Detaillierte Fotos des nahe gelegenen Sterns Beta Pictoris vom Hubble-Weltraumteleskop zeigen, dass er von zwei Staubscheiben umgeben ist. Zusätzliches Material wird vom Planeten angezogen und zu einer zweiten Scheibe geformt. Die Staubscheibe wurde zuerst 1984 von Bodenteleskopen entdeckt und 1995 von Hubble gesehen.
Detaillierte Bilder des nahe gelegenen Sterns Beta Pictoris, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA, bestätigen die Existenz von nicht einer, sondern zwei Staubscheiben, die den Stern umgeben. Die Bilder bieten verlockende neue Beweise für mindestens einen Planeten in Jupiter-Größe, der Beta Pictoris umkreist.
Der Befund beendet ein Jahrzehnt der Spekulation, dass eine merkwürdige Verzerrung in der Trümmerscheibe des jungen Sterns tatsächlich eine andere geneigte Scheibe sein könnte. Die aktuelle Ansicht der Hubble Advanced Camera for Surveys - das beste Bild von Beta Pictoris mit sichtbarem Licht - zeigt deutlich eine deutliche sekundäre Festplatte, die gegenüber der Hauptfestplatte um etwa 4 Grad geneigt ist. Die Sekundärscheibe ist bis zu 24 Milliarden Meilen vom Stern entfernt sichtbar und erstreckt sich wahrscheinlich noch weiter, sagten Astronomen.
Der Befund eines Teams von Astronomen unter der Leitung von David Golimowski von der Johns Hopkins University in Baltimore, Md., Erscheint in der Juni-Ausgabe 2006 des Astronomical Journal. Um die schwache Scheibe zu sehen, verwendeten Astronomen den Coronagraph der Advanced Camera for Surveys, der das Licht von Beta Pictoris blockierte. Die Scheibe ist schwächer als der Stern, weil ihr Staub nur Licht reflektiert.
Die beste Erklärung für die Beobachtungen ist, dass ein vermuteter unsichtbarer Planet, etwa ein- bis 20-mal so groß wie Jupiter und sich in einer Umlaufbahn innerhalb der Sekundärscheibe befindet, die Schwerkraft verwendet, um Material von der Primärscheibe aufzuwischen.
"Die Hubble-Beobachtung zeigt, dass es sich nicht nur um eine Kette handelt, sondern um zwei Staubkonzentrationen in zwei getrennten Scheiben", sagte Golimowski. „Die Ergebnisse legen nahe, dass sich Planetensysteme in zwei verschiedenen Ebenen bilden könnten. Wir wissen, dass dies passieren kann, weil die Planeten in unserem Sonnensystem normalerweise um mehrere Grad zur Erdumlaufbahn geneigt sind. Vielleicht sind Sterne, die mehr als eine Staubscheibe bilden, in den Gründungsjahren eines Sternensystems die Norm. “
Dynamische Computermodelle von David Mouillet und Jean-Charles Augereau vom Grenoble Observatory in Frankreich legen nahe, wie sich eine sekundäre Staubscheibe bilden kann. Ein Planet in einer geneigten Umlaufbahn zieht durch Gravitation kleine Gesteins- und / oder Eiskörper, sogenannte Planetesimale, von der Hauptscheibe an und bewegt sie in eine Umlaufbahn, die mit der des Planeten ausgerichtet ist. Diese gestörten Planetesimalen kollidieren dann miteinander und erzeugen die gekippte Staubscheibe, die in den neuen Hubble-Bildern zu sehen ist.
Astronomen wissen nicht, wie sich der Planet, falls er existiert, in einer geneigten Umlaufbahn niedergelassen hat. Computersimulationen mehrerer Forschungsteams zeigen jedoch, dass Planetenembryonen, die in einer sehr dünnen Ebene beginnen, durch Gravitationswechselwirkungen schnell in Bahnen streuen können, die zur Primärscheibe geneigt werden. Unabhängig vom Prozess ist die Neigung des vermuteten störenden Planeten in Beta Pictoris um vier Grad nicht unähnlich der Ausbreitung um mehrere Grad, die in unserem Sonnensystem zu beobachten ist.
"Die tatsächliche Lebensdauer eines Staubkorns ist relativ kurz, vielleicht einige hunderttausend Jahre", erklärte Golimowski. "Die Tatsache, dass wir diese Scheiben immer noch um einen 10 bis 20 Millionen Jahre alten Stern sehen können, bedeutet, dass der Staub durch Kollisionen zwischen Planetesimalen wieder aufgefüllt wird."
Beta Pictoris befindet sich 63 Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Pictor. Obwohl der Stern viel jünger als die Sonne ist, ist er doppelt so massiv und neunmal leuchtender. Beta Pictoris trat vor über 20 Jahren ins Rampenlicht, als der Infrarot-Astronomische Satellit der NASA überschüssige Infrarotstrahlung des Sterns entdeckte. Astronomen führten diesen Überschuss auf das Vorhandensein von warmem zirkumstellarem Staub zurück.
Die Staubscheibe wurde erstmals 1984 mit bodengestützten Teleskopen abgebildet. Diese Bilder zeigten, dass die Scheibe von der Erde aus fast am Rand zu sehen ist. Hubble-Beobachtungen im Jahr 1995 zeigten eine offensichtliche Verwerfung der Scheibe.
Nachfolgende Bilder, die im Jahr 2000 mit Hubbles Space Telescope Imaging Spectrograph aufgenommen wurden, bestätigten die Verzerrung. Die letztere Studie wurde von Sara Heap vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md., Geleitet. Zu dieser Zeit schlugen Heap und ihre Kollegen vor, dass die Kette eine Sekundärscheibe sein könnte, die etwa 4 Grad von der Hauptscheibe geneigt ist. Mehrere Astronomenteams führten die Verzerrung auf einen Planeten in einer geneigten Umlaufbahn außerhalb der Ebene der Hauptscheibe zurück.
Astronomen, die bodengestützte Teleskope verwendeten, fanden auch verschiedene Asymmetrien in der Sternscheibe. Infrarotbilder, die 2002 vom Keck II-Observatorium in Hawaii aufgenommen wurden, zeigten, dass in einer Region von der Größe unseres Sonnensystems eine weitere, kleinere innere Scheibe um den Stern herum vorhanden sein kann. Golimowskis Team hat die Festplatte nicht erkannt, da sie klein ist und durch den Coronagraph der Advanced Camera blockiert wird. Diese mögliche innere Scheibe ist gegenüber der in den neuen Hubble-Bildern gezeigten Scheibe in die entgegengesetzte Richtung geneigt. Diese Fehlausrichtung impliziert, dass die gekippten Scheiben nicht direkt miteinander verbunden sind. Trotzdem können beide Beweise für die Existenz eines oder mehrerer Planeten liefern, die den Stern umkreisen.
Bilder und weitere Informationen zu Beta Pictoris finden Sie im Internet unter: http://hubblesite.org/news/2006/25
Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein internationales Kooperationsprojekt zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation. Das Space Telescope Science Institute wird für die NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington, betrieben.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
