, was die Beobachtung deutlich vereinfacht. Außerdem scheint die Scheibe einen sehr hohen Anteil an Staub aufzuweisen, der das Licht des Sterns streut und die Scheibe dadurch heller erscheinen lässt.

Seit Entdeckung der Staubscheibe haben Astronomen Beta Pictoris immer wieder anvisiert, gelten doch solche Scheiben als Geburtsstätten von Planeten (astronews.com berichtete wiederholt). Und tatsächlich war es 2009 mit dem Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO gelungen, im Infraroten einen massereichen Gasplaneten um Beta Pictoris aufzuspüren. Er umkreist den Stern alle 18 bis 20 Jahre in einer Entfernung von etwa 1,4 Milliarden Kilometern.

Das neue, jetzt vorgestellte Hubble-Bild zeigt die Staubscheibe von Beta Pictoris bis in eine Entfernung von etwa einer Milliarde Kilometern vom Stern. Dies entspricht sechs bis sieben Astronomischen Einheiten und wäre in unserem Sonnensystem noch innerhalb der Bahn des Saturn. Der Stern selbst und der innerste Teil des Systems ist durch eine Blende verdeckt. Das gesamte Bild zeigt einen Bereich von mehreren Hundert Astronomischen Einheiten.

"Einige Computersimulationen sagen eine komplizierte Struktur für die innere Scheibe durch die gravitative Anziehungskraft des Gasriesen voraus", erläutert Dániel Apai von der University of Arizona in Tucson. "Die neuen Aufnahmen zeigen diese innere Scheibe und bestätigen die vorhergesagten Strukturen. Die Daten zeigen damit die Gültigkeit von Modellen, die uns dabei helfen könnten, extrasolare Planeten auch in anderen Scheiben aufzuspüren." Eine der Vorhersagen ist beispielsweise, dass die Scheibe im inneren Bereich etwas "verbogen" ist.

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Der Vergleich der jetzt vorgestellten Bilder im sichtbaren Bereich des Lichts, die auf Daten aus dem Jahr 2012 beruhen, mit Aufnahmen aus dem Jahr 1997 zeigen, dass sich die Verteilung des Staubs in der Scheibe über einen Zeitraum von 15 Jahren praktisch nicht geändert hat. Das deutet auf eine sehr gleichmäßige Struktur der Scheibe hin, da sich diese ja schließlich auch um den Stern dreht.

Obwohl mit Hubble inzwischen mehr als zwei Dutzend solcher Scheiben aus Staub und Gas um junge Sterne beobachtet wurden, ist die Scheibe um Beta Pictoris für die Wissenschaftler noch immer das erste und beste Beispiel für das Aussehen eines jungen Planetensystems. Allerdings haben Astronomen inzwischen gelernt, dass solche Scheiben in Bezug auf ihre Struktur und ihren Staubgehalt sehr verschieden sein können.

"Beta Pictoris gilt zwar als Prototyp für eine solche Scheibe, ist aber eventuell nicht unbedingt das beste Lehrbuchbeispiel", so Glenn Schneider von der University of Arizona. So sei die Scheibe ungewöhnlich staubig, was beispielsweise durch Kollisionen von planetengroßen Objekten oder Asteroiden in der Scheibe vor nicht allzu langer Zeit zu erklären wäre. Für solche Kollisionen würden auch gewisse Strukturen in der Scheibe sprechen.

Über die aktuellen Untersuchungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der jetzt in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.

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siehe auch
HARPS: Zwei Kometenfamilien um Beta Pictoris - 23. Oktober 2014
VLT: Die Länge der Tage auf Beta Pictoris b - 2. Mai 2014
ALMA: Kometenkollisionen um Beta Pictoris? - 7. März 2014
Gemini Planet Imager: Gasriesen um helle Sterne im Visier - 14. Januar 2014
Beta Pictoris: Bewegung eines Exoplaneten beobachtet - 10. Juni 2010
Beta Pictoris: Erste Planetenbeobachtung schon 1981? - 31. März 2009
Hubble: Die Staubscheiben von Beta Pictoris - 28. Juni 2006
Beta Pictoris: Kohlenstoff im Überfluss - 8. Juni 2006
Ferne Welten - die astronews.com Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten
Links im WWW
Fachartikel in ApJ (pdf-Download von hubblesite.org)
Hubblesite.org
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