Hubble entdeckte, wie Exokometen in jungen Stern stürzen
Interstellare Prognose für einen nahe gelegenen Stern: Es regnet Kometen! Das Hubble- Weltraumteleskop hat Kometen entdeckt, die in den Stern HD 172555 eintauchen. Der Stern ist erst jugendliche 33 Millionen Jahre alt und 95 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Die Exokometen – Kometen außerhalb unseres Sonnensystems – wurden nicht direkt bei dem Stern gesehen, aber auf ihre Anwesenheit wurde durch das Vorhandensein von Gas geschlossen, welches vermutlich von den verdampfenden Resten ihrer eisigen Kerne stammt.
HD 172555 ist das dritte extrasolare System, in dem Astronomen zum Untergang verurteilte Kometen entdeckt haben. Alle diese Systeme sind jung, weniger als 40 Millionen Jahre alt.
Das Vorhandensein dieser todgeweihten Kometen liefert Indizien für die Existenz eines unsichtbaren Planeten von der Größe Jupiters, dessen Schwerkraft Unruhe in das System bringt, wenn er durch seinen Gravitationseinfluss die Kometen ablenkt und in den Stern katapultiert. Solche Ereignisse liefern auch neue Einblicke in die vergangene und gegenwärtige Aktivität der Kometen in unserem Sonnensystem. Es ist dies ein Mechanismus, bei dem zur Sonne fallende Kometen Wasser auf die Erde und die anderen inneren Planeten unseres Sonnensystems transportiert haben könnten.
Astronomen fanden ähnliche Stürze in die Sonne in unserem eigenen Sonnensystem. Sungrazer-Kometen fallen immer wieder in unsere Sonne. Wenn wir diese Sungrazer-Kometen in unserem Sonnensystem und in drei extrasolaren Systemen beobachten können, bedeutet dies, dass diese Aktivität in jungen Sternsystemen häufig vorkommt“, sagte die Studienleiterin Carol Grady von Eureka Scientific Inc in Oakland, Kalifornien und vom Goddard Space Flight der NASA in Greenbelt, Maryland. „Eine solche Aktivität auf ihrem Höhepunkt stellt die aktive Jugendzeit eines Sterns dar. Die Beobachtung dieser Ereignisse gibt uns Einblick in das, was in den frühen Tagen unseres eigenen Sonnensystems vermutlich stattfand, als Kometen auf die inneren Planeten, einschließlich der Erde, niederprasselten. Dies Sungrazer-Kometen ermöglichten vermutlich das Leben auf der Erde, weil sie Wasser und andere lebensspendende Elemente wie Kohlenstoff auf terrestrische Planeten brachten.
Grady präsentierte die Ergebnisse ihres Teams am 6. Jänner auf der Wintertagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft in Grapevine, Texas.
Der Stern ist Mitglied des Beta Pictoris Bewegungshaufen, einer Ansammlung von Sternen, die aus der gleichen interstellaren Wolke hervorgegangen sind. Es ist das zweite Gruppenmitglied, das solche Kometen beherbergt. Bei Beta Pictoris, dem Namensgeber der Gruppe, wurden auch Exokometen gefunden, die ihrem Stern zu nahe kommen. In der gewaltigen Gas- und Staubscheibe, die diesen Stern umgibt, wurde ein junger Gasriesenplanet beobachtet.
Es ist wichtig, den Beta Pictoris Bewegungshaufen zu studieren, weil es die engste Ansammlung junger Sterne in der Nähe unseres Sonnensystems ist. Mindestens 37,5 Prozent der massiveren Sterne in der Gruppe haben entweder einen direkt abgebildeten Planeten wie 51 Eridani b im System 51 Eridani, oder ins Zentrum stürzende Objekte. Oder wie bei Beta Pictoris beide Arten von Objekten. Die Gruppierung geschieht in jenem Alter eines Systems, in dem es terrestrische Planeten bauen sollte, sagte Grady.
Erstmals entdeckte ein Team von französischen Astronomen die Exokometen bei HD 172555 beim Durchforsten von Archivdaten, die zwischen 2004 und 2011 mit dem Spektrographen HARPS auf La Sillas 3,6 m Teleskop aufgenommen worden sind. Der HARPS-Spektrograph entdeckte die chemischen Fingerabdrücke von Kalzium, die ins Sternenlicht eingeprägt wurden und als Nachweis von Kometen ähnlichen Objekten interpretiert wird, die in den Stern stürzten.
Als Folge dieser Entdeckung benützte das Team vom Hubble Space Telescope im Jahr 2015 den Imaging Spektrograph (STIS) und den Cosmic Origins Spektrograph (COS) um eine spektrographische Analyse im Ultravioletten Licht durchzuführen, wodurch Hubble die Signatur bestimmter Elemente identifizieren kann. Hubble machte zwei Beobachtungen im Abstand von sechs Tagen.
Das Teleskop erkannte im Sternenlicht Silizium und Kohlenstoffgas. Das Gas bewegte sich mit etwa 576 000 Kilometern pro Stunde über die Sternscheibe. Die wahrscheinlichste Erklärung für das schnelle Gas ist, dass Hubble das Material von Kometen ähnlichen Objekten sah, die auseinander gebrochen sind, nachdem sie den Stern streiften.
Der gasförmige Staub der zerfallenden Kometen ist weit über den Stern verteilt. „Dieses verdampfende Material ist leicht zu erkennen, weil es sehr große Strukturen hat“ sagte Grady. „Im Gegensatz dazu ist es viel schwieriger, einen kleinen vorübergehenden Exoplaneten aufzuspüren, weil nach winzigen Abschwächungen im Sternenlicht gesucht werden muss.“
Das Team von Grady hofft, STIS wieder für Folgebeobachtungen verwenden zu können, um nach Sauerstoff und Wasserstoff zu suchen, was die Identität der zerfallenden Objekte als Kometen bestätigen würde.
„Hubble ermöglichte es zu erkennen, dass diese „Stern-Grazer“ wie Kometen aussehen und sich wie diese bewegen, aber bevor wir nicht ihre Zusammensetzung bestimmen können, können wir nicht wirklich bestätigen, dass es Kometen sind“, sagte Grady. „Wir brauchen zusätzliche Informationen um festzustellen, ob diese „Stern-Grazer“ eisig wir Kometen oder felsig wie Asteroiden sind.“
11. Jänner 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
