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TESS
Drei Kometen um Beta Pictoris
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Innsbruck
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22. Mai 2019

Seit Mitte vergangenen Jahres sucht das NASA-Weltraumteleskop TESS aus einer weiten Erdumlaufbahn nach Planeten und hat dabei auch den Stern Beta Pictoris ins Visier genommen. Hier machten Astronominnen und Astronomen nun eine faszinierende Entdeckung: Sie konnten in den Daten die Signale von drei Kometen nachweisen, die um Beta Pictoris kreisen.

Beta Pictoris

Illustration der Exokometen rund um Beta Pictoris. Bild: Michaela Pink [Großansicht]

Nur etwa ein Jahr nach dem Start der NASA-Mission TESS wurde in den Daten des Weltraumteleskops die ersten drei Kometen im Orbit des nahen Sterns Beta Pictoris entdeckt. Das Hauptziel von TESS ist es, nach Exoplaneten – also Planeten, die um andere Sterne kreisen – zu suchen. Die Erkennung der Signale der im Vergleich zu Planeten viel kleineren Exokometen erfordert die Analyse einer präzisen Lichtkurve, die nun dank der technischen Ausgereiftheit des neuen Weltraumteleskops erfasst werden kann.

Sebastian Zieba, Masterstudent im Team von Konstanze Zwintz am Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck, entdeckte das Signal der Exokometen, als er im März dieses Jahres die TESS-Lichtkurve von Beta Pictoris untersuchte. "Die Daten zeigten einen deutlichen Abfall der Intensität des Sternenlichts. Diese Schwankungen aufgrund der Verdunkelung durch ein Objekt im Orbit des Sterns können eindeutig auf einen Kometen zurückgeführt werden", freuen sich Zieba und Zwintz über die Entdeckung. In Zusammenarbeit mit Matthew Kenworthy von der Universität Leiden und Grant Kennedy von der Universität Warwick analysierten und interpretierten sie die Signale der Exokometen.

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Drei ähnliche Exokometen-Systeme wurden kürzlich bereits im Zuge von Datenanalysen der NASA-Mission Kepler um drei andere Sterne gefunden. Die Forscherinnen und Forscher gehen davon aus, dass Exokometen prinzipiell eher um noch junge Sterne gefunden werden. "Das Weltraumteleskop Kepler konzentrierte sich auf ältere Sterne ähnlich der Sonne in einem relativ kleinen Bereich am Himmel. TESS hingegen beobachtet Sterne am ganzen Himmel, darunter auch junge Sterne. Wir gehen daher von weiteren Entdeckungen dieser Art in Zukunft aus", erklärt Zwintz.

Der junge und sehr helle Stern Beta Pictoris ist in der Astronomie eine kleine Berühmtheit: "Bereits in den 1980er Jahren lieferten Untersuchungen von Beta Pictoris überzeugende Beweise für Planetensysteme um andere Sterne als unsere Sonne – ein Jahrzehnt bevor Exoplaneten überhaupt zum ersten Mal entdeckt wurden. Außerdem gab es bereits damals indirekte Belege für Kometen aufgrund von Beobachtungen einer speziellen Form des Verdampfens von Gas, das für Kometen charakteristisch ist", erklärt Zwintz.

Beta Pictoris ist mit einem Alter von etwa 23 Millionen Jahren ein relativ junger Stern, "ein junger, erwachsener Stern im Vergleich zum menschlichen Alter", so die Astronomin. Die Entdeckung von Exokometen um Beta Pictoris wurde bereits 1999 in einem Beitrag der Astrophysiker Alain Lecavelier des Etangs, Alfred Vidal-Madjar und Roger Ferlet vorhergesagt. "Wir freuen uns gemeinsam mit unseren Kollegen aus Leiden und Warwick diese Theorie nun endlich bestätigt zu haben", so Zieba und Zwintz.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erwarten in diesem Bereich noch zahlreiche weitere Kometen und Asteroiden zu entdecken, da es sich um einen jungen Stern handelt. "Wir wollen künftig Antworten darauf finden, wie häufig Exokometen vorkommen und ob ihre Anzahl mit zunehmendem Alter eines Sterns wirklich weniger wird. Informationen darüber sind deshalb wichtig, da wir durch die Analyse der Kometen rund um einen jungen Stern auch Rückschlüsse auf die Geschichte unseres eigenen Sonnensystems ziehen können. Denn wir wissen, dass unser Sonnensystem in 'jungen Jahren' wesentlich mehr Kometen aufwies", verdeutlicht Zwintz.

Die Forscherinnen und Forscher wollen künftig die Zusammensetzung der Exokometen beispielsweise auf ihren Wassergehalt untersuchen. Die Kometen selbst sind kleiner als Exoplaneten, haben aber sehr große Schweife, die bis zu viele Millionen Kilometer lang sein können. "Was wir sehen, ist nicht der Kometenkern selbst, sondern das Material, das vom Kometen abgeht. Die TESS-Daten sagen uns daher nicht, wie groß die Kometen waren: Das Ausmaß des Staubschweifes könnte sehr groß und nicht sehr dicht oder aber weniger groß und dafür dichter sein. Beide Situationen würden die gleiche Lichtkurve ergeben", erklärt Zwintz.

Über die Entdeckung berichtet das Team in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.

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Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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