Jeden Tag kann das Äquivalent von zwei Kometen mit einer Größe von 10 Kilometern oder von 2.000 Kometen mit einer Größe von 1 Kilometer in kleine, flockige Staubpartikel zerkleinert werden, die die Fomalhaut umkreisen.
Der helle Stern Fomalhaut - ungefähr 25 Lichtjahre entfernt im Sternbild Piscis Austrinus the Southern Fish - könnte der Ort von Kollisionen sein, die täglich bis zu Tausenden von eisigen Kometen zerstören, gaben Astronomen heute (11. April 2012) bekannt. Zu dieser Schlussfolgerung gelangten diese Astronomen, nachdem sie den Staubgürtel um die Fomalhaut mit dem Herschel-Weltraumobservatorium der ESA untersucht hatten. Diese Astronomen bestätigten auch die Existenz eines möglichen Planeten, Fomalhaut b, in der Umlaufbahn um diesen Stern.
Es wird angenommen, dass Fomalhaut ein junger Stern ist, der nur 100 bis 300 Millionen Jahre alt ist. Es ist etwa doppelt so massiv wie unsere Sonne und hat eine kürzere Lebensdauer von nur etwa einer Milliarde Jahren. In gewisser Weise ist das Studium dieses Sterns ein Blick zurück in die frühe Geschichte unseres Sonnensystems.
Staubgürtel um den hellen Stern Fomalhaut, im fernen Infrarot vom Herschel-Weltraumobservatorium aus gesehen. Diese neuen Bilder dieses Staubgürtels zeigen den Gürtel detaillierter als je zuvor bei Wellenlängen im fernen Infrarot. Bildnachweis: ESA
Sehen Sie den hellen Fleck im Bild oben auf einer Seite des Gürtels? Fomalhaut ist etwas außermittig und näher an der Südseite des Gürtels, und daher ist die Südseite wärmer und heller als die Nordseite. Zu dieser Schlussfolgerung gelangten der Astronom Bram Acke von der Universität Leuven in Belgien und seine Kollegen, als sie die Temperaturen im Staubgürtel von Fomalhaut über die Daten des Herschel-Weltraumobservatoriums analysierten. Sie fanden Temperaturen im Staubgürtel von Fomalhaut zwischen –230 und –170 ° C.
Die Herschel-Temperaturdaten zeigen auch die Möglichkeit eines anhaltenden Kometenmassakers in diesem jungen Sonnensystem. Die Temperaturen stimmen mit dem Vorhandensein kleiner fester Partikel im Staubband von Fomalhaut überein, deren Partikelgröße nur wenige Millionstel Meter übersteigt. Laut Acke und Kollegen stand diese Schlussfolgerung jedoch im Widerspruch zu früheren Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops, die darauf hindeuteten, dass feste Körner mehr als zehnmal größer waren. Die Auflösung des Paradoxons führte zu der Idee eines Kometenmassakers, das sich jetzt um Fomalhaut herum abspielt. Laut einer Pressemitteilung:
Diese Beobachtungen sammelten Sternenlicht, das von den Körnern im Gürtel gestreut wurde, und zeigten, dass es bei Hubbles sichtbaren Wellenlängen sehr schwach war, was darauf hindeutet, dass die Staubpartikel relativ groß sind. Dies scheint jedoch mit der von Herschel im fernen Infrarot gemessenen Temperatur des Gürtels unvereinbar zu sein.
Um das Paradoxon aufzulösen, schlagen Dr. Acke und Kollegen vor, dass die Staubkörner große, flauschige Aggregate sein müssen, ähnlich wie Staubpartikel, die von Kometen in unserem eigenen Sonnensystem freigesetzt werden.
Diese hätten sowohl die korrekten thermischen als auch die streuenden Eigenschaften. Dies führt jedoch zu einem anderen Problem.
Das helle Sternenlicht von Fomalhaut sollte sehr schnell kleine Staubpartikel aus dem Gürtel blasen, aber solche Körner scheinen dort in Hülle und Fülle zu bleiben.
Der einzige Weg, diesen Widerspruch zu überwinden, besteht darin, den Gürtel durch kontinuierliche Kollisionen zwischen größeren Objekten in der Umlaufbahn um Fomalhaut wieder zu versorgen und neuen Staub zu erzeugen.
