Astronomen haben ein Sonnensystem mit ungewöhnlich viel Kohlenstoff entdeckt. Es könnte sich in dem Stadium befinden, in dem sich die felsigen Planeten bilden. NASAs FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) und Hubble beobachteten, dass das Gas um den Stern ziemlich gut mit der Zusammensetzung unseres eigenen Sonnensystems übereinstimmt. Die intensive Strahlung der Sterne sollte dieses Gas vertreiben, aber ionisierte Kohlenstoffatome wirken als Bremse, um es in Schach zu halten.
Astronomen entdeckten ungewöhnlich hohe Mengen an Kohlenstoff, die Grundlage allen terrestrischen Lebens, in einem Sonnensystem eines Säuglings um den nahe gelegenen Stern Beta Pictoris, 63 Lichtjahre entfernt. "Seit Jahren betrachten wir dieses früh entstehende Sonnensystem als eines, das möglicherweise dieselben Prozesse durchläuft wie unser eigenes Sonnensystem, als sich die felsigen Planeten, einschließlich der Erde, bildeten", kommentierte der Hauptautor Aki Roberge *, der das Sonnensystem begann Forschung während an Carnegies Abteilung für Erdmagnetismus. „Aber wir haben eine große Überraschung bekommen - es gibt viel mehr Kohlenstoffgas als wir erwartet hatten. Es ist etwas ganz anderes los. “ Die im Nature vom 8. Juni 2006 veröffentlichte Studie legt nahe, dass entweder kohlenstoffreiche Asteroiden oder Kometen, anders als in unserem eigenen Sonnensystem, verdampft sind oder dass Körper, die kohlenstoffhaltige Spezies wie Methan ausgasen, den merkwürdigen Kohlenstoffüberschuss beitragen .
Staubige, gasförmige Scheiben um Sterne sind die Geburtsorte von Planetensystemen. Die Carnegie-Forscherin Alycia Weinberger, Mitautorin der Studie, erklärt: „Da wir unser eigenes Sonnensystem nicht wie vor 4,5 Milliarden Jahren beobachten können, schauen wir uns junge Sterne an, um etwas über die Entwicklung planetbildender Scheiben zu erfahren. Letztendlich wollen wir die Umgebungen und Prozesse um andere Sterne verstehen, die zum Aufstieg des Lebens führen. “
Die neue Forschung wurde durch FUSE - Far Farviolet Spectroscopic Explorer der NASA - und Daten aus dem bildgebenden Spektrographen des Hubble-Weltraumteleskops ermöglicht. Beta Pictoris ist fast doppelt so groß wie unsere Sonne und zwischen 8 und 20 Millionen Jahre alt. Frühere Studien zeigten, dass das Gas um den Stern eine Zusammensetzung von Elementen hatte, die der in unserem eigenen Sonnensystem sehr ähnlich war. Die neuen Messungen markieren den „vollständigsten Bestand an Gas in einer Trümmerscheibe“ und können das Bild radikal verändern.
"Astronomen sind seit einiger Zeit verwirrt über die Existenz der Gasscheibe", kommentierte Roberge. "Die Strahlung des Sterns sollte das Gas wegblasen, damit wir überhaupt kein Gas sehen können, das den Stern umkreist." Lange Zeit glaubte man, dass es vielleicht eine verborgene Masse an Gas gab, vielleicht Wasserstoff, die den Abfluss bremste, genau wie Wasser einen Schwimmer verlangsamt. Nun glauben die Autoren, dass das mysteriöse Bremsmaterial der ionisierte Kohlenstoff ist (Atome, die ein Elektron verloren haben, wodurch sie eine positive Nettoladung erhalten). Ionen ziehen sich aufgrund elektrostatischer Kraft an und stoßen sich gegenseitig ab. Kohlenstoff wird nicht vom Stern weggeblasen, so dass der gesehene ionisierte Kohlenstoff die anderen gasförmigen Ionen sehr gut verlangsamt.
Was die Daten jedoch nicht beantworten, ist, was den Kohlenstoff überhaupt erst dorthin gebracht hat. Die Astronomen verglichen die Elementzusammensetzung des Gases mit der des Staubes von Halleys Kometen, einem sehr alten Meteoritentyp, und der Elementhäufigkeit unserer Sonne. "Es passte überhaupt nicht zusammen", bemerkte Roberge.
Das überraschend kohlenstoffreiche Gas zeigt in zwei mögliche Richtungen. Die Asteroiden und Kometen, die Beta Pictoris umkreisen, könnten große Mengen an kohlenstoffreichem Material wie Graphit und Methan enthalten. Planeten, die sich aus solchen Körpern gebildet haben, würden sich stark von denen im Sonnensystem unterscheiden und könnten methanreiche Atmosphären haben, wie Titan, ein Saturnmond. Oder die Beta Pictoris Asteroiden und Kometen könnten genau wie die in unserem Sonnensystem sein, als sie jung waren. Zu dieser Zeit könnten sie viel mehr organisches Material enthalten haben, als Asteroiden und Kometen heute erscheinen. Wenn ja, wurden mehr Bausteine des Lebens auf die frühe Erde geliefert, als bisher angenommen wurde.
Weinberger kommentierte, wie festgestellt werden kann, woher der Kohlenstoff stammt: „Wenn wir herausfinden könnten, wie kohlenstoffreich der Staub in der Nähe des Sterns ist, was mit zukünftigen großen Infrarot-Teleskopen möglich sein könnte, könnten wir herausfinden, ob der Staub plausibel ist Quelle des Kohlenstoffs. " Bei einer Auflösung eines Planetesimals würden alle in Meteoriten gefundenen Elemente erzeugt, sodass der Staub dem eines Meteoriten entspricht. Diese Kollisionen ereignen sich mit ziemlicher Sicherheit im Teil der Beta Pictoris-Scheibe in der Nähe des Sterns. Eisige Körper, ziemlich weit vom Stern entfernt, könnten flüchtiges Methan verlieren, aber kein Wasser. Und dies würde die Scheibe mit Kohlenstoff und Wasserstoff anreichern.
Sind Systeme wie Beta Pictoris häufig oder selten? Diese Informationen würden Wissenschaftlern helfen, die Auswirkungen der aktuellen Arbeit besser zu verstehen. Beta Pictoris ist bei weitem die am besten untersuchte Scheibe ihrer Art und die einzige, bei der das Gas so detailliert beobachtet wurde. Diese Situation wird sehr wahrscheinlich bis zum Aufkommen eines zukünftigen Ultraviolett-Weltraumteleskops oder großer bodengestützter Teleskopanlagen mit Radiowellenlängen wie dem Atacama Large Millimeter Array, das 2012 fertiggestellt werden soll, so bleiben.
Originalquelle: Carnegie-Pressemitteilung
