Zwei der großen Observatorien der NASA, das Spitzer-Weltraumteleskop und das Hubble-Weltraumteleskop, haben Astronomen einen beispiellosen Blick auf staubige Planetenreste um Sterne von der Größe unserer Sonne gewährt.
Spitzer hat zum ersten Mal staubige Scheiben um reife, sonnenähnliche Sterne entdeckt, von denen bekannt ist, dass sie Planeten haben. Hubble hat das detaillierteste Bild einer helleren Scheibe aufgenommen, die einen viel jüngeren sonnenähnlichen Stern umkreist. Die Ergebnisse bieten „Momentaufnahmen“ des Prozesses, durch den sich unser eigenes Sonnensystem entwickelt hat, von seinen staubigen und chaotischen Anfängen bis zu seinem festeren heutigen Zustand.
„Junge Sterne haben riesige Reservoire an Planetenbaumaterialien, während ältere nur noch Trümmerhaufen haben. Hubble sah die Stauseen und Spitzer, die Trümmer “, sagte Dr. Charles Beichman vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien. Er ist Hauptautor der Spitzer-Studie. "Dies zeigt, wie sich die beiden Teleskope ergänzen", fügte er hinzu.
Der von Hubble beobachtete junge Stern ist 50 bis 250 Millionen Jahre alt. Dies ist alt genug, um theoretisch Gasplaneten zu haben, aber jung genug, dass sich noch felsige Planeten wie die Erde bilden können. Die sechs älteren Sterne, die von Spitzer untersucht wurden, sind durchschnittlich 4 Milliarden Jahre alt und fast so alt wie die Sonne. Es ist bekannt, dass sie Gasplaneten haben, und es können auch felsige Planeten vorhanden sein. Vor den Befunden wurden Ringe aus Planetenresten oder „Trümmerscheiben“ um Sterne von der Größe der Sonne selten beobachtet, da sie schwächer und schwieriger zu sehen sind als solche um massereichere Sterne.
"Das neue Hubble-Bild gibt uns den bisher besten Blick auf reflektiertes Licht von einer Scheibe um einen Stern, der Masse der Sonne", sagte der Hauptautor der Hubble-Studie, Dr. David Ardila von der Johns Hopkins University in Baltimore. "Im Grunde zeigt es eine der möglichen Vergangenheiten unseres eigenen Sonnensystems", sagte er.
Trümmerscheiben um ältere Sterne, die genauso groß und alt sind wie unsere Sonne, einschließlich solcher, die bekannte Planeten beherbergen, sind noch schwerer zu erkennen. Diese Scheiben sind 10 bis 100 Mal dünner als die um junge Sterne. Spitzers hochempfindliche Infrarotdetektoren konnten zum ersten Mal ihr warmes Leuchten spüren.
"Spitzer hat die erste direkte Verbindung zwischen Planeten und Scheiben hergestellt", sagte Beichman. "Jetzt können wir die Beziehung zwischen den beiden untersuchen." Diese Studien werden künftigen Planetenjagdmissionen helfen, darunter der Terrestrial Planet Finder der NASA und die Space Interferometry Mission, um vorherzusagen, welche Sterne Planeten haben. Das Finden und Studieren von Planeten um andere Sterne ist ein zentrales Ziel der NASA-Erkundungsmission.
Felsige Planeten entstehen aus großen Staubwolken, die junge Sterne umhüllen. Staubpartikel kollidieren und kleben zusammen, bis sich schließlich ein Planet bildet. Manchmal krachen die sich ansammelnden Körper zusammen und zerbrechen. Die Trümmer dieser Kollisionen sammeln sich in riesigen Donut-förmigen Scheiben, deren Zentren von umlaufenden Planeten herausgeschnitten werden können. Mit der Zeit verblassen die Scheiben und eine kleinere, stabile Trümmerscheibe, wie der mit Kometen gefüllte Kuipergürtel in unserem eigenen Sonnensystem, ist alles, was übrig bleibt.
Die von Hubble abgebildete Trümmerscheibe umgibt den sonnenähnlichen Stern HD 107146, der 88 Lichtjahre entfernt liegt. John Krist, ein JPL-Astronom, verwendete Hubble auch, um eine weitere Scheibe um einen kleineren Stern, einen roten Zwerg namens AU Microscopii, aufzunehmen, der 32 Lichtjahre entfernt und nur 12 Millionen Jahre alt ist. Die Hubble-Ansicht zeigt eine Lücke in der Scheibe, in der Planeten möglicherweise Staub aufgefegt und einen Weg frei gemacht haben. Die Scheibe um HD 107146 hat auch eine innere Lücke.
Beichman und seine Kollegen von JPL und der University of Arizona, Tucson, scannten mit Spitzer 26 ältere sonnenähnliche Sterne mit bekannten Planeten und fanden sechs mit Kuipergürtel-ähnlichen Trümmerscheiben. Die Sterne sind zwischen 50 und 160 Lichtjahre entfernt. Ihre Scheiben sind etwa 100-mal schwächer als die kürzlich von Hubble abgebildeten und etwa 100-mal heller als die Trümmerscheiben um die Sonne. Diese Scheiben sind auch durch Löcher in ihrer Mitte unterbrochen.
Beide Hubble-Bilder wurden mit der fortschrittlichen Kamera für Umfragen aufgenommen. Sie werden im Astronomical Journal und im Astrophysical Journal Letters veröffentlicht. Die Spitzer-Beobachtungen stammen vom Multiband-Imaging-Photometer und werden im Astrophysical Journal veröffentlicht.
Das Space Telescope Science Institute (STScI) wird von der Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) für die NASA im Auftrag des Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, betrieben. Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