Um den Gürtel zu erhalten, muss die Kollisionsrate beeindruckend sein: Jeden Tag können zwei Kometen mit einer Größe von 10 Kilometern oder 2.000 Kometen mit einer Größe von 1 Kilometer zu kleinen, flockigen Staubpartikeln zerkleinert werden, die die Fomalhaut umkreisen.
Diese Wissenschaftler fügten hinzu, dass, um die Kollisionsrate so hoch zu halten, dazwischen liegen muss 260 Milliarden und 83 Billionen Kometen im gürtel, je nach größe. Es wird angenommen, dass unser eigenes Sonnensystem eine ähnliche Anzahl von Kometen in seiner Oort-Wolke hat, die sich aus Objekten gebildet hat, die von einer die Sonne umgebenden Scheibe gestreut wurden, als es jung war, wie es jetzt Fomalhaut ist.
Das Hubble-Weltraumteleskop hat zu Beginn dieses Jahrhunderts Bilder wie dieses von Fomalhaut aufgenommen. Dieses Bild zeigt den möglichen Standort des unbestätigten Planeten Fomalhaut b in den Jahren 2004 und 2006. Das neuere Bild des Herschel-Weltraumobservatoriums bestätigt die Möglichkeit dieses Planeten. Bildnachweis: NASA, ESA, P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, E. Kite (Universität von Kalifornien, Berkeley), M. Clampin (Goddard Space Flight Center der NASA), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory) und K. Stapelfeldt und J. Krist (NASA Jet Propulsion Laboratory)
Das Bild oben ist ein zusammengesetztes Hubble-Weltraumteleskop aus den Jahren 2004 und 2006. Es zeigt die Bewegung eines möglichen Planeten, Fomalhaut b, im Orbit um Fomalhaut. Die neuen Herschel-Bilder der Staubscheibe von Fomalhaut bestätigen die mögliche Präsenz dieses Planeten. Es wird angenommen, dass sowohl die Enge als auch die Asymmetrie der Herschel-Bilder auf die Schwerkraft des Planeten zurückzuführen sind.
Ich erinnere mich an die Aufregung in den 1980er Jahren, als der IRAS-Satellit zum ersten Mal entdeckte, dass ein Staubgürtel Fomalhaut umkreist. Diese Entdeckung erfolgte vor der Entdeckung von Planeten, die andere Sterne umkreisen (seit dem 8. April 2012 sind 763 extrasolare Planeten bekannt). Der Staubgürtel um Fomalhaut wurde als mögliches Zeichen für ein Planetensystem in Formation angesehen, als er in den 1980er Jahren gefunden wurde. Es war einer der ersten tatsächlichen Beweise dafür, dass Planetensysteme tatsächlich existieren.
Wenn der neue Planet bestätigt wird, wird Fomalhaut nach dem Stern Pollux im Sternbild Zwillinge und unserer eigenen Sonne der dritthellste Stern sein, von dem angenommen wird, dass er einen umlaufenden Planeten hat. Das wird spannend, denn Fomalhaut ist ein so bekannter und beliebter Star. Es ist für irdische Beobachter auf der Nordhalbkugel in unseren Herbstmonaten sichtbar, wenn es als einziger heller Stern auf einer sonst leer aussehenden Fläche des Nachthimmels erscheint (natürlich nicht wirklich leer, aber es fehlen nur andere helle Sterne). Fomalhaut wird manchmal als "Herbststern" bezeichnet - oder als "einsamster Stern", weil es so einsam aussieht. Wenn sich sein Planet bestätigt, wird er weniger einsam sein, und wir auf der Erde werden in der Lage sein, auf diesen hellen Stern zu blicken und uns seine umlaufende Welt vorzustellen.
Eine künstlerische Darstellung von Fomalhaut b, einem Planeten, der 2008 in der Umlaufbahn um den Stern Fomalhaut gefunden wurde. Bildnachweis: ESA, NASA und L. Calcada
Fazit: Astronomen, die Temperaturdaten vom umlaufenden Herschel-Weltraumobservatorium untersuchen, glauben nun, dass es um Fomalhaut, einem der hellsten Sterne unseres Himmels, ein "Kometenmassaker" gibt. Die Bilder des Herschel-Weltraumobservatoriums im fernen Infrarot enthüllen mehr Details über den umlaufenden Staubring von Fomalhaut als je zuvor und deuten auch auf die Kometenkollision hin und unterstützen einen möglichen Planeten, Fomalhaut b, im Orbit um diesen Stern.