Astronomen haben die ersten Beweise dafür gefunden, dass eisige Kometen einen sonnenähnlichen Stern in 160 Lichtjahren Entfernung von der Erde umkreisen.
Illustration des Staubrings, der HD 181327 umgibt. Bild über Amanda Smith, University of Cambridge.
Ein internationales Team von Astronomen hat die ersten Hinweise darauf gefunden, dass eisige Kometen einen nahe gelegenen sonnenähnlichen Stern umkreisen.
Ihre Studie, veröffentlicht am 23. Mai 2016 in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical SocietyDies ist ein erster Schritt, um die Eigenschaften von Kometenwolken um sonnenähnliche Sterne unmittelbar nach ihrer Geburt zu bestimmen, und könnte einen Einblick in die Entwicklung unseres eigenen Sonnensystems geben.
Mithilfe von Daten aus dem Atacama Large Millimeter Array (ALMA) konnten die Forscher sehr geringe Mengen an Kohlenmonoxidgas um den Stern in Mengen nachweisen, die mit den Kometen in unserem eigenen Sonnensystem übereinstimmen.
Kometen sind im Wesentlichen „schmutzige Schneebälle“ aus Eis und Gestein, manchmal mit einem Staubschwanz und verdunstetem Eis, das sich dahinter befindet, und werden früh in der Entwicklung von Sternensystemen gebildet. Sie sind typischerweise in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems zu finden, werden jedoch am deutlichsten sichtbar, wenn sie die inneren Regionen besuchen. Zum Beispiel besucht Halleys Komet alle 75 Jahre das innere Sonnensystem, einige brauchen zwischen den Besuchen 100.000 Jahre, andere nur einmal, bevor sie in den interstellaren Raum geworfen werden.
ALMA-Bild des Kometenrings um HD 181327 (Farben wurden geändert). Die weißen Konturen repräsentieren die Größe des Kuipergürtels im Sonnensystem. Bild über Amanda Smith, University of Cambridge.
Man geht davon aus, dass die Erde bei der Entstehung unseres Sonnensystems eine felsige Einöde war, ähnlich wie heute der Mars, und dass Kometen, die mit dem jungen Planeten kollidierten, viele Elemente und Verbindungen mit sich brachten, darunter auch Wasser.
Der Stern in dieser Studie, HD 181327, hat eine um 30% größere Masse als die Sonne und befindet sich 160 Lichtjahre entfernt in der Painter-Konstellation. Das System ist ungefähr 23 Millionen Jahre alt, während unser Sonnensystem 4,6 Milliarden Jahre alt ist.
Sebastián Marino ist Doktorand am Cambridge Institute of Astronomy und Hauptautor der Arbeit. Marino sagte in einer Erklärung:
Junge Systeme wie dieses sind sehr aktiv, Kometen und Asteroiden prallen aufeinander und auf Planeten. Das System hat eine ähnliche Eiszusammensetzung wie unser eigenes, daher ist es gut zu studieren, um zu erfahren, wie unser Sonnensystem zu Beginn seiner Existenz ausgesehen hat.
Mit ALMA beobachteten die Astronomen den Stern, der von einem Staubring umgeben ist, der durch die Kollisionen von Kometen, Asteroiden und anderen Körpern verursacht wird. Es ist wahrscheinlich, dass sich auf diesem Stern Planeten in seiner Umlaufbahn befinden, aber mit aktuellen Teleskopen sind sie nicht zu erkennen.
Um das mögliche Vorhandensein von Kometen festzustellen, suchten die Forscher mit ALMA nach Gassignaturen, da die gleichen Kollisionen, durch die sich der Staubring bildete, auch zur Freisetzung von Gas führen sollten. Bisher wurde ein solches Gas nur an wenigen Sternen nachgewiesen, die alle wesentlich massereicher als die Sonne sind. Mithilfe von Simulationen zur Modellierung der Systemzusammensetzung konnten sie das Signal-Rausch-Verhältnis in den ALMA-Daten erhöhen und sehr geringe Mengen an Kohlenmonoxidgas nachweisen.
Der Koautor der Studie, Luca Matrà, ist Doktorand am Cambridge Institute of Astronomy. Matrà sagte:
Dies ist die niedrigste Gaskonzentration, die jemals in einem Gürtel aus Asteroiden und Kometen festgestellt wurde. Die von uns festgestellte Gasmenge entspricht einer Eiskugel mit einem Durchmesser von 200 Kilometern. Dies ist beeindruckend, wenn man bedenkt, wie weit der Stern entfernt ist. Es ist erstaunlich, dass wir dies jetzt mit exoplanetaren Systemen tun können.