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Sonntag, 25.09.2016
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Leuchtender Staub fremder Sterne

Astronomen beobachten exozodiakales Licht in fremden Planetensystemen

Geheimnisvolles Leuchten: Astromomen haben um nahe Sterne erstmals ein Phänomen sichtbar gemacht, dass auch bei uns den Abendhimmel erhellen kann: Zodiakallicht. Dieses schwache, geisterhafte Leuchten entsteht, wenn das Sonnenlicht von Staubteilchen im All reflektiert wird. Beobachtet man es um fremde Sterne, kann das helfen, erdähnliche Planeten aufzuspüren – denn bei ihrer Bildung entsteht der meiste Staub.
Zodiakallicht über dem La Silla-Observatorium in Chile

Zodiakallicht über dem La Silla-Observatorium in Chile

Das Phänomen des Zodiakallichts ist von dunklen Standorten aus auch bei uns sichtbar: Ein bis zwei Stunden vor der Mordendämmerung oder nach der Abenddämmerung scheint ein schwaches Leuchten den Horizont zu erhellen. An dunklen Standorten kann das Phänomen sogar einer verschwommenen Pyramide aus Licht ähneln. Sie entsteht, weil das Licht der Sonne von Staub und anderen kleinen Partikeln reflektiert wird, der im Sonnensystem verteilt ist. Die Teilchen entstanden aus Kollisionen zwischen Asteroiden, wurden aber auch von ausgasenden Kometen bei ihrer Passage in Sonnennähe hinterlassen.

Erst eine Teleskop-Kombination machte es sichtbar


Dieses Zodiakallicht auch um fremde Sterne sichtbar zu machen, ist nicht einfach, weil das blendende Licht des Sterns das schwache Leuchten überstrahlt. Astronomen um Steve Ertel von der Universität von Grenoble haben dafür das Very Large Telescope Interferometer (VLTI) bis an seine Grenzen ausgereizt. Die Interferometrie kombiniert Licht, das zur selben Zeit mit mehreren Teleskopen einfangen wurde und kann daher erheblich besseren Kontrast und Auflösung erreichen als gewöhnliche Teleskope.

Mit Hilfe dieses Systems beobachteten die Astronomen 92 nahegelegene Sterne und entdeckten tatsächlich bei neun davon sehr helles exozodiakales Licht. Dieses ist rund tausendfach heller als das Zodiakallicht in unserem Sonnensystem und wird durch das Leuchten heißer Staubkörner oder durch die Reflektion von Sternlicht an diesen Staubkörnern erzeugt.


So könnte das exozodiakale Licht von einem fremden Planeten aus aussehen.

So könnte das exozodiakale Licht von einem fremden Planeten aus aussehen.

Kollision von Planeten-Bausteinen


Ähnlich wie in unserem Sonnensystem ist auch der Staub des exozodiakalen Lichts durch die Kollision von Asteroiden und Planetenbruchstücken von einigen wenigen Kilometern Größe entstanden. Überraschend an den Beobachtungen: Am meisten leuchtenden Staub fanden die Astronomen um ältere Sterne. Das allerdings wirft einige Fragen auf, denn bisher ging man davon aus, dass die stauberzeugenden Gesteinsbröckchen in einem Planetensystem mit der Zeit immer weniger werden, weil sie durch ständige Kollisionen zerstört werden und sich der Staub auf größeren Himmelskörpern absetzt.

Da die kollidierenden Planetesimale auch eine wichtige Rolle für die Bildung von Planeten spielen, kann das Exozodiakallicht auch etwas über mögliche Planeten um fremde Sternen verraten. "Wenn wir die Entstehung der erdähnlichen Planeten nahe der habitablen Zone untersuchen wollen, müssen wir den zodiakalen Staub in dieser Region um andere Sterne herum beobachten", sagt Ertel. “Das Aufspüren und Charakterisieren dieser Art von Staub um andere Sterne herum ist eine Möglichkeit, die Architektur und Entstehung von Planetensystemen zu studieren."

Gut und schlecht zugleich


Umgekehrt könnte aber die Anwesenheit großer Mengen an Staub in den inneren Regionen um einige Sterne in der Zukunft auch ein Hindernis bei der direkten Abbildung von erdähnlichen Planeten darstellen. Denn die exozodiakale Staubemission, auch auf niedrigem Niveau, macht es bedeutend schwieriger, erdähnliche Planeten durch direkte Aufnahmen zu entdecken.

"Die hohe Entdeckungsrate auf diesem Helligkeitsniveau lässt uns vermuten, dass es eine bedeutende Anzahl von Systemen gibt, die leuchtschwächeren Staub enthalten, der mit unseren Methoden nicht mehr beobachtbar ist, aber trotzdem viel heller wäre als der zodiakale Staub des Sonnensystems", erklärt Olivier Absil, Koautor des Artikels von der Universität Lüttich. "Die Anwesenheit solchen Staubes in vielen Systemen könnte deshalb ein Hindernis für zukünftige Beobachtungen werden, die darauf abzielen, direkte Bilder von erdähnlichen Exoplaneten zu machen."
(European Southern Observatory - ESO, 04.11.2014 - NPO)
 
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