Neue Untersuchung von Exokometengürteln verändert unser Wissen über Planetensysteme
- Was ist der riesige Trümmergürtel hinter Neptun?
- Wie Astronomen ähnliche Gürtel um andere Sterne untersuchen
- Was uns diese Gürtel über die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen verraten
Saturn, Uranus, Neptun und … Diejenigen von Ihnen, die den Satz mit „Pluto“ fortgesetzt haben, wissen es bereits: Jenseits der Umlaufbahn des Neptuns lauern noch weitere Objekte. Hunderttausende von Objekten umkreisen unser Sonnensystem im sogenannten Kuipergürtel. Eine einzigartige Untersuchung hat nun insgesamt 74 weitere ähnliche Gürtel entdeckt, die Planetensysteme in der Nähe unseres eigenen umkreisen. Astronomen haben herausgefunden, dass die Untersuchung dieser Gürtelsammlung in allen Formen, Altern und Größen uns viel über die Entstehung und Entwicklung von Planetensystemen, einschließlich unseres eigenen, lehren kann.
om Staub zum Band
Der Edgeworth-Kuiper-Gürtel (oder einfach Kuipergürtel) ist eine riesige Struktur, die sich über die 30- bis 50-fache Entfernung von der Erde zur Sonne erstreckt und voller eisiger und felsiger Objekte ist. Aber woher kommt er?
In ihrer Anfangszeit war die Sonne von einer riesigen rotierenden Wolke aus Gas und Staub umgeben. Ähnlich wie bei der Herstellung einer Pizza aus einem Teigballen entwickelte sich die Wolke durch ihre Rotation im Laufe der Zeit zu einer flachen Scheibe, die wir als protoplanetare Scheibe bezeichnen.
Dort kollidierten Staubkörner und verschmolzen zu immer größeren Strukturen, und als sie eine Kilometergröße erreichten, begann ihre eigene Schwerkraft, weitere Objekte anzuziehen, was ihr Wachstum noch weiter anheizte. So – in einer sehr verkürzten Version – glauben wir, dass Planeten entstanden sind. Wir haben diesen Prozess tatsächlich auch in anderen Planetensystemen als unserem eigenen beobachtet . Wir wissen jedoch auch, dass nicht jeder Staub letztendlich Planeten bildete.
Astronomen glauben, dass der Einfluss großer Planeten wie Neptun verhindert haben könnte, dass Staub jenseits seiner Umlaufbahn neue Planeten entstehen ließ, sodass uns nur ein Trümmergürtel blieb. Dieser Schutt ist jedoch in Wirklichkeit ein verborgener Schatz im Weltraum.
Heute ist der Kuipergürtel eine Ansammlung staubiger und eisiger Weltraumgesteine, die von Staubkörnern und Kieselsteinen bis hin zu Kometen und Zwergplaneten reichen. Viele dieser Objekte, deren Durchmesser von einigen Millimetern bis zu mehreren Kilometern reicht, haben sich seit ihrer Entstehung kaum verändert. Sie sind (buchstäblich) in der Zeit eingefroren und Überbleibsel aus der Frühphase des Sonnensystems, die uns viel über seine ursprünglichen Eigenschaften verraten.
Trümmergürtel wie der Kuipergürtel gibt es auch in anderen Planetensystemen. Sie werden allgemein als „Planetesimalgürtel“ bezeichnet, da die Objekte in ihnen das Potenzial haben, sich zu Planeten zu verbinden, oder als „Exokometgürtel“, da sie normalerweise Kometen (eisige Planetesimale) in sich verbergen. Aber wie können wir diese Gürtel beobachten?
Eine Reise auf der Suche nach anderen Gürteln
Auf den ersten Blick sollte es angesichts ihrer Größe einfach sein, Exokometengürtel zu finden. Tatsächlich sind sie jedoch schwer zu beobachten und abzubilden.
Der Grund dafür ist ihre Temperatur. Die Objekte in einem Exokometengürtel sind sehr weit von ihrem Mutterstern entfernt und daher extrem kalt. Im Kuipergürtel beispielsweise liegen die Temperaturen zwischen -250 und -150 Grad Celsius. Bei diesen niedrigen Temperaturen leuchten Gürtel nur bei langen Wellenlängen, was sie für die meisten – aber nicht alle – Teleskope schwer zu beobachten macht.
Eines der Teleskope, mit denen sie beobachtet werden können, ist das Atacama Millimeter/submillimeter Array ( ALMA ). Dieses von der Europäischen Südsternwarte und ihren Partnern betriebene Array aus 66 Antennen im Norden Chiles ist speziell dafür ausgelegt, langwellige Strahlung von kalten astronomischen Quellen wie Exokometengürteln zu erfassen.
Mithilfe von ALMA, dem Hawaiian Submillimeter Array (SMA) und Archivdaten hat sich ein Team unter der Leitung von Luca Matrà, einem außerordentlichen Professor an der Universität Dublin, auf die Mission begeben, so viele Exokometengürtel wie möglich in allen Stadien abzubilden, von der Neubildung bis zum sehr reifen Stadium. Die Untersuchung mit dem Namen REASONS [2] ist die bislang größte ihrer Art.
Die Untersuchung enthält Bilder von 74 Gürteln um „nahe“ Planetensysteme, die sich in einer Entfernung von weniger als 500 Lichtjahren von uns befinden. Diese Ergebnisse wurden jetzt in Astronomy and Astrophysics veröffentlicht und stellen bereits jetzt die Vorstellungen der Astronomen zu diesen Strukturen in Frage.
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